March 10, 2021 wisdomagorauae 장석현 2 min read

2050 탄소중립, 분산에너지 시스템으로 뒷받침한다

‘지역 주도의 분산에너지 활성화 대책’ 발표

제주도부터 분산에너지 시스템의 성공사례 창출 및 전국적으로 확산할 예정

[ 위즈덤 아고라 / 장석현 객원기자 ] 산업통상자원부(장관 성윤모, 이하 ‘산업부’)는 정부의 ｢2050탄소중립 추진전략｣**(’20.12)을 통해 분산형 에너지 시스템으로의 전환을 위해 ｢분산 에너지 활성화 로드맵｣을 마련중에 있으며, 지난 3일 제주도 신재생에너지 홍보관에서 지역 주도의 분산 에너지 활성화 대책을 발표하였다.

우리나라가 탄소 중립을 달성하기 위해서 석탄과 천연가스를 통해 에너지를 얻는 방식에서 태양광이나 풍력 에너지 같은 재생 에너지 위주로 대대적인 시스템 변화는 필수적이다.

제주도는 ‘탄소 없는 섬’이라는 계획을 추진하기 위해 재생에너지 기술이 빠르게 확산되고 있다. 예를 들어 주택에는 태양광 패널이 설치되어 있고 사물인터넷을 이용해 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 하고 있다. 하지만, 이러한 기술들은 불확실성과 변동성이 높기 때문에 히트펌프 같은 다른 유연성 자원의 개발 또한 함께 진행되고 있다. 그래서 산업부는 ‘지역이 주도하는 분산 에너지 시스템 구축’을 위해 4가지의 세부 추진과제와 방안들을 발표했다.

첫째, 지역 주도의 에너지 시스템 실현 계획이다. 이 계획은 지역특성(농촌형, 도시형, 도서형)을 반영해서 에너지 체계를 구축하는 마이크로그리드 사업을 진행한다. 충남의 홍성군 원천마을은 축산분뇨를 바이오가스로 전환하는 기술을 이용해 에너지를 생산 및 소비하고 있다. 이 축산분뇨 바이오가스 기술은 제주도에서도 적용될 예정이다.

지역 에너지 이행을 강화하기 위해 산업부, 지자체들, 전문기관들은 협업을 통하여 계획을 고도화할 것이고 지역 에너지 센터를 설립할 예정이다. 특히, 분산 에너지 비중이 높은 지역들은 체계적인 관리가 필요하기에 통합 발전소, 배전망운영자제도 실증, 생산자와 소비자 간의 직접 거래와 전력거래 같은 특례를 허용할 계획이다.

통합 발전소(Virtual Power Plant, VPP)는 일정 규모 이상의 분산 에너지를 전력시장에 입찰을 참여할 수 있는 제도이고 배전망운영자제도(Distribution System Operator, DSO)는 배전망에 연결되어있는 발전소에 대한 제어와 급전을 담당할 수 있는 운영자 직무를 뜻한다.

둘째, 분산형 에너지를 위해서 인프라를 구축하는 것이다. 이는 에너지 저장 시스템(ESS)을 이용해 재생에너지가 갖고 있는 문제점들을 안정화하는 것과 통합관제시스템을 설립하는 것이다. 석탄과 원전 발전소는 계획적인 생산이 가능하기 때문에 하루 전날 시장의 상황에 따라 관리가 되지만, 재생에너지는 변동성이 높아서 동일한 방법으로 관리하는 것은 한계가 있다. 또한, 재생에너지는 발전량 관리가 어려워 재생에너지 확대에 따라 경부하 시간대에 잉여전력 발생 가능성이 높아지기 때문에 전력-비전력 부문 간 결합, 일명 섹터 커플링(Sector-Coupling) 기술을 이용해 수소 같은 장기간 저장이 가능한 에너지로 전환할 수 있다. 예를 들어, 이 잉여전력이 전기보일러에 사용될 수 있도록 하는 열 부문 전환(Power to Heat, P2H)이나 연료 형태의 가스로 사용될 수 있도록 하는 수소 부문 결합(Power to Gas, P2G)을 할 수 있다.

덧붙여, 산업부는 신재생에너지만의 특성을 위한 배전망 운영체계인 재생에너지 통합관제시스템을 구축할 것이다. 통합관제시스템의 인프라 구축을 위해 제주도부터 재생에너지의 보급률을 파악하고 자동제어를 위한 스마트 인버터와 정보제공 장치를 의무화할 계획이다.

셋째, 제주지역 재생에너지 출력 제어 최소화 방안을 마련한다. 제주도내 수요를 초과하는 전력공급의 발생은 재생에너지 출력 제어 또한 증가하게 만드는 원인이었으나 2022년 말 초고압직류송전(HVDC)의 준공으로 제주-육지 간 양방향 전력 전송이 가능해지면 잉여전력 문제를 해결할 수 있으며, 제주도내 재생에너지 수용능력이 증가되어 재생에너지의 수용량도 400MW가 추가되어 출력 제어를 최소화 할수 있다.