“탄소중립정책에 대한 기업별 의무탄소배출권 확보 및 최근 기업미래가치지표인
ESG의 환경부문에서 축전식 냉난방설비의 도입효과가 반영될 것입니다.
이에 따라 현재 에너지효율 1등급 EHP에만 적용되는 한전의 축전식 냉난방설비가
앞으로 중앙 전기식 칠러공조, 쿨링타워 등으로 확대될 것으로 전망됩니다”
엠투파워가 2014년 세계 최초로 개발한 ‘ESS 활용 축전식 냉난방설비’는 심야시간 ESS에 전력을 저장하고 피크시간에는 저장된 전력으로 EHP를 가동함으로써 최대부하시간대 전력소비를 줄일 수 있는 시스템이다.
전력피크 저감과 전기요금 부담 완화 등 효과를 기대할 수 있다. 하지만 보급에는 우여곡절이 많았다. 개발 당시 신규 조달품목 등록, KC인증까지 받고 2016년 한국전력의 신규 수요관리기기로 선정됐지만 보급할 수 없었다.
특히 2017년경 연이어 터진 태양광발전용 ESS 화재사고의 불똥이 'ESS 활용 축전식 냉난방설비'로까지 튀어 판매를 할 수 없었다.
그러나 지난해 9월 열린 산업융합규제특별심의위원회에서 ‘ESS 활용 축전식 냉난방설비’가 실증특례 승인을 받고 탄소중립기술로도 인정받으며 보급길이 열렸다. 그동안 보급길이 막혀 고생했던 김영수 엠투파워 대표를 만나봤다.
■ 그동안 보급이 막막했었는데
엠투파워는 기존의 축냉식 냉방설비와 같이 심야시간에 발생하는 심야전력으로 리튬배터리(BESS)에 전력을 저장하고 이를 냉난방설비 가동 피크시간대에 방전해 냉난방하는 ESS 활용 축전식 냉난방설비를 세계 최초로 개발했다.
2014년 9월 신규 조달품목 신설 및 등록, KC인증을 획득했으며 2014년 10월 코엑스에서 열린 스마트그리드전시회에 세계 최초로 출품했다. 특히 한전의 신규 수요관리기기로 선정돼 2016년 2월 삼성전자·한전·엠투파워간 ‘ESS식 냉난방설비 기술규격’ 개발 협약을 맺고 실증과 상용 시범사업을 거쳤다.
2017년 10월 한전에서 공식적으로 ‘ESS식 냉난방설비’ 기술규격과 운영기준을 공표하고 삼성전자와 같이 기술규격에 의한 각종 인증시험 절차를 밟아 2020년 7월 한전과 심야전기 공급약관과 인증을 취득했다.
그러나 2017년부터 연이어 발생한 태양광발전용 대용량 ESS 화재사고로 화재원인 파악 및 안전관리 강화 등으로 국내 ESS시장이 급랭해졌다. 태양광발전용 ESS와 태생적으로 다름에도 세계 최초로 도입하는 비계통형 부하전용 BESS인 ESS식 냉난방설비가 동일한 ESS라는 이유로 당초 개정을 약속한 산업부의 ESS신산업 관련부서가 축소됐다.
이어 안전관리강화 측면에서 ‘공공기관 에너지이용합리화에 관한 추진규정’ 개정이 지연돼 결국 1년반 동안 판매를 할 수 없었다. 다행히 지난해 9월15일 산업부의 규제샌드박스 실증특례에 의해 조달에 공급할 수 있는 길이 열렸다.
2013년 7월부터 개발을 시작해 판매할 수 있는 규제샌드박스 실증특례까지 오기까지 만 8년이라는 시간이 걸렸다.
■ 어떤 제품인가
ESS를 활용한 축전식 냉난방설비를 공공기관 등 건축물에 설치해 에너지의 효율적 이용을 촉진할 수 있으며 심야시간대 ESS에 전력을 저장하고 피크시간에 ESS와 연결된 EHP(전기히트펌프)를 가동해 최대부하시간대 전력소비를 저감할 수 있는 장비다.
EHP 용량별 모델과 1:1 매칭돼 대량 생산 및 공급, 설치기간을 단축할 수 있으며 EHP의 인버터형 에너지절감 가동 특성에 가장 적합하게 운영돼 리튬이온 배터리시스템의 장수명 유지에 가장 적합한 제품이다.
