제3연계선·ESS 준공…재생에너지 출력제어 문제 해결

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by 제주일보 2022. 1. 17. 09:38

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CFI명과 암, 향후 10년 방향은(3)앞으로의 계획
잉여 재생에너지 활용 그린수소 생산 기술 등 도입
분산형 전원특구 지정…사업자 전력 판매도 가능
근본적 해결 위해 道·한전·에너지공사 등 협업 필요

CFI 2030 추진으로 제주지역 총 발전량에서 재생에너지가 차지하는 비중은 2011년 4.9%에서 2020년 16.2%로 증가했다. 이는 국제에너지기구(IEA)의 재생에너지 3단계 선진국 수준에 해당된다.

하지만 재생에너지 발전설비 확충으로 풍력발전 사업에 대한 출력제어 횟수가 늘어나고 주민수용성 등의 문제로 정책이 삐걱이고 있다.

제주도는 제3연계선 건설, ESS(에너지저장장치) 확충, 잔여 전력 활용방법 등을 모색하고 있다.

그럼에도 보다 근본적인 해결을 위해서는 2030년까지 목표한 재생에너지 발전설비 도입에 완급 조절과 주민 공감대 형성, 제주도와 한국전력공사와 전력거래소, 한국에너지공단, 제주에너지공사, 제주연구원 등과 협업이 쟁점으로 떠오르고 있다.

▲제3연계선만이 답이 아니다

제주지역 출력제어는 2015년 처음으로 3회 발생한 이후 지속적으로 증가해 지난해에는 77회, 1만9449㎿h에 달했다. 제어량은 전체 재생에너지 발전량의 3.24%에 이른다.

이를 해결하기 위해 산업통상자원부와 제주도는 우선 필수운전 발전기 최소화, 계통안정화용 ESS(에너지저장시스템) 설치, 제3연계선(해저케이블) 건설 등을 통해 재생에너지 수용능력을 증대시켜 나가기로 했다.

또한 재생에너지 잉여전력을 활용해 수소로 전환하는 P2G(Power to Gas) 기술, 열로 전환하는 P2H(Power to Heat) 기술, 전기차를 ESS로 활용하는 V2G(Vehicle to Grid) 기술 등을 제주도에 우선 적용할 계획이다.

특히 제3연계선 건설 사업은 제주~완도 간 해저 89㎞에 쌍방향 송전이 가능한 20만㎾급의 해저케이블을 설치하는 것으로, 공사비는 2324억원이다.

전문가들은 제3연계선 준공으로 출력제어 문제가 완화될 순 있지만 완전히 해소하진 못한다고 입을 모은다.

제주에너지공사가 2020년 진행한 제주도 전력계통 및 제약운전에 대한 전망조사에서도 제3연계선 역송이 가능해지는 2023년에는 신재생에너지 출력제어량이 71GWh로 2020년과 비교해 약 3.7배 수준에 이를 것으로 예측했다.

제3연계선 준공 지연 등으로 역송이 불가할 경우 신재생에너지 출력제어량은 340GWh로 크게 증가할 것으로 전망됐다.

강영준 제주연구원 미래산업·관광연구부 책임연구원은 “제3연계선 준공과 더불어 ESS구축, 잉여전력의 수소 전환 기술 등이 복합적으로 이뤄질 때 CFI 2030정책이 실현될 수 있다”고 말했다.

제주도는 이에 따라 제3연계선 구축과 동시에 2025년까지 200㎿급 ESS를 도입할 계획이다. 또한 2030년까지 584㎿ ESS를 도입해 출력제어 문제를 해소할 계획이다.

▲제주계통 안정화 방안에 한전과 전력거래소도 동참

최근 제주도가 진행한 제주계통 안정화 방안과 재생에너지 적정규모 산정 연구 용역 결과에 따르면 한국전력과 전력거래소는 출력제어를 최소화하기 위해 6가지 방안을 계획하고 있다.

이들 기업은 지난해까지 필수운영 발전기(Must Run)인 LNG복합화력발전 등의 출력을 최소화하고, 제1연계선 역송 운전 등을 통해 재생에너지 수용성을 확보하고 있다.

이와 함께 올해부터 2023년까지 ESS보강과 제3연계선 준공 등을 계획하고 있다.

