재생에너지 및 전력망 통합: 에너지저장장치 접근

빠르게 증가하는 재생에너지를 전력망에 성공적으로 통합하는 일은 최근 몇 년간 전력회사 입장에서 중요한 과제로 인식되고 있다. McGrath는 재생에너지 통합 관련 과제가 전력회사가 그들의 기획(planning)에서 고려해야 할 핵심 요인이라고 주장한다. 도이치뱅크에서 나온 최근 보고서에 따르면, 태양광 전기는 2016년까지 미국 36개 주에서 그리드패러티(grid parity)에 도달할 것으로 보인다. 이는 재생에너지가 설치비용이 더욱 감소하여 이용이 증가할 것이라는 것을 시사한다. 결과적으로 전력회사들은 전력망에 재생에너지를 통합하고 추가적인 분산에너지를 수용하는데 있어 다양한 방식의 전략을 고려할 것이다. 미국에서 하와이와 같은 특정 지역에서 사업을 하고 있는 전력회사들은 재생에너지 촉진 이니셔티브를 통해 태양광 발전의 설치비용 하락과 보급 확대에 적극적으로 대응하고 있다. 그러나 최상의 기술적 수단에 있어서는 아직도 검토해야 할 문제가 많이 남아 있다. 많은 이들은 곧바로 재생에너지 통합에 뛰어들기 보다는 보다 장기적으로 재생에너지의 재정적 변동성을 확인하고자 기다리면서 지켜보는 태도를 취하고 있다.

재생에너지 보급 확대가 장기적으로 소비자와 전력회사 모두에 편익을 제공할 수 있을지 몰라도, 현재 수준에서 대규모로 전력망에 통합하는 것은 많은 과제를 안고 있다. 재생에너지의 전력망 통합에는 크게 세 가지 고려요소가 있다. 첫째 위치이다. 전력회사 네트워크 내에서 태양광과 같은 분산형 에너지자원의 가치는 그 자원이 간선 위치에서 어느 정도 떨어진 곳에 위치해 있는가에 달려 있다. 최대의 편익을 얻기 위해서는 최적의 위치에 분산형 자원이 있어야 한다. 둘째, 전력품질과 지속성이다. 태양광발전에서는 구름, 풍력에서는 약한 바람 또는 극도로 강한 태풍과 같은 자연적 요소가 전력서비스의 간헐성 확대를 야기할 수 있다. 이는 전력회사로 하여금 전력공급 지속성을 위해 백업용 발전소를 가동해야 할 의무를 남긴다. 기상이변에 따라 전력품질 이상이 단순히 몇 초간 또는 그 이상 진행되면 전력서비스 및 신뢰성에 부정적인 영향을 미치게 된다. 셋째, 정책이다. 정책입안자들은 재생에너지의 통합을 촉진할 필요가 있다. 특히 비용과 성능 관점에서 전력회사가 다양한 범위의 기술을 활용해볼 수 있도록 장려해야 한다.

에너지저장기술의 보급은 재생에너지 통합을 위한 해결책 중 하나이다. 특정 시간대에 재생에너지의 과다 전력생산량을 저장해뒀다가 전력생산이 부족해지는 시점에 저장된 전력을 이용할 수 있기 때문이다. 배터리가 종종 에너지저장기술 대안으로 논의되는데, 고압에서 반복적 회전이 성능을 떨어뜨리고 수명을 줄인다. 이는 장기 유지 및 교체비용을 높이는 문제를 야기한다.

울트라커패시터(ultracapacitor)는 재생에너지 출력이 불안정한 시기에 정전을 방지하고자 백업용 전력을 공급하기 위해 피크수요에서 반복적으로 활용할 수 있도록 설계된 에너지저장 솔루션이다. 이 기술은 배터리보다 고온에서 기능을 할 수 있고 보다 민첩하게 반응할 수 있다. 또한 극한 상황에서 높은 신뢰성을 보인다. 플라이휠(Flywheel) 또한 화학 배터리를 대신할 수 있는 저장장치로 인식되고 있다. 이러한 형태의 솔루션들의 활용은 저장장치 교체비용을 줄이고 보다 빠르게 최대전력수요를 충족할 수 있게 한다. 재생에너지 통합에 있어 배터리에만 의존할 것이 아니라 전력저장설비의 내구성, 민첩성 등을 고려하여 다양한 기술들을 함께 활용하는 전략을 고민해야 한다.

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