VOLTENERTEC WEEKLY · 2026년 39주차 · 1/4
결론부터 씁니다. 석탄발전 기동정지 비용을 관리하는 기준으로는 “연간 기동 횟수 상한”보다 “정지 시간이 온간 기동 구간을 넘지 않도록 관리하는 것”이 더 정확합니다. 보도된 1회 기동비는 열간 약 6700만 원, 온간 1억7600만 원, 냉간 4억8700만 원으로, 같은 1회라도 얼마나 오래 멈췄느냐에 따라 비용이 최대 약 7.3배 벌어지기 때문입니다. 경부하 시간대를 기동정지(Start-Stop)로 넘길지, 최소출력(Minimum Load)으로 버틸지, 저장설비로 흡수할지는 이 계단 구조를 먼저 놓고 판단해야 합니다.
무슨 일이 있었나
전기신문 보도(2026-09-18)에 따르면 발전 5사는 5~7월 전력거래소와 석탄화력 기동정지 저감 방안을 세 차례 협의하면서, 500MW급 발전기의 연간 기동횟수를 60회로 제한하고 호기별로도 주 1회·월 5회를 넘지 않도록 해 달라고 요구했습니다. 전력거래소는 “계통 운영상 수용 불가” 입장을 유지했습니다. 발전사가 구체적인 기동 제한선을 공식 요구한 사실이 확인된 것은 처음입니다.
배경은 운전 방식의 변화입니다. 재생에너지가 늘면서 석탄발전의 역할이 기저전원에서 유연성 전원으로 바뀌었고, 올해 봄철 경부하기 대책기간 중 급전지시에 따른 석탄발전 기동정지는 1500건으로 2024년 411건, 2025년 912건보다 늘었습니다. 하루 평균으로는 약 5.7건에서 14건으로 약 2.5배입니다. 발전 5사가 올해 1~5월 사용한 기동유는 14만4581㎘로 연초 산정물량의 56%였고, 등유 가격은 1월 ℓ당 736원에서 4월 1875원으로 올랐습니다.
연 60회라는 숫자는 설비의 온간기동 설계기준을 근거로 한 값입니다. 발전사들은 2024년 협의 때도 500MW급 60회, 1000MW급 30회를 연간 상한으로 제시했습니다. 정부는 9월 19일부터 11월 15일까지 가을철 전력수급 대책기간을 운영하면서 석탄단지 운영 최소화를 선제 조치로 제시했고, 출력제어 시 석탄·LNG를 우선 제어하는 유연성 전원으로 분류했습니다.
기동 조건별 비용 비교
| 기동 조건 | 1회 비용(보도) | 열간 대비 | 연 60회 환산 |
|---|---|---|---|
| 열간(Hot) | 약 6700만 원 | 1.0배 | 약 40억 원 |
| 온간(Warm) | 약 1억7600만 원 | 약 2.6배 | 약 106억 원 |
| 냉간(Cold) | 약 4억8700만 원 | 약 7.3배 | 약 292억 원 |
표가 말하는 것은 하나입니다. 연 60회 상한은 횟수를 묶지만, 같은 60회라도 전부 열간이면 약 40억 원, 전부 냉간이면 약 292억 원입니다. 횟수 상한만으로는 비용이 7배 범위에서 흔들리므로, 계통 운영자와 발전사가 함께 볼 지표는 횟수와 “정지 지속시간 분포”를 같이 묶은 것이어야 합니다.
열간·온간·냉간을 가르는 정지 경과 시간이나 금속 온도 기준은 보도에 나오지 않았고 호기별 운전 절차서마다 다릅니다. 아래 전개에서도 이 경계값은 확인 필요 항목으로 둡니다.
유리한 자리·불리한 자리
현재 조건부터 보겠습니다. 봄철에는 하루 사이 석탄발전 출력이 최대 13GW 안팎 오갔습니다. 500MW급으로 단순 환산하면 약 26기(13,000MW÷500MW)가 하루 안에 빠졌다 들어온 폭입니다. 이 폭을 전부 기동정지로 받으면 기동 이력이 빠르게 쌓이고, 정지 시간이 길어진 호기는 온간·냉간 기동으로 넘어가 비용이 계단식으로 뜁니다.
기동정지가 유리한 자리는 경부하 구간이 짧아 재기동이 열간 범위 안에 들어오는 경우입니다. 이때는 1회 비용이 가장 낮고, 정지 중 연료 소비가 없습니다. 반대로 주말·연휴처럼 경부하가 길게 이어지면 정지 시간이 온간을 넘기 쉬워 불리해집니다.
최소출력 유지가 유리한 자리는 그 반대입니다. 정지하면 냉간으로 넘어갈 만큼 경부하가 길 때, 연료비를 내더라도 금속 온도를 유지하는 쪽이 재기동 계단을 피합니다. 다만 최소출력 운전의 시간당 연료비는 보도에 없으므로 호기별 확인이 필요합니다. 저장설비(BESS) 흡수는 재생에너지 잉여를 충전으로 받아 석탄 정지 자체를 줄이는 방식이며, 흡수량은 BESS의 kW·kWh 범위를 넘을 수 없습니다.
| 선택지 | 비용 누적 방식 | 설비 부담 | 계통 기여 |
|---|---|---|---|
| 기동정지 | 기동 1회마다 계단식 | 열 사이클 반복 | 정지 중 관성·전압 지원 없음 |
| 최소출력 유지 | 운전 시간에 비례 | 저부하 연소 안정성 관리 | 동기기 관성·무효전력 유지 |
| BESS 흡수 | 설비비 + 충방전 손실 | 셀 사이클 열화 | 인버터 제어 방식에 따라 다름 |
이 표에서 읽을 점은 비용이 쌓이는 모양이 서로 다르다는 것입니다. 기동정지는 계단, 최소출력은 기울기, BESS는 초기 투자입니다. 경부하 구간의 길이가 짧으면 계단 한 칸이 싸고, 길면 기울기가 계단보다 싸집니다. 판단 변수는 결국 정지 시간입니다.
