46℃에서의 PV 역설: 유럽의 고온이 발전량은 늘리지만 효율은 떨어뜨려 전력망에 이중 압박을 가한다.

폭염이 유럽 대륙을 휩쓸며, 기록적인 태양광 발전량과 동시에 PV 효율 저하가 극명한 대조를 이루었다. 전력망은 급증하는 냉방 부하와 에너지 저장 부족이라는 이중 압박 속에서 어려움을 겪었다.

2024년 유럽의 신규 설치 용량은 65.5GW로, 이 중 중앙 집중형 설비가 27.51GW, 분산형 설비가 38GW였다. 2023년 62.8GW와 비교하면 전년 대비 4% 증가한 수치다.

한편, 유럽 대륙은 전례 없는 에너지 스트레스 테스트를 겪고 있었다. 독일 태양광 산업 협회의 최신 데이터에 따르면, 독일의 누적 PV 설치 용량이 107.5GW에 도달했으며, 옥상, 발코니, 야외 부지 등 다양한 유형을 아우르며 2030년까지 215GW 목표의 절반이라는 중요한 이정표를 세웠다.

그러나 기록적인 무더위 속에서 반짝이는 이 태양광 패널들은 효율 저하라는 딜레마에 직면하고 있었다.

01 유럽을 강타한 극한 폭염

2025년 여름 유럽은 말 그대로 “오븐”이 되었다. 스페인 일부 지역에서는 기온이 46°C까지 치솟아 1965년 이후 최고 기온 기록을 경신했다. 포르투갈 모우라에서는 기온이 무려 46.6°C에 달했다.

프랑스는 기상 관측 사상 가장 더운 6월을 기록하며 기온이 40.9°C까지 올랐다. 기상청은 처음으로 전국 88%의 데파르트망에 오렌지색 폭염 경보를 발령했다. 이탈리아는 21개 도시에 최고 등급인 적색 경보를 발령했으며, 유럽 대륙 전체가 폭염에 휩싸였다.

안토니우 구테흐스 유엔 사무총장은 이러한 극한 폭염이 이미 “새로운 표준”이 되었다고 경고했다. 기후 위기가 전방위적으로 악화되면서 공중 보건을 위협할 뿐만 아니라 농업, 에너지, 노동 시장, 공급망에 심각한 타격을 주어 이미 취약한 세계 경제 회복에 걸림돌을 더하고 있다.

폭염 속에서 유럽의 에너지 시스템은 심각한 도전에 직면했다. 7월 1일 독일, 프랑스, 스페인의 일일 전력 수요는 전주 대비 각각 6%, 9%, 14% 증가했다. 프랑스의 최대 전력 수요는 12% 급증했고, 스페인은 15%, 독일과 폴란드는 각각 5% 증가했다.

02 태양광 발전의 양날의 검

고온에서의 태양광 발전은 역설적인 상황을 연출했다. 한편, EU 태양광 발전량은 6월에 45.4TWh로 사상 최고치를 기록, 전년 동기 대비 22% 증가했다. 독일 폭염 절정기에는 태양광 발전량이 50GW를 넘어 국가 전력 공급의 33~39%를 차지했다.

반면, 높은 기온은 태양광 패널의 효율을 갉아먹고 있었다. 독일 기상청 자료에 따르면 6월 많은 지역의 기온이 40°C를 넘자 태양광 발전 효율이 8~12% 감소했다. 한편, 냉방 부하 급증으로 전력망 피크 부하가 전년 대비 35% 증가했다.

원자력 및 화력 발전소는 고온에 더 취약하다. 프랑스의 18기 원전 중 17기에서 고온 기간 생산 감소가 발생했다. 강물 수온이 너무 높아 원자로 냉각에 사용할 수 없어 원전은 감산하거나 일시 가동을 중단해야 했다.

03 전력망 시스템의 이중 압박

유럽 전력망은 전례 없는 이중 압박을 받고 있다. 한편으로는 냉방 수요 급증으로 피크 전력 소비가 지속 증가하고, 다른 한편으로는 기존 발전 방식의 효율이 고온으로 저하되고 태양광 발전 효율도 영향을 받았다.

전력 가격 변동은 이러한 압력의 직접적 표출이다. 7월 1일 일일 평균 전력 가격이 스페인 15%, 폴란드 106%, 프랑스 108%, 독일은 무려 175% 급등했다. 폴란드에서는 익일 전력 가격 스프레드가 MWh당 500유로에 육박하며 최저가와 최고가 간 격차가 컸다.

전력망 인프라 노후화는 고온으로 더욱 악화되었다. 7월 1일 이탈리아 정전은 케이블 과열과 연관된 것으로 의심된다. 올해 4월 28일 스페인, 포르투갈, 프랑스 남부에서 대규모 정전이 발생해 5천만 명 이상이 영향을 받았다.

04 에너지 저장 부족이라는 치명적 약점

전력 공급의 심각한 변동에 직면하여 에너지 저장 시스템의 부족은 유럽 에너지 시스템의 치명적 약점이 되었다. 독일의 설치된 에너지 저장 용량은 12기가와트시(GWh)에 불과하며, 이는 태양광 발전의 저장 수요의 3%만 충족할 수 있습니다.

업계 전망에 따르면, 2030년 기후 중립 목표를 달성하려면 에너지 저장 규모가 80GWh 이상으로 확대되어야 합니다. 그러나 독일 연방경제부의 최신 초안에 따르면 에너지 저장 보조금 예산이 원래 계획보다 20% 삭감되었으며, 이는 전환 속도에 대한 시장 우려를 불러일으키고 있습니다.

