제주에너지공사(JECO)는 제주의 풍력자원을 공공적으로 관리하고 민간사업자 중심의 난개발을 방지하기 위해 제주특별자치도 특별법에 따라 설립돼 주민수용성 확보 및 공익사업 추진을 통한 도민 에너지복지 실현을 위해 노력하고 있다.
제주도 내 신재생에너지설비의 급격한 증가로 인해 출력제한이 발생함에 따라 해결방안으로 ‘P2H’가 주목받음에 따라 제주에너지공사는 제주도 에너지공기업으로써 출력제한 해소방안 마련을 위해 P2H과제 수주에 적극 나섰다. P2H과제를 총괄할 강병찬 제주에너지공사 지역에너지연구센터장을 만났다.
■ P2H 과제를 주관하게 된 배경은
제주는 2012년도부터 ‘탄소 없는 섬, 제주(CFI: Carbon Free Island Jeju by 2030)’ 프로젝트를 추진하고 있으며 풍력, 태양광 중심의 신재생에너지발전설비로 제주 전력수요를 담당할 계획이다. CFI 실현을 위해 이행기관이 필요했으며 JECO가 그 중심에 있다. JECO는 육상풍력, 해상풍력, 태양광발전시설을 추진하고 있다.
신재생에너지설비의 급격한 증가로 인해 출력제한이 발생함에 따라 신재생에너지발전시설만 지속 공급할 수 있는 상황이 아니며 제주도의 에너지공기업으로서 출력제한을 해소하기 위한 노력도 간과해서는 안 될 입장이다.
이에 따라 지난 2020년도부터 P2G(그린수소) 3MW 프로젝트를 주관기관으로 진행하고 있으며 이번 P2H과제와 신규 P2G 12.5MW도 추진하고 있다.
제주의 출력제한을 효율적으로 완화하고 신재생에너지보급을 더욱 확대하기 위한 사회적 역할을 갖고 이번 P2H과제의 주관기관으로 진행하게 됐다.
■ 제주도 신재생에너지생산 현황은
제주지역 신재생에너지 설비는 풍력 295MW, 태양광 545MW(2022년 4월 기준)로 전력계통 안정화를 위한 출력제한 횟수가 36회(6,326MWh, 2022년 4월 기준) 증가하고 있어 수익저하가 우려되고 있으며 발전사업자들의 손실에 대한 반발이 커지고 있다.
출력제한은 2015년 3회를 시작으로 전력수요가 낮은 밤, 새벽시간대 발생했으나 2018년부터 태양광발전설비 용량이 급격히 증가해 낮시간대 출력제한이 발생하는 패턴으로 변화됐다.
신재생에너지발전설비 보급의 완급조절도 필요하지만 출력제한 문제로 신재생에너지보급을 멈추기보다는 대응방안을 지속 발굴하며 확산해나가는 것이 중요하다.
■ 제주도에서 P2H과제 필요성은
제주는 선도적으로 탄소중립을 위해 노력해왔다. 2021년 기준 제주 재생에너지 발전설비 용량비율은 36%이며 발전량 비율은 18.2%로 전국 1위다. 전국 유일 전력 생산-소비 불균형에 따른 출력제한이 발생하고 있다.
지금은 출력제한이 제주에서만 발생하고 있지만 제주만의 문제가 아니다. 정부의 재생에너지보급 목표를 달성하기 위해서는 제주와 같은 출력제한 문제를 겪게 될 것이다. 이에 따라 P2H 등 섹터커플링기술과 사업모델을 제주에서 성공적으로 완성해 전국에서 미리 대비하는 것이 중요하다.
또한 산업 DNA의 녹색전환, 재생에너지 기반 신성장동력을 확보하기 위해 제주도 근간산업인 관광과 1차산업을 중심으로 에너지신산업 융복합화로 산업구조를 개선하고 신성장동력화가 필요하다. 다양한 산업부문별 P2H, P2G, P2M 등 에너지와 결합-저장-상호전환 활용을 통해 RE3020 달성과 대한민국 탄소중립 모델구축 및 확대에 P2H가 교두보 역할을 할 것으로 기대된다.
■ 연차별 과제진행 계획 및 목표는
이번 과제는 2022년 4월을 시작으로 2025년 12월까지 총 45개월동안 진행될 예정이며 과제의 목표는 분산에너지 활성화와 P2H기술개발을 통해 재생에너지 출력제한 등 계통불안정 문제해소 및 재생에너지 초과전력을 연계한 히트펌프, 축열조 및 보일러 등의 연계시스템 운영을 통한 플러스 수요반응자원 등록 및 활용시스템 구축이다.