재기동 시퀀스에서 먼저 확인할 인터락
기동 횟수가 늘면 비용보다 먼저 확인할 것이 시퀀스입니다. 재기동 시간을 줄이라는 압력이 커질수록 인터락을 건너뛰려는 유혹도 커지기 때문입니다.
- 보일러 퍼지(Purge) 완료 인터락: 퍼지 풍량·시간 조건이 충족되기 전에 점화 허가 시그널이 나가지 않는지 확인합니다. 버너관리계통(BMS, Burner Management System) 인터락은 기동 시간 단축 대상이 아닙니다.
- 화염 감시(Flame Scanner) 트립: 점화 실패 시 주연료 차단밸브가 하드와이어로 닫히는지 확인합니다.
- 기동 모드 자동 선택: 정지 경과 시간과 터빈 금속 온도로 열간·온간·냉간 기동 곡선이 자동 선택되는지, 운전원 수동 선택으로 더 빠른 곡선을 고를 수 있는 경로가 막혀 있는지 확인합니다.
- 기동 이력 분리 기록: 기동 조건별 누적 횟수를 별도 태그로 남겨야 위 표의 비용 구조를 실제 데이터로 검증할 수 있습니다.
- EMO(Emergency Off)와 비상정지 회로는 제어 로직을 경유하지 않는 하드와이어 경로로 유지합니다. 소프트웨어로 대체하지 않습니다.
(* 기동 모드 분류 및 이력 카운터 - 어드레스는 예시 *)
(* AI120 : TURB_METAL_TEMP (degC, HP 케이싱 기준) *)
(* AI121 : OFFLINE_HOURS (정지 경과 시간, h) *)
(* DI220 : SYNC_BREAKER_CLOSED (계통 병입 완료=1) *)
(* 경계값 T_HOT_SP, T_WARM_SP 는 가정 - 호기별 운전 절차서 확인 필요 *)
IF AI120 >= T_HOT_SP THEN
START_MODE := 1; (* HOT *)
ELSIF AI120 >= T_WARM_SP THEN
START_MODE := 2; (* WARM *)
ELSE
START_MODE := 3; (* COLD *)
END_IF;
(* 병입 상승 에지에서 모드별 카운터 1회 증가 *)
SYNC_EDGE := DI220 AND NOT SYNC_PREV;
SYNC_PREV := DI220;
IF SYNC_EDGE THEN
CASE START_MODE OF
1: START_CNT_HOT := START_CNT_HOT + 1;
2: START_CNT_WARM := START_CNT_WARM + 1;
3: START_CNT_COLD := START_CNT_COLD + 1;
END_CASE;
END_IF;특허로 본 기동 비용
기동 비용을 설비 쪽에서 줄이려는 접근은 특허에도 있습니다. 지멘스(Siemens AG, 현재 권리자 Siemens Energy Global GmbH and Co KG)의 US10487746B2 “Optimization of cold starts in thermal power stations, in particular in steam-electric power plants or in combined cycle power plants”(우선일 2013-04-04, 등록 2019-11-26, Google Patents 기준 Active, 만료 예상 2036-06-04)는 화력발전소 내부에 추가 열에너지 저장장치를 두고 기동 중 에너지를 공급해 냉간 기동을 앞당기는 구성을 다룹니다. 청구항 1은 이 저장장치를 발전소 운전 중 공정 가스로 채워지는 탱크 또는 보일러로 한정합니다.
이 특허가 겨냥하는 대상은 냉간 기동이고, 위 비용 표에서 냉간이 열간의 약 7.3배라는 점과 같은 방향입니다. 기동 비용 문제의 해법은 “덜 켜는 것”과 “식지 않게 하는 것” 두 갈래이며, 이 특허는 후자를 설비로 푼 사례입니다. 국내 호기 적용 가능성은 제공된 정보로는 판단할 수 없습니다.
경계 조건 — 횟수 상한이 오히려 맞는 경우
첫째, 설비 수명입니다. 비용은 정지 시간이 좌우하지만 금속 피로는 열 사이클 횟수 자체에 누적됩니다. 발전사가 제시한 60회가 온간기동 설계기준에서 나온 값이라는 점은 이 제약이 비용이 아니라 설계 수명에서 왔다는 뜻이고, 이 관점에서는 횟수 상한이 1차 기준이 됩니다.
둘째, 계통 운영입니다. 경부하 구간에 재생에너지 출력을 받아내려면 누군가는 출력을 내려야 하고, 저장설비 흡수 용량이 부족한 기간에는 기동정지 외 대안이 제한됩니다. 전력거래소가 횟수 상한을 수용 불가로 본 이유도 이 지점입니다.
셋째, 단가 변동입니다. 기동유 단가가 넉 달 사이 약 2.5배 움직였습니다. 표의 배수 구조는 유지돼도 절대 금액은 연료 단가를 따라 움직입니다.
단일 선택 기준은 이렇게 잡습니다. 예상 정지 시간이 열간 재기동 범위 안이면 기동정지, 그 범위를 넘는 경부하 구간이면 최소출력 유지 또는 저장 흡수를 먼저 검토합니다. 연 60회 같은 횟수 상한은 설계 수명을 지키는 울타리로 두고, 비용 판단은 정지 시간으로 합니다.
출처: 전기신문 「[단독] 기동정지 폭증에…‘年 60회’ 마지노선 꺼낸 발전사들」(2026-09-18) / Google Patents US10487746B2