이와 함께 필수운영 발전기의 출력을 최소 8㎿에서 최대 16㎿까지 하향 조정해 재생에너지 수용량을 최소 40㎿에서 최대 85㎿까지 추가로 확보하고 있다.

실제 2020년도 풍력발전 출력제어가 140회로 예상됐지만 필수운영 발전기의 최소 출력을 하향해 실제 풍력발전 출력제어 횟수는 77회로 절반 수준으로 감소했다.

특히 플러스 DR(Demand Response) 제도도 적극 활용되고 있다. 지난해 3월 제주에 도입해 123개 고객이 참여하고 있다.

플러스 DR은 공급되는 전력이 사용되는 전력보다 많을 때 특정 시간에 전력 사용량을 높여 공급과 수요를 맞추는 제도이다.

재생에너지 발전 전력이 남아 돌 때 낮은 가격에 판매, 불용에너지를 해소하고 잉여 전력은 ESS나 폐배터리, 전기차에 저장해 전력 수요가 몰리는 시간대 유리한 가격으로 재판매할 수 있다.

또한 잉여 신재생에너지를 수소로 변환해 대용량의 에너지를 장기적으로 저장할 수 있는 시스템인 P2G 기술도 상용화되고 있다.

제주도는 2023년까지 3㎿급 대용량 그린수소 생산·저장시스템을 구축해 실증할 계획이다.

제주도는 P2G를 통해 풍력 등 재생에너지에서 생산된 전력을 수소로 전환해 그린수소를 생산할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

▲분산형 전원특구 추진

산자부는 ‘지역 주도의 분산에너지 활성화 대책’을 발표하고 제주를 분산형 전원특구로 지정해 다양한 분산전원 모델을 발굴·지원하기로 했다.

산자부의 ‘분산에너지 활성화 로드맵’을 살펴보면 전력계통의 인프라를 구축해 재생에너지의 변동성을 완화하고, 신규 유연성 자원을 개발·도입해 잉여전력을 해소하는 데 초점이 맞춰졌다.

또한 에너지 생산과 소비의 분산화를 확대하는게 핵심이다.

현재 전력 거래는 한전이 독점하고 있는데 분산형 특구에서는 재생에너지 사업자가 생산된 전력을 팔고 유통하는 거래할 수 있게 된다.

전력시장 개편으로 사업자들의 분산에너지 시장참여를 유도하고 통합발전소 제도를 도입해 재생에너지를 효율적으로 관리할 수 있게된다.

이에 따라 지역별 송배전 이용요금제를 통한 분산형 망요금 체계가 마련되면 사업자가 전력을 판매하게 된다.

국회에서는 ‘분산에너지 활성화 특별법(안)’ 제정을 추진하고 있고, 법안이 통과되면 정부는 제주와 강원을 ‘분산에너지 실증 특구’로 지정하는 계획을 본격적으로 논의할 것으로 예상된다.

이와 관련 제주에너지공사는 한화솔루션 큐셀 부문과 분산에너지 특구 조성을 위한 협약을 지난해 9월 체결했다.

양 기관은 친환경에너지의 안정적인 공급을 위한 기술과 사업 개발, 분산형 에너지 인프라와 운영 플랫폼 개발, 신재생에너지 연계 수소 생산·소비 시스템 발굴 및 구축, 스마트 에너지시티 시스템 및 에너지 효율화 사업 등을 공동 추진하기로 했다.

▲재생에너지 적정규모 산정 입장 조율 필요

출력제어 문제 해소는 제주도와 전력거래소, 한국전력, 에너지공단, 제주에너지공사 간 입장 조율이 필요하다는 지적이다.

강영준 책임연구원은 “재생에너지 적정규모는 협의체를 구성하는 각 기관이 출력제어 감소를 위한 자구책을 수립해야 한다”며 “제주도는 재생에너지 보급 속도를 조절하고 전력거래소는 제주계통 출력제어 최소화 방안을 수립해야 한다. 또한 한전은 제주 신재생에너지센터 개소와 제3연계선 건설 추진 등 제주지역 안정적인 전력계통 운영을 지원하고 제주에너지공사는 도민 공익 확대를 위해 노력해야 한다”고 말했다. <끝>