| 제 목 | 에너지 소비의 뉴 패러다임, 가상발전소 어디까지 왔나 | 등록일 | 2022-04-08 |
|---|---|---|---|
| 내용 | |||
| ◆재생에너지 가파른 증가세 속 VPP 필요성 커져 탄소중립 시대가 본격화하면서 재생에너지 설비 보급 역시 증가세가 빠르다. 주요 국가들은 앞다퉈 재생에너지 확충에 열을 올리고 있는 모습이다. 우리나라도 예외는 아니다. 우리 정부는 재생에너지 비중을 2020년 7.4%에서 2034년 25.8%로 높이겠다고 밝힌 이후 태양광, 풍력 중심으로 보급에 적극 나서고 있다. 실제 성과도 나타나고 있다. 산업통상자원부에 따르면 2021년 재생에너지 보급(사업용+자가용)을 조사한 결과 4.8GW로 잠정 집계됐다. 이는 2021년 보급목표(4.6GW)를 초과 달성한 것으로 2017년 12월 '재생에너지 3020계획' 수립 이후 4년 연속 초과 달성을 하고 있다. 이에 누적 재생에너지 설비는 2021년 말 기준 약 29GW(태양광 21GW, 풍력 1.7GW) 수준으로 나타났다. 재생에너지 3020 계획 이후 최근 4년(2018~2021년)간 신규 보급용량은 18.2GW에 달하는데, 이는 2017년 말(12.2GW) 대비 1.5배 증가한 수준이다. 특히 태양광은 4년간 신규 보급용량이 15.6GW로 2017년 말 누적 용량(6.4GW) 대비 2.4배 이상이 신규 확충됐다. 이에 따라 재생에너지의 발전량 비중(사업용 기준) 역시 2017년 말 3.2%에서 6.5% 수준(2021년 10월 기준)으로 2배 이상 증가했다. 이처럼 재생에너지 보급이 눈에 띄게 증가하는 상황에서 부작용도 속속 드러나고 있다. 가장 큰 문제는 전력망이 불안정하다는 것이다. 시간이나 날씨의 영향으로 발전량이 달라지기 때문에 변동성이 클 수밖에 없다. 이 때문에 전력 수급의 불균형이 높다. 또한 에너지 생산량이 수용량을 초과하는 상황도 있어 발전소의 '출력제어'가 잦아지고 있는 것도 문제로 꼽힌다. 출력제어는 발전소 가동을 멈추는 것을 의미한다. 출력제어 이후 재가동을 위해 전력생산 가능 수준까지 끌어올리려면 추가적인 전력이 소비된다. 때문에 결국 출력제어가 잦을수록 전체 전력효율이 급격하게 떨어질 수밖에 없다. 실제로 재생에너지 설비 설치율이 높은 제주도의 경우 2019년 31회 출력제어로 약 1만㎿h, 2020년에는 77회 출력제어로 1만9449㎿h의 전기를 사용하지 못한 것으로 나타났다. 2020년 미사용 전기를 주택용 저압 전기요금으로 환산하면 약 61억원에 달하는 규모다. 여기에 재가동에 드는 전력 비용까지 포함한다면 더 큰 손해가 발생하는 셈이다. 이 같은 기존 전력 공급 체계의 문제점을 해결할 수 있는 기술인 '가상발전소(VPP·Virtual Power Plant)'가 주목을 받고 있다. 가상발전소 개념도 VPP는 정부가 2020년 한국판뉴딜 정책을 추진하면서 알려지기 시작했다. VPP란 다수의 소규모 분산전원을 ICT 및 자동제어 기술을 이용해 하나의 발전소처럼 운용하기 위한 통합관리시스템이다. 원자력·화력 등 기존 발전소와 더불어 풍력·태양광 등 다양한 물리적 발전소를 서로 보완적으로 엮어 전력 공급에 최적의 효율성을 내게 하는 개념상의 발전소다. 실제로 존재하는 발전소가 아니기 때문에 '가상'이라는 단어가 붙는다. 