태양광 상계제도는 태양광을 통해서 발전한 전력 중 사용하고 남은 전력을 전력판매자에게 역송하고, 한전으로부터받은 전력량에서 역송전력량을 차감한 ‘순 사용량’을 요금기준으로 하여 전기요금을 산정하는 방식으로 미국뿐만 아니라 우리나라와 같이 태양광을 보급하고 있는 대부분의 나라에서 채택하고 있는 요금제도이다. 재생에너지 확대를 위한 보조정책으로 설치비용보조와 함께 활용되고 있는 대표적인 지원제도이다. 상계거래제도는 효과적인 소규모 재생에너지발전설비 확대 수단으로 1990년대 이후 미국 등 주요 선진국에서 활용되어 왔으나, 최근 캘리포니아와 하와이처럼 재생에너지의 비율이 높은 지역에서 태양광 상계제도에 대한 비판이 증가하고 있다.
태양광 상계제도에 대해 비판이 증가하는 큰 이유는 태양광이 확대되면서 나타난 상계제도가 지니고 있는 불합리성이다. 태양광 설비 보급이 늘어나면서 투자비용이 하락하고 있고 이러한 투자비용의 하락에도 불구하고 상계제도를 통한 보조가 필요한지에 대한 비판이 제기되었다. 또한 고정비용이 높은 전력산업의 특성으로 인해 나타나는 문제도 있다. 일반적으로 전력판매기업은 전기요금에 높은 고정요금을 부과하기 보다는 전력사용량요금에 고정비를 일부 포함시켜 고정비용을 회수하고 있다. 그런데 상계거래 참여고객의 사용량 감소로 인한 요금감면은 전력판매기업의 고정비용 회수를 어렵게 하여 기업의 재무적인 부담을 늘리게 된다. 이러한 재무적인 부담을 줄이기 위해 전기요금이 상승하면 상계거래에 참여하지 않는 고객에게 상계거래 고객의 고정비용이 전가되는 상황이 발생할 수도 있다. 또한 전기요금이 상승하지 않더라도 전력판매회사의 적자를 국가가 보전해 준다면, 고정비용이 전국민에게 전가되는 것이다.
또한 미국에서는 태양광 발전량이 증가하면서 분산형 전원으로의 역할을 하기 보다는 계통에 부담을 주는 덕커브(Duck curve)가 나타나기 시작하였다. 그러나 기존의 상계제도는 이러한 문제점을 해결하는 데에는 도움을 줄 수가 없었기 때문에 이를 위한 상계제도의 개선이 진행되고 있다. 우리나라도 정부의 신재생에너지 3020 정책으로 태양광의 보급이 급속히 증가하여 잉여 전력이 확대될 경우 전력시스템 운영 부담 및 송배전망의 투자소요가 증가할 것이 예상된다. 본래 태양광 발전은 중앙집중형 방식의 대규모 발전설비 및 송배전망 투자 소요를 감소시키는 편익을 제공할 것으로 기대되는 분산전원이다. 그러나 태양광을 통해 발전된 전력 중 자가소비로 소진되지 못하고 계통으로 역송되는 전력량의 규모가 확대될 경우 송배전망 투자 소요가 증가하며, 변동적 출력 특성에 따라 계통운영에 어려움을 줄 수 있다. 이에 따라, 태양광 발전의 보급이 확대되면 분산전원으로서 계통안정에 기여하는 역할을 제고할 수 있도록 유도하는 정책이 필요하다.
해외사례에서 나타난 상계제도의 개선방향은 지역에 따라 상이하였고, 상계제도의 개선이 단 하나의 해결방안은 갖는 것이 아니라 시점과 상황에 따른 다양한 수단이 존재함을 알 수 있었다.
공통적인 고민은 태양광의 매입에 대한 가치산정이었다. 하와이와 일본에서 역송전력의 매입단가를 낮아지고 있고, 텍사스에서는 독립적으로 전력가격에 기초한 태양광의 가치산정을 시도하고 있다. 따라서 태양광의 보급이 확산되고 설치비용이 하락하면 역송에 대한 매입단가를 조정을 위해 적절한 산정기준이 도입되어야 할 것이다.