연차별 과제 추진계획은 1차년도에 의료시설의 상세설계 및 인허가, 지하수 열원 분석 및 열원시스템 구축, 기계·전기공사 구축을 추진하고 농업시설의 시스템 기본설계, 인허가, 지하수열원 천공·열용량 테스트·열교환기 설계·제작·시공, 시스템 상세설계를 추진할 계획이다.
2차년도는 의료시설의 지하수 열원시스템 구축 완료, 기계·전기공사 완료, 축열조 설계 및 구축, 자동제어 설계 및 구축을 추진하고 농업시설의 수축열조·PCM 잠열 축열조 설계 및 구축, 자동제어 구축을 추진할 계획이다.
3차년도는 의료시설의 자동제어 구축완료 및 시운전을 시행하고 농업시설의 자동제어 구축완료 및 시운전을 시행, 체육시설의 상세설계 및 인허가 추진, 하천수열원 분석 및 열원시스템 구축 및 기계·전기·자동제어공사를 추진하고 관광시설의 열원확보 및 부분부하에 따른 시스템설계 및 열교환기 설계·우수저류조 설비 구축, 축열탱크 구축이 추진된다.
4차년도는 각 실증사이트에서의 냉난방 실증운전 및 보완, 플러스DR 및 경제성 분석 등에 활용할 수 있는 데이터 도출 및 분석을 추진하고 관광시설의 축열탱크·기계·전기·자동제어공사 등 구축, 냉난방 실증운전 및 보완을 추진할 계획이다.
■ 실증 진행 계획은
연차별로 의료시설, 농업시설, 수영장, 숙박시설 등에 설비구축을 계획하고 있어 사이트별로 기술개발 및 실증이 추진될 예정이다.
실증을 통해 △친환경 멀티소스 열원 하이브리드 시스템 개발 △P2H 기반 고효율 열생산 및 저장 기술개발 △P2H 기반 에너지공급 및 소비 네트워크 기술 개발 △출력제한 대응 P2H 플랫폼 및 표준화 기술개발 등 이뤄진다.
P2H사업을 진행하며 각기 다른 사이트의 시나리오 설계 등 최적화된 운영방안을 도출하고 실증을 통해 다양한 실측데이터를 취득·분석할 예정이다.
이번 과제를 수행하며 각 실증사이트에서의 기술개발 및 실증을 통해 실증사이트별 시나리오별 운영방안을 도출하고 최적의 플러스DR 플랫폼과 연계한 모델을 개발할 계획이다.
■ 기대효과는
재생에너지 보급률이 높은 제주에서 출력제한 문제를 선제적으로 해결하고 실증사이트 다양화(병원, 농업, 체육시설, 숙박시설)를 통해 개발된 P2H시스템을 통해 계통능력을 강화해주는 대표적인 유연성 자원으로 개발하는 것이 목표다. 이를 통해 정부의 재생에너지보급 목표 달성에 기여하고 제주도 전역으로 확대해 공공기관의 탄소저감 지표를 달성하기 위한 공공시설 P2H 도입을 기대하고 있다.
또한 플러스 DR 인센티브, 계시별 요금제, 탄소배출권, 에너지효율증대 등 다양한 수익 재원을 공유해 운영비 절감과 경쟁력 강화, 분산에너지 활성화 기여, VPP의 성공적 모델 개발, 제주지역 마이크로그리드 사업과 연계한 전기-열 에너지 자립화 모델 구축, 출력제한 대응 플러스 DR운영 플랫폼 및 표준화 기술 개발 및 새로운 비즈니스 모델 개발에 따른 신사업 창출과 신규 일자리 창출 등 다양한 긍정적 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대한다.
제주도내 P2H의 보급과 확산을 위해서는 다양한 열 소비처를 발굴하고 이에 적합한 P2H설비 보급이 필요하다. 이번 P2H과제를 통해 다양한 사이트의 실증과 기술개발을 수행해 향후 P2H시스템 보급과 확산으로 이어질 것으로 기대한다.
제주에너지공사(JECO)는 제주의 풍력자원을 공공적으로 관리하고 민간사업자 중심의 난개발을 방지하기 위해 제주특별자치도 특별법에 따라 설립돼 주민수용성 확보 및 공익사업 추진을 통한 도민 에너지복지 실현을 위해 노력하고 있다.
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