기존 발전 설비의 감소로 전력망의 회전 관성이 부족해졌으며, 풍력 및 태양광 발전에는 회전하는 "큰 바퀴"가 없어 전체 전력망의 "관성 완충력"이 저하됩니다. 이러한 구조적 결함은 극한 기상 조건에서 시스템 붕괴로 발전하기 쉽습니다.

05 4월 정전 사태의 경고

올해 4월 28일 대규모 정전은 유럽 에너지 시스템에 경종을 울렸습니다. 스페인과 포르투갈에서 갑작스러운 광역 정전이 발생하여 교통 마비, 통신 두절이 초래되었고 5천만 명 이상이 영향을 받았습니다.

단 5초 만에 약 15GW의 발전 용량이 갑자기 사라졌으며, 이는 당시 스페인 전국 전력 수요의 60%에 해당합니다. 페드로 산체스 스페인 총리는 대국민 연설에서 전력 시스템에 "심각한 변동"이 있었다고 인정했습니다.

이번 사건은 재생에너지 비중이 높은 전력망의 안정성 위험을 드러냈습니다. 정전 당일 스페인의 풍력 발전량은 85% 급감했고, 고온과 모래 먼지 덮개로 인해 태양광 발전량도 급감했으며, 에너지 저장 용량은 재생에너지 설비 용량의 2%에 불과하여 12.3GW의 전력 변동을 완화할 수 없었습니다.

더 근본적인 문제는 전력망 연계 부족입니다. 2024년 말 기준 스페인의 국가 간 송전 용량은 7.2%에 불과해 EU의 연계 목표인 15%에 크게 못 미칩니다. 이러한 "에너지 섬" 상태로 인해 위기 시 주변국으로부터 지원을 받기 어렵습니다.

06 에너지 시스템의 미래 경로

갈수록 심각해지는 도전에 직면한 유럽은 다양한 해법을 모색하고 있습니다. ESS 구축은 전력 수급의 시공간적 전환을 실현하는 핵심으로 간주됩니다. 독일은 14GW의 배터리 저장 프로젝트와 10GW의 양수 발전 시스템을 보유하고 있으며, 이는 생산과 소비 피크 간 격차를 일부 해소합니다.

한편, 차량-전력망(V2G) 기술이 분산 조정 능력을 위한 새로운 대안으로 부상하고 있습니다. 이 기술은 전기차가 사용되지 않을 때 저장된 전력을 전력망에 다시 공급함으로써, 사용자 단말에 소규모 ESS 유닛을 효과적으로 배치합니다. 독일 에너지산업법은 2024년부터 정부 조달 경상용차량에 양방향 충전 기능을 의무화하고 있습니다.

기술 선택과 관련해, 물리적 회전 관성과 순동 예비력을 동시에 제공할 수 있는 집광형 태양열 발전과 압축 공기 ESS가 주목받고 있습니다. 이 기술들은 기존 화력 발전의 단계적 폐지로 인해 감소한 전력망의 '관성 버퍼'를 보완할 수 있습니다.

EU는 시스템적 개혁을 추진하고 있습니다. 독일과 9개국은 유럽연합 집행위원회에 'PV 핵심 원자재 전략 비축' 설립과 중국산 PV 제품에 대한 무역 제한 완화를 촉구하는 제안서를 제출했습니다. 동시에 독일 의회는 재생에너지 가속화법을 심의할 예정이며, 이 법은 PV 프로젝트 승인 권한을 주 정부에 위임하고 전력망 업그레이드를 위한 50억 유로 특별 기금을 조성하는 내용을 담고 있습니다.

스페인과 포르투갈의 4월 정전은 15GW의 전력이 5초 이내에 시스템에서 사라질 때, 아무리 첨단인 PV 시스템도 전력망 붕괴를 막을 수 없음을 보여주었습니다. 폭염 피크 시 독일 전력 가격이 175% 급등한 것은 ESS 구축 지연의 대가를 드러냈습니다.

유럽의 에너지 전환은 중대한 기로에 서 있습니다. 독일과 9개국이 PV 원자재 전략 비축 설립을 추진하고 50억 유로 전력망 업그레이드 기금 심의를 준비하는 가운데, 대륙의 에너지 미래는 215GW PV 목표에만 관련된 것이 아니라 기후 위기 속에서 청정하면서도 회복력 있는 에너지 시스템을 전 세계가 구축할 수 있을지 여부를 결정하는 문제이기도 합니다.

참고 자료:

독일의 태양광 설치 용량 107.5GW 초과 https://m.solarbe.com/21-0-391121-1.html
폭염이 유럽 전력망을 압박하며 에너지저장장치(ESS) 사업자에게 수익을 안겨줘 https://chuneng.in-en.com/html/chunengy-46483.shtml
유럽 폭염으로 전기 가격 급등! 원전 용량 감소 속 태양광이 해결사로 부상 https://19fyc00004.iyp.tw/news-detail-3935480.html
유럽 전역 정전 사태: 에너지 전환의 진통 속에 드러난 시스템 취약성 https://www.hyqqw.com/article/102055.html
46℃! 유럽, '열사병 쇼크'로 경제 혼란과 사회적 분열 동시에 발생... https://news.10jqka.com.cn/20250703/c669376156.shtml
유럽 대규모 정전의 교훈: 태양열 발전 및 압축공기에너지저장(ESS) 등 기술의 설비 용량 확대에 특별히 주력해야 _전력망_ 예비력 _ 스페인 https://www.sohu.com/a/891282145_121123906
스페인·포르투갈 대규모 정전으로 드러난 유럽 에너지 전환의 취약점 - 글로벌 신에너지 네트워크 https://www.xny365.com/huanbao/article-72028.html
대규모 정전으로 드러난 유럽 전력망의 취약성, 재생에너지로 인한 과제 심화 https://military.china.com/news/13004177/20250429/48275635.html