재생e 출력제한 해소 · 계통 안정화 탄소중립 기여
한전 전력연구원(원장 이중호)은 재생에너지 발전의 출력제한 문제 해결을 위해 ‘섹터커플링 기술 활용 재생에너지 계통 유연자원화 기술 개발 및 실증’ 정부과제 개발에 착수했다.
섹터커플링이란 전기, 열, 가스와 같은 서로 다른 영역(sector)의 에너지원을 유기적으로 결합하여(coupling) 전력 시스템의 안정적운영에 활용하기 위한 에너지 최적화 기술을 말한다.
전기 에너지를 다른 형태의 에너지로 전환하여 사용, 저장, 활용하는 시스템인 P2X는 대표적인 예로는 잉여전력을 열에너지로 변환하는 Power to Heat(P2H), 수소로 변환하는 Power to Gas(P2G), 전기차 충전에너지로 변환하는 Power to Mobility(P2M) 등이 있다.
정부는 ‘재생에너지 3020 이행계획(안)’ 및 제10차 전력수급기본계획을 통해 에너지전환을 지속적으로 추진하고 있다.
이에 따르면 신재생에너지 설비는 꾸준하게 증가하여 2036년에는 107.4GW 수준에 이르러 전체 발전설비의 45.3%가 신재생에너지 설비로 구성될 전망이다.
하지만 재생에너지 발전 비중이 이미 18.5%에 도달한 제주에서는 재생에너지 출력제한 등의 어려움이 있어 출력 변동성에 따른 계통 불안정 문제 해소가 필요한 실정이다.
이에 전력연구원은 재생에너지의 증가에 따른 문제점을 해소하기 위해 섹터커플링 기반의 Power-to-X(P2X) 유연자원화 기술개발에 착수한 것이다.
이번 연구를 통해 전력연구원은 P2X-가상발전소(VPP, Virtual Power Plant)를 개발할 계획이다.
이를 제주계통에 시범 적용하여 수전해, 히트펌프, 전기차 배터리와 같은 재생에너지 계통 유연자원을 전력시장 거래를 통해 운영함으로써 출력제한 저감과 계통 안정화 효과에 대하여 검증할 계획이다.
전력연구원의 섹터커플링 기술을 기반으로 P2G 솔루션을 보유한 지필로스(주), 전기차 충전 플랫폼을 제공하는 SK일렉링크(주)와 협력해 P2X의 유연자원화 기술을 확보할 방침이다.
또한 가상발전소 시스템을 구축하는 ㈜컴퍼니위와 비즈니스 모델 실증을 지원하는 THE에너지(주)와 함께 P2X-VPP를 실증해 최적 운영서비스를 개발할 계획이다.
제10차 전력수급 기본계획에 따르면, 2036년의 신재생발전 비율은 34.6%로 전망되고 있어 출력 제한량 또한 증가할 것으로 예상된다.
이 경우 이에 따른 보상비용이 발생할 수 있고, 이에 대하여 P2X-VPP 개발을 통해 출력제한으로 인한 손해비용을 절감하고, 재생에너지 확산으로 인한 계통 불안정성을 효과적으로 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
또한 수요-공급의 최적화를 통해 ESS 등의 설비 건설 비용을 절감하고, 동시에 잉여 재생에너지의 활용을 통한 수익을 창출할 수 있을 것으로 보인다.
한전 전력연구원 관계자는 “정부의 신재생에너지 보급 확산 및 탄소중립 정책에 부응하여 출력제한 저감과 분산에너지 활성화를 위한 P2X 섹터커플링 기술을 제공하는 동시에 VPP 신사업 창출에도 기여하겠다”라고 밝혔다.