■ 보급 확대 필요성은지구온난화 등으로 여름철 온도가 지속 상승하고 있다. 이는 전 세계적인 추세이며 그동안 선진국에 의해 투자됐던 개도국의 전력부족을 위한 화석연료 발전소가 중지되면서 여름철 피크 시 산업용 전력부족 현상을 겪고 있다.
이는 팬데믹위기 이후 산업과 상업시설이 본격 가동되면 전력부족현상에 의한 정전문제가 부각될 것으로 예상된다. 국내에서는 지난해 여름철 냉방피크 시 약 1억kW의 전력을 공급했으며 이중 약 30%가 냉방설비 가동 소비전력으로 추산되고 있다.
반면 심야시간대 약 50~70% 전력예비율로 전력수요가 낮아진다. 특히 향후 신재생발전비중을 30%까지 확대한다면 자연환경에 따른 발전량이 불규칙적으로 생산돼 불가피하게 잉여전력이 발생할 것으로 보고 있다.
미국서부에서 이런 현상을 Duck Curve라고 부른다. 국내는 태양광발전에 의한 Duck Curve 발생에 대응한 전력수요관리기기 도입 필요성이 제기됨에 따라 한전과 산업계가 세계 최초로 선제 대응한 기기가 ‘ESS 활용 축전식 냉난방설비’다.
근무시간에 대한 법적규제와 날로 증가하는 신재생에너지의 불규칙인 발전 현상, 대량 냉난방설비의 증가하는 전기수요에 대응하기 위해 실사용지역과 도시에서의 분산형 전기에너지 대안으로 축전식 냉난방설비 확산이 필요하다.
■ 최근 실증특례승인을 받았는데이번 실증특례승인은 ESS화재에 대한 경각심을 가지고 있는 정부 관련부처의 안전성과 부하이전 효과에 대한 실효성을 검증하는 시간을 얻은 것이다. 앞으로 2년간, 1년차는 설치하고 2년차는 실증해 안전성과 효율성이 입증될 경우 ESS활용 축전식 냉난방설비를 공공기관 등 건축물에 설치할 수 있다.
지난해 12월31일자로 실증특례 사업협약을 산업기술진흥원(KIAT)과 맺고 일부 실증특례를 위해 투입되는 사업비용을 지원받아 좀더 보강된 유지보수솔루션인 원격관제시스템을 도입하고 중앙모니터링 등 잉여전력 가상발전소 모델을 같이 실증을 준비하고 있다.
실증은 지역별 기후특성을 고려해 총 10개 권역(수도권 2, 경남, 경북, 전남, 전북, 충남, 충북, 강원, 제주) 공공기관·국공립대 등을 각각 1개씩 선정해 총 20개 규모 실증을 계획하고 있다.
냉난방피크 소비전력이 높고 한전 계약전력이 1만kW가 넘는 국공립대와 1,000kW가 넘는 공공기관 중 산업부 고시 적용대상인 곳을 우선 대상이다.
■ 국내 보급 활성화 계획은
이번 실증특례 실행은 각 지역 삼성전자 시스템에어컨 대형조달전문점과 협력모델로 삼성EHP 공급과 연동해 판매 및 직접설치와 향후 5년간 무료로 유지보수도 준비하고 있다.
또한 올해 세계기술표준기구(IEC)의 ESS부문(TC120) WG4에서 공표할 ESS 온실가스 감축효과와 관련된 IEC62933-4-200에 의한 탄소배출권 효과에 따른 가격인하를 선행해 반영할 계획이다.
신축, 증·개축 시 저촉되는 에너지효율 1등급 EHP와 연동해 설치해야 하지만 향후 기존에 구축돼 가동 중인 EHP에도 적용이 확대될 것으로 본다. 이를 위해 기축EHP에 대응한 전용 ESS를 공급할 수 있는 지역별 판매, 설치대리점을 계획하고 있다.
특히 직공급에 의해서만 심야전기가 공급되는 운영기준 제한으로 지역별 대리점방식으로 확산하고자 한다. 유지보수를 위한 전담회사인 콘플랫폼을 둬 설치 후 유지보수업무를 전담할 수 있도록 하고 자체 에너지관리사 인증시스템을 도입해 전국적으로 확산하고자 한다.
■ GHP대비 경제성은
1,500m²(500평) 냉난방설비 공공기관 설치기준으로 비교하면 향후 배터리가격 인하 및 잉여전력의 피크감축에 의한 탄소배출권 발생 등을 고려해 현재 여건으로 GHP의 연간 발생비용대비 약 14~16% 경제성비교 우위를 점할 수 있다.
