(정구형 책임연구원의 등촌광장) ESS 기술 포트폴리오 구축의 필요성
작성 : 2021년 01월 15일(금) 14:02
게시 : 2021년 01월 19일(화) 09:23
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최근 공표된 제9차 전력수급기본계획과 제5차 신재생에너지기본계획 확정안으로 이제 신재생에너지가 주요 전원으로 자리매김하고 있음을 더욱 체감하게 되었다. 또한 그린뉴딜과 2050 탄소중립 추진이 이러한 변화를 더욱 가속화시킬 것임은 분명한 사실이다. 다만 성공적인 에너지전환을 달성하기 위해서는 대규모 신재생전원에 대한 전력계통 수용성 확보가 선행되어야 함은 주지의 사실이다. 이는 단순히 신재생전원의 계통연계를 위한 전력망 보강만을 의미하는 것이 아니라, 충분한 계통유연성(system flexibility) 확보를 통해 신재생에너지 발전전력의 안정적이고 효율적인 이용이 가능해야 함을 의미한다. 이러한 관점에서 새해에는 에너지전환을 달성하기 위한 주요 전략의 하나로서 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)의 가치에 대한 재평가가 필요하다고 할 수 있다.

ESS는 전력계통 내 발전, 송전, 변전, 배전 및 최종소비자단 어디에도 설치가 가능하다. 발전단에 연계된 ESS는 발전기 전출력 운전시 동시 방전을 통해 추가적인 전력공급을 가능하게 하며, 저비용 발전설비의 여유전력을 저장하여 이를 필요시에 방전함으로써 해당 발전설비의 이용률을 향상시킬 수 있도록 한다. 발전기에서 생산된 전력을 전력회사의 변전소까지 고압으로 장거리 전송하는 송전계통에 연계된 ESS는 혼잡선로의 수전단에 추가적으로 전력을 공급함으로써 송전혼잡을 완화하는 기능을 수행한다. 변전단에 연계된 ESS는 변전소 내 강압변압기(step down transformers)가 전출력으로 운전하지 않는 경우에는 전기를 저장하고 배전계통이 변압기 용량을 초과하는 전력을 필요로 하는 경우에는 전기를 공급함으로써, 배전설비에 대한 불필요한 투자를 회피하는 동시에 배전계통 내 안정적인 전력공급에 기여할 수 있다. 한편 배전선로의 소비자단에 설치된 ESS를 이용하면 소비자는 자신이 생산한 여유전력 또는 저비용 구매전력을 ESS에 저장하여, 이를 전력공급이 제한되는 경우나 전력가격이 매우 높은 경우에 보다 효율적으로 이용할 수 있다. 이러한 ESS의 다양한 활용은 결과적으로 신재생에너지 발전전력의 안정적이고 효율적인 이용을 가능하게 하는 기술적 대안으로 충분히 그 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

다만 ESS 활성화를 위해서는 ESS 기술 포트폴리오 구축의 필요성을 간과해서는 안 될 것으로 판단된다. 우선 전기에너지를 다른 형태의 에너지로 변환하여 저장하는 방식에 따라 다양한 ESS 기술이 존재하며, 이러한 ESS 기술 간 기술적 특성의 차이로 인해 각 ESS 기술이 경쟁우위를 확보할 수 있는 활용분야 또한 다르게 결정됨에 유의해야 한다. 전력계통 내 ESS 활용분야마다 저장용량, 응동시간, 방전시간, 방전빈도, 방전심도 및 효율 등 서로 다른 기술적 조건이 요구되기 때문에, 다양한 ESS 기술의 특성과 장·단점을 파악하여 활용목적과 경제성을 고려한 최적의 ESS 기술 포트폴리오를 구축하는 것이 ESS 활성화 추진의 실효성을 강화하는 요인으로 작용할 것임은 분명하다. 이러한 ESS 기술 포트폴리오 구축은 ESS 기술별 혁신적 시스템의 등장과 기존 기술의 발전으로 인한 시장경쟁력 변화 등에 유연하게 대응할 수 있는 ESS 활성화 전략이기 때문에, ESS 기술 포트폴리오 기반의 유연한 ESS 활성화 추진전략 수립은 에너지전환 과정에서 예상되는 전력공급의 안정성 확보를 위한 실질적인 기술적 솔루션을 제시할 수 있을 것으로 예상된다.

또한 ESS 기술 포트폴리오 구축은 특정 ESS 기술 편중으로 인한 ESS 보급 동인 약화 및 산업생태계 축소에 대한 우려를 해소하는 데 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 다양한 ESS 기술은 고유의 산업생태계를 구성하고 있기 때문에, 특정 ESS 기술의 편중은 ESS 후방산업 편중화와 경쟁 기술개발 지연으로 인한 전체 ESS 시장 확대의 한계를 야기할 수도 있음을 인식해야 한다. 따라서 이러한 우려를 해소하기 위해서도 ESS 기술 포트폴리오 구축 및 이를 위한 체계적인 ESS 기술 활성화 로드맵을 통해, ESS 관련 산업 활성화 기회 제공 및 대외경쟁력 제고를 위한 중점과제 도출 및 추진전략 마련하는 것이 필요할 것으로 예상된다.

결론적으로 신재생에너지 발전전력의 이용효율 개선 및 계통운영의 안정성 향상을 통해 저탄소·분산형 에너지 기반의 전력산업 패러다임 전환의 조속한 실현가능성 제고하기 위해서는 ESS 기술 포트폴리오 확보를 통한 안정적인 전력공급 기반을 마련함으로써, 재생에너지 중심의 국가 에너지/환경 정책목표 실현을 위한 기술적 기반을 구축하는 것 또한 반드시 필요한 부분이라 할 수 있다.

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