시스템상 필요한 전력을 예측할 수 있기 때문에 상황에 맞춰 발전량을 조절할 수 있는 것은 물론, 출력제어를 줄이고 전체 전력효율을 높일 수 있다. 현재 VPP 기술은 기상정보를 정확하게 분석해 각 분산 발전기의 발전량 예측치의 정확도를 높이는 데 주력하고 있다. 정부도 재생에너지 확대에 따른 출력 변동성 대응을 위해 지난해부터 분산전원 발전사업자 등이 재생에너지 발전량을 하루 전에 미리 예측해 제출하고 당일 오차율 이내로 이행할 경우 정산금을 지급하는 '재생에너지 발전량 예측제도'를 도입해 운영하고 있다. ◆VPP 상용화 속속 나타나…발전공기업 이어 민간기업도 앞다퉈 진출 불과 2~3년 전만 해도 VPP에 대해 실현 가능하겠냐며 의구심을 품는 사람들이 많았다. 그러나 최근에는 발전공기업들은 물론, 에너지 업계에서도 진출 움직임이 포착되고 있다. 가상발전소 플랫폼 비즈니스센터에서 남동발전 관계자들이 고객들의 태양광 설비 현황을 모니터링하고 있다. 남동발전은 지난해 8월 '분산전원 디지털플랫폼 구축 5개년 계획'을 수립하고 첫 단계로 'KOEN 가상발전소 플랫폼 비즈니스센터'를 개소, 태양광의 신뢰성 확보에 힘을 쏟고 있다. 남동발전은 지난해부터 VPP 솔루션 개발 기업과 재생에너지 발전량 예측제도 기반 전력중개사업을 공동으로 추진하고 있다. 양 사는 태양광·풍력·에너지저장장치(ESS)·연료전지·소수력 등 남동발전의 58개 신재생 발전시설을 통합 관제하는 총 198㎿급의 VPP 솔루션을 개발했다. 남동발전은 이 솔루션을 기반으로 2025년까지 4000억 원을 투자해 가상발전소 용량을 4GW로 늘려 '한국형 통합 가상발전소 모델'을 만든다는 계획이다. 남부발전도 사업소별로 흩어진 소규모 신재생에너지와 ESS 등 분산자원을 연동하는 '가상발전소 분산자원 연계시스템'을 올 상반기까지 구축한다는 구상이다. 남부발전은 경남 하동과 신인천, 부산, 강원 영월, 삼척, 경북 안동, 제주 발전소 내에 총 63㎿ 규모 분산자원을 갖췄다. VPP 분산자원 연계시스템은 각 지역에 흩어진 분산자원 데이터를 발전설비 통합감시센터에 연동하고, 시스템 통합 관제화면으로 분산자원을 관리한다. 중부발전은 세종시에 신재생통합관제센터(신재생모아센터)를 지난해 말 구축하면서 VPP 사업을 본격화했다. 센터에는 분산자원 통합관리시스템이 도입돼 전력 소비자에게 알맞은 전력 일정을 조정하고, 재생에너지의 불안정한 주파수에 맞게 전력을 공급함으로써 전력계통 안정화를 꾀할 수 있을 것으로 전망된다. 중부발전은 2025년까지 소규모 태양광 자원 및 풍력 발전량 예측성 향상을 통한 대규모 풍력자원 모집 등 약 4기가와트(GW)의 VPP 자원을 모집할 계획이다. 공기업뿐 아니라 민간기업에서도 VPP를 향한 관심이 높다. 최근 한화솔루션이 VPP 시장에 출사표를 던졌다. 미국의 VPP 소프트웨어 회사를 인수했으며, 2023년에는 VPP를 운영하며 성과를 낼 수 있을 전망이다. LG전자도 미국에서 선버지와 주거용 VPP 구축을 추진 중이다. LG전자와 선버지는 ESS와 태양광 발전소 등을 연동한 VPP를 구축해 운영한다는 구상이다. 미국 캘리포니아주에서 ESS를 기반으로 한 VPP를 운영 중인 SK E&S도 국내에서 VPP 구축 사업을 준비 중인 것으로 알려졌다. KT도 자사 플랫폼을 활용한 통합 솔루션 사업을 추진 중이다. 출처 : 전기신문 |
|||