[기획] 안정적 전력공급 ESS가 맡는다 - ①
[기획] 안정적 전력공급 ESS가 맡는다 - ①
  • 변국영 기자
  • bgy68@energydaily.co.kr
  • 승인 2019.01.02 09:47
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미래 전력망·전력소비, 친환경·효율적으로 변화시킨다

전력생산 단가 하락 기대… 분산형 마이크로 그리드 확산 가속화

재생에너지 불안정한 전력 품질 안정… 재생에너지 확대 촉매 역할

 

[에너지데일리 변국영 기자] 전력저장장치(ESS)가 가격의 급락과 신규 시장 개화, 경쟁 가열로 빠르게 확산되고 있다. ESS는 미래 전력망과 전력 소비 환경을 친환경적이고 효율적으로 변화시키는데 크게 기여할 것이다. ESS를 이용해 전력망의 품질을 높이고 피크발전량을 줄일 수 있다. 이를 통해 전력의 공급 안정성과 전력생산 단가 하락을 기대할 수 있다. 태양광이나 풍력과 같은 신재생에너지원의 불안정한 전력 품질을 안정시킴으로써 이들 신재생에너지 발전원 확대의 촉매 역할도 할 것이다. 또한 ESS는 지역 분산형 마이크로 그리드의 확산도 가속시킬 것이다. 저장 단가가 싸질수록 다양한 발전원과의 조합이나 보다 작은 규모의 마이크로 그리드 구축이 수월해져 전력 공급의 효율성이 높아질 것이다. 


ESS 확산은 다양한 전력거래 시장을 활성화시킬 뿐 아니라 전력 서비스 산업의 구조 개편에도 영향을 미칠 것이다. 단가의 하락에 따른 ESS 시장의 급성장은 피크전력 생산 수요의 감소와 신재생에너지 발전원의 확대를 통해 신규 대형 화력이나 원자력 발전 수요를 제약하는 요인이 될 것이다.
전기차의 보급이 늘어나면서 화석연료의 수급에도 영향을 미치게 될 것이다. ESS의 잠재력 이 발현되는 양상은 전력저장 단가 이외에도 전력 가격 구조나 체계, 정책적 지원, 경제 사회적인 여건 등에 따라 지역별로 상이하게 펼쳐질 것이다.

전력망이 고도화된 지역에서는 전력저장이 수급 전체의 효율 화 및 지능화와 맞물리면서 관련 제품 및 서비스 시장이 성장할 것이다. 전력 시스템이 구축 중인 신흥국의 경우 친환경적인 분산형과 중앙집중형이 적절하게 공존하며 이와 관련한 사업 기회들이 만들어질 것이다.

▲전력저장 통한 안정적 소비

전력저장만으로도 가정이나 상업용 빌딩, 공장 등의 예기치 못한 전력 흐름 이상에 효과적으로 대응할 수 있다. 보다 편안하고 안정적인 소비를 할 수 있게 해준다. 전력저장을 통해 비용 절감도 가능하다. 시간대별 요금제라든가 최대 전력수요를 기준으로 하는 용량요금제 등의 환경에서 효력을 발휘할 수 있다. 저장을 통해 비싼 가격대의 소비를 피하거나 정산요금의 단가를 낮출 수 있다.

전력저장이 소비 측에 추가적인 수익으로 연결될 가능성이 높다. 쌀 때 구매해 저장해두었다가 비싼 시간대에 팔아 차익을 챙기는 것이다. 물론 제도적 뒷받침이 있어야 하지만 버려지는 전력을 활용할 수 있다는 점에서 전력망 전체 운영 효율을 높일 수 있다. 수요자원 거래도 수익 창출의 좋은 예다. 전력 거래 시장의 신호에 따라 수요를 절감시켜 얻은 효용을 참여자들과 나누는 방식이다.

전력저장이 소비처의 발전원과 연결될 경우 소비자는 더 이상 소비자로만 머물지 않게 된다. 외부 환경에 관계없이 편하게 전력을 소비할 수 있을 뿐 아니라 나아가 안정적인 전력 공급자도 될 수 있다. 소비자 혹은 커뮤니티 등이 잉여의 생산 능력을 갖춰 자급하는 모습을 곳곳에서 찾아볼 수 있을 것이다.

독일에서는 태양광 패널 에서 나온 전기를 전력망에 연결해 파는 대신 자가소비 쪽으로 소비자들이 바뀌고 있다. 태양광 발전을 통해 얻는 수익보다 만든 전기를 직접 소비하는 편이 더 이득인 상황이 됐다. 독일 정부에서도 전력망 안정과 자가소비 유도를 위해 태양광 연계 전력저장 설치비용의 30% 까지 보조금을 지원한다.

독일 뿐 아니라 세계적으로 태양광·전력저장 패키지 수요 또한 빠르게 증가하고 있다. 기업들도 이러한 기회를 놓치지 않으려 활발한 움직임이다. 태양광 발전과 저장의 연계 사업에 기업간 제휴가 급증하고 있다.