역송전력의 가치산정을 통한 역송단가 조정은 상계제도의 가장 기본적인 개선방향이지만, 태양광이 보급 및 확대를 목표로 하고 있는 시점에서 도입하기는 어렵다. 이러한 과도기적인 시점에서는 캘리포니아의 NEM2.0에서 도입하고 있는 제도들이 상대적으로 적용하기 유리해 보인다. 역송요금에 대한 보상수준을 소매요금단가로 유지하면서도 상계제도의 문제점들은 어느 정도 해결하려는 노력을 보이고 있기 때문이다. 대표적으로 계통접속 수수료의 적용과 전용 요금제도의 적용 등을 들 수 있다. 각각 고정비의 회수와 태양광 설치고객의 소비패턴의 변화를 꾀하고 있다.
보급이 목적이 아닌 안정적인 계통유지가 목표가 되는 시점에서는 하드웨어를 활용한 제도개선도 가능하다. 하드웨어적인 방법 중의 하나는 ESS 등의 에너지 저장장치를 활용하는 방식이다. 이를 적극적으로 활용하고 있는 곳은 태양광 보급률이 높고, 이미 역송에 대한 가치를 소매요금의 절반 정도로 책정하고 있는 하와이였다. 하와이의 높은 전기요금 수준은 아직은 높은 비용을 유지하고 있는 ESS의 설치까지도 유도하고 있다. 이러한 ESS가 도입이 되면 자가소비가 증가하고 계통으로의 역송이 줄어들게 되어 분산형 전력으로서의 역할을 제대로 할 수 있게 된다.
추후에 도입할 수 있는 ESS 등의 설치 및 활용은 뒤로 하더라도 계시별 요금제 등의 도입은 바로 적용은 우리나라에서도 상대적으로 손쉽게 적용이 가능하다. 따라서 주택용 태양광설치 가구의 요금제도 변화에 따른 전기요금의 변화를 살펴보고, 향후 적용이 가능한 계시별 요금제의 시나리오를 적용하여 그에 따른 영향을 살펴보았다. 누진요금제도에서 계시별 요금제의 도입으로 소비자의 행동변화에 대한 인센티브가 발생하는지 분석하였고, 그 결과 현재 산업용에 유지되고 있는 계시별 요금제의 설계구조가 아닌 가정용에 특화된 계시별 요금 구조의 설계가 필요하다는 것을 파악할 수 있었다.
상계거래는 소규모 재생에너지 확대를 위한 목적으로 운영이 되고 있다. 재생에너지 발전이 확대되고 설치비용이 적정수준까지 하락할 때 필요한 상계거래 후속요금제의 핵심 목표는 실제 가치와 비용에 기반을 둔 보상을 시행하는 것이며 이외에도 계통 안정성 확보를 위한 설비 운영을 유도하는 것으로 요약할 수 있다. 따라서 우리나라에서 태양광 보급이 확대되어 확산정책보다 안정화 정책이 필요한 시점을 고려하여 우리나라에 도입이 가능한 주택용 태양광 상계제도의 4가지 개선방향을 제시하였다. 첫째, 상계제도의 형태를 유지하면서 망이용요금을 회수할 수 있는 개선방법이 현재의 계량시스템에 추가적인 부담없이 적용가능한 방법이 될 것이다. 구체적으로는 역송수수료의 부과 혹은 기본요금을 수전량과 역송량을 합한 망전송량을 기준으로 부과하는 등의 방법으로 개선이 가능하다. 둘째, 소매요금으로 역송전력을 구매해주는 상계제도의 틀을 벋어나, 역송에 대한 적절한 단가를 산정하는 것이다. 즉, 역송요금제를 도입하는 것이다. 태양광의 균등화발전가치가 균등화발전비용보다 높아진다면, 적절한 가치에 맞는 역송요율을 주기적으로 산정하여 적용할 필요가 있다. 셋째, 자가소비를 유도할 수 있는 계시별 역송요금제를 도입하거나, 계통에 연계되지 않는 독립형 ESS의 설치를 통해 자가소비가 증가하면 계통에 무리를 주는 덕커브 현상과 일몰 시간의 급격한 부하 증가를 최소화 할 수 있다. 기본적으로 소비자의 행동변화를 유도하기 위해서는 역송요금과 전기요금의 차이가 발생해야하는데, 역송요금의 적정요율 산정에 앞서 전기요금의 적정요율이 우선적으로 산정되어야 한다. 넷째, ESS를 계통에 적극적인 보조를 할 수 있도록 양방향으로 활용하는 방안이다. 역송시간대를 조절하는 가장 단순한 방식에서 중앙제어를 통한 DR자원으로서의 활용까지 고려해 볼 수 있다. 전력신사업모델에 참여하는 것으로 계통부하를 보조하여 수익을 창출하는 것이 가장 적극적이면서 진보적인 대응이 될 것이다.