분산과 위험, 그리고 (에너지) 관리

통계학에 분산(variation)이라는 개념이 있다. 이는 변량이라고도 하는데, 측정하고자 하는 확률변수가 기댓값으로부터 얼마나 넓게 분포하고 있는지에 대한 정보를 우리에게 준다.
따라서 분산이 작다는 것은 해당 확률변수가 기댓값을 벗어날 가능성이 적다는 것을 뜻하고, 반대로 분산이 크다는 것은 확률변수가 기댓값을 벗어날 가능성이 높다는 것을 의미한다. 그렇기 때문에 품질경영 등 관리적 측면에서는 분산이 작을수록 좋다.
한편, 재무관리의 포트폴리오 이론에서도 분산이라는 개념이 적용되는데, 여기서는 자산의 위험을 분산으로 측정한다. 따라서 분산이 크면 기댓값의 변동 폭이 커지기 때문에 위험이 높아지고, 반면 분산이 작으면 기댓값의 변동 폭이 작아지기 때문에 위험이 줄어들게 된다.
이 경우, 분산이 작을수록 위험은 줄겠지만 위험과 수익이 반비례하는 경향이 있기 때문에, 이때에는 무조건 분산을 작게 하는 것보다 수익도 고려하여 적절한 분산을 유지하는 것이 현명한 선택일 수 있다.
세계 각국은 재해·재난 등으로 야기될 수 있는 큰 위험들을 벗어나는 동시에 중장기적으로 환경오염도 예방하고자 재생에너지의 비중을 에너지 공급체계에서 확대하고자 한다. 하지만, 재생에너지는 자연에서 발생하는 힘을 이용하여 전기를 생산하기 때문에 우리가 통제할 수 없는 날씨라는 요인에 매우 종속적이다.
따라서 전력시스템 운영이라는 측면에서 보면, 변동성과 불확실성을 가져와 위험을 발생시킬 확률을 오히려 높인다. 그리고 이는 곧 계통상에서 순간적으로 수요 공급 균형을 맞추기 위한 추가 에너지 또는 주파수 조정 등의 보조 서비스, 즉 다양한 관리를 필요로 하게 된다.
작년 말에 발표된 제8차 전력수급기본계획(2017-2031)에 따르면, 재생에너지 3020 계획 등 주요 정책에 따라 태양광 및 풍력을 중심으로 2017년 기준 11.3GW인 설비용량을 2030년까지 58.5GW로 약 5배 이상 확충한다고 되어 있다.
따라서 발생할 수 있는 출력 변동성의 보완방안으로, 백업설비확보 및 재생에너지 종합 관제시스템 구축 등이 동시에 추진한다는 방침이다. 하지만, 계통 신뢰도 및 안정도를 일정 수준으로 유지 가능한지 여부는 앞으로의 연구개발 노력에 달려 있다고 할 수 있다.
위험을 회피하기 위한 방안이 또 다른 방향에서의 위험을 가져오고 있는 아이러니한 상황에서도 그나마 다행인 것은 아직 위험을 대비할 수 있는 시간이 조금은 남아 있다는 것이다.

▲ 손 성 호 선임연구원 / 한국전기연구원(KERI)