전력저장이 친환경적이고 효율적인 미래 전력망과 소비 환경을 마련하는 데 있어 중요한 역할을 할 것이라는 데 이견은 없다. 정책, 기술 등 다양한 요인들이 전력 저장 확산에 영향을 미친다.

무엇보다 전력저장 설치비용의 수준에 따라 파급효과가 단계적으로 나타날 전망이다. 태양광 등 신재생에너지원과 전력저장이 결합한 시너지 효과가 커질 것으로 예상된다.

정책이나 금융과 연계한 다양한 전력거래 모델들이 등장하기 시작할 것으로 보인다. 이후 전력저장 설치비용이 더욱 하락할 경우 신규 피크발전소는 물론 나아가 대형 화력이나 원전 수요 감소도 가능할 것이다.

전력서비스 산업의 구조개편도 본격화될 것이고 전지 가격의 하락으로 전기차 보급이 늘어나면서 석유나 석탄 등 화석연료에 대한 수급에까지도 영향을 미칠 것으로 보인다. 소비자들은 보다 분산되고 독립적인 형태의 에너지 생태계를 경험하게 될 것이다.

전력저장의 경제성은 장치의 가격 수준 외에 전력 가격 체계와 구조에 의해서도 크게 좌우된다. 지역별로 상이한 제도와 정책 여건에 따라 전력저장이 가진 잠재력이 나타나는 양상은 달라질 것이다.

에너지 수급 여건이나 경제 상황, 소비자들의 참여와 인식 등도 전력 저장 및 관련 산업의 변화 에 영향을 더할 것이다. 전력망이 고도화된 지역에서는 전력저장이 수급 전체의 효율화 및 지능화와 맞물리면서 관련 제품 및 서비스 시장이 성장할 것이다. 전력 시스템이 구축 중인 신흥국의 경우 친환경적인 분산형과 중앙집중형이 적절하게 공존 하며 이와 관련한 사업 기회들이 만들어질 가능성이 높다

▲피크발전소 축소

전력 공급 체계에서 평균 수요를 훨씬 웃도는 피크 수요를 감당하기 위해 상당한 대가를 지불한다. 우리나라를 비롯해 많은 나라에서는 수요가 몰리는 시기에 발전소를 추가로 가동해 전력망을 운영한다.

피크 발전은 하루에 수 시간 내만 제한적으로 가동되지만 유지 보수는 지속적으로 이뤄져야 하기 때문에 발전 비용이 기저발전 대비 3∼6배 이상으로 높다. 전력 서비스 사업자 입장에서는 피크 발전에 따르는 비용 부담 을 고스란히 지불해야 하며 결국에는 소비자들에 전가하게 된다. ESS는 저장을 통해 전력 수요를 이동시켜 피크 부하를 낮출 수 있게 해 주기 때문에 피크 수요를 위한 고가의 발전을 피할 수 있게 해 준다.

▲신재생에너지 확대 촉매

전력저장은 신재생에너지 확대 및 전력 공급 구조 변화의 촉매로 작용할 수 있다. 태양광이나 풍력은 날씨나 기상 여건에 따라 출력이 일정하지 않고 발전이 전력 수요 양상과 일치하지 않다. 전력망 운영 측면에서도 불균일한 전력이 계속 물려있으면 공급의 신뢰성과 안정성에 치명적이다.

전력저장이 이 문제를 가장 효율적으로 대응할 수 있기 때문에 전력저장의 확대는 더 많은 풍력 터빈과 태양광발전 설비가 들어설 수 있는 토양을 마련해 주는 셈이 된다. 머지않아 대규모 발전 농장에서부터 아파트나 커뮤니티, 공장, 상업용 빌딩, 일반 단독 주택 등에 이르기까 지 발전 설비와 연계된 저장장치를 쉽게 볼 수 있게 될 것이다.

전력저장은 전력망 전체에 어디든 다양한 규모로 연결이 가능하다. 출력과 품질을 안정화할 수 있는 전력저장은 대형 신재생에너지원은 물론 수요처 인근의 소형 발전원을 쉽게 연계할 수 있게 한다. 보다 많은 태양광이나 풍력설비들이 열병합과 같은 분산형 전원과 함께 저장과 결합해 전력망 전체의 효율성, 친환경성을 높일 수 있다. 궁극 적으로는 자급자족적이면서도 지속가능한 에너지 생태계의 구축으로 이어질 수 있다.

▲마이크로그리드 확산

전력저장으로 인해 에너지를 자급하는 지역 혹은 커뮤니티의 성장이 가속될 것이다. 태양광이나 풍력발전과 함께 가스나 바이오매스를 활용한 중소 규모의 열병합 발전이 지역 단위로 효율적으로 연결되는 데 있어 저장이 중요한 연결고리 역할을 한다. 이른바 마이크로그리드가 곳곳에 만들어질 것이다.

도서나 고립 지역을 대상으로 한 독립적 그리드는 오래 전부터 있었다. 최근에는 화석연료를 전혀 사용하지 않는 마이크로그리드를 구축하려는 시도가 늘어나고 있다. 국내에서의 친환경 에너지자립섬 조성 사업도 궤를 같이하는 움직임이다.


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