다만 배터리가격 등의 변수에 직접적인 영향을 받을 수 있어 수치는 변동될 수 있다.여러 가지 자재 및 탄소배출권거래 시세에 따른 많은 변동이 예상되며 실제현장에서 40% EHP, 60% GHP의 이원화 설치를 하지 않고 GHP 100%를 설치할 경우에는 5~7% 추가적으로 경제성 비교우위가 예상된다.
축전식 냉난방설비 경우에는 100% EHP 설치하고 60% 해당하는 EHP에만 BESS를 설치함에 따라 비교우위가 있을 수 있다.
■ 해외진출 추진 현황은
이번 국내에서 진행될 실증특례에 대해 해외 선진국에서 관심을 가지고 있으며 해외사업 모델인 잉여전력 가상발전소(VPP: Virtual Power Plant)를 2050 탄소중립 솔루션으로 인식하는 계기가 되는 것 같다.
현재 KOTRA 벵갈루루지사의 지원으로 인도의 에너지관련기업과 잉여전력 가상발전소사업 도입을 위한 MOU를 체결했으며 해외 분산형 전기엔지니어링기업들과 협의가 활발하게 이뤄지고 있다.
이번 실증특례를 통해 전국적으로 1만kW급 잉여전력 가상발전소가 구축될 것이다. 이를 기반으로 해외주요 22개국에 분산형 전기에너지솔루션으로 참여를 유도하기 위해 ‘글로벌 참여형 컨소시움’을 구성해 대비하고 있다.
■ 도입 효과에 관심이 높은데
기후온난화로 여름철 고온다습, 겨울철 추위가 더 강해지고 있으며 탄소중립 정책에 대한 기업별 의무탄소배출권 확보 및 최근 기업미래가치 지표인 ESG 환경부문에서 축전식 냉난방설비 도입효과가 반영될 것으로 본다.
특히 전력계약이 1,000kW 이상 공공기관에서 ESS 5% 이상 설치의무화 등으로 전력수요지역에서의 한여름 및 겨울철의 냉난방설비 피크부하를 감축하는 방법으로 각광받을 것이다.
또한 전 세계적으로 신재생에너지 발전비율 확대로 전력공급과 수요의 불일치에 따른 잉여전력을 저장하고 피크 시 사용하는 피크세이빙용 에너지저장장치에 대해 탄소배출권을 인정하는 국제기술표준이 제정됐으며 공표가 예고돼 있다.
이에 따라 많은 선진국에서 우리나라 사례를 최대한 반영하기 위해 노력하고 있다. 이에 따라 현재 에너지효율 1등급 EHP에만 적용되는 한전의 축전식 냉난방설비가 앞으로 중앙 전기식 칠러공조, 쿨링타워 등으로 확대될 것으로 본다.
■ 올해 사업 목표 및 중장기 비전은
올해 사업 목표는 실증특례에 따른 10개 국공립대 및 공공기관에 최대 500대를 지역별 삼성전자 EHP대리점과 협력해 대상을 발굴하고 설치를 완료하는 것이다. 국내실증 사업을 효율적으로 추진하기 위해 유지보수를 위한 실시간 원격관제시스템(RMS: Remote Management System) 구축 및 가동할 계획이다.
이번 규제특례사업에 한해 5년간 무상유지보수 및 품질을 보장해야 한다. 잉여전력 가상발전소를 위한 독자적인 중앙모니터링 및 정산시스템을 KETI로부터 기술이전을 받아 구축하고 있다.
장기적으로는 잉여전력 Peak Saving용 BESS의 탄소배출권 국제기술표준(IEC62933-4-200) 등재를 추진해 탄소배출권 사업사업자 인증을 획득할 계획이다. 이럴 경우 약 15%의 가격인하 효과도 발생할 것으로 예상된다.
또한 국내 전기차 재제조배터리팩을 95% 이상 활용해 축전식 냉난방설비전용 BESS 개발 및 보급을 확산하고 잉여전력 가상발전소 토탈솔루션 공급기업으로 해외시장에 진출할 수 있는 강소기업으로 성장하겠다.특히 다양한 신재생에너지와 융합하는 다양한 ICT기반 전기에너지저장장치 Line-Up 확보 및 제품을 확보해 브랜드 신뢰도를 높일 계획이다.
■ 보급 확대 필요성은
■ 최근 실증특례승인을 받았는데
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