히트펌프·전극보일러 활용 ‘P2H’…열에너지 중요성 부각 ‘관심 UP’
재생에너지를 타에너지로 변환·활용하는 기술, 즉 전력과 비전력 부문간 연계로 공급과 소비부문이 서로 연계되는 융합시스템을 섹터커플링(Sector Coupling)이다. 최종 에너지소비의 전력화, 전력생산의 탈탄소화, 분산화, 디지털화 등 변화하는 전력시장에 대응하기 위해 합관제시스템 구축, 발전량 예측, 예비력 운영체계 구축, Regulation, 관성, 유연성자원확보, DR활용 등이 필요하며 입찰시장개선 (실시간)가격신호, 보조서비스 시장 및 소비자 시장참여 확대 및 유연화시스템(P2XX2P), 공급-소비 통합관리시스템 구축 등 제도적·기술적 보완 및 설비운영 포트폴리오 구성이 시급하다.
히트펌프·전극보일러 활용
기계설비분야 섹터커플링기술은 신재생에너지 전력을 히트펌프나 전극보일러를 이용해 열을 저장하고 필요 시 열을 활용할 수 있도록 하는 열저장 및 활용기술인 P2H(Power-to-heat)다. 히트펌프를 이용해 친환경열에너지 생산기술 고도화와 열에너지의 효율적 저장 및 안정적 공급이 가능한 축열시스템, 부하측 수요에 대응하는 효율적 축열조 활용기술, 집단에너지 연계 전극보일러 구동 전력-열 변환 및 저장기술 등이 필요하다. 올해 P2H 2개 연구용역이 발주돼 주인공을 찾았다.
제주도는 관내 신재생에너지설비의 급격한 증가로 인해 출력제한이 발생함에 따라 해결방안으로 ‘P2H’를 주목했다. 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 활용시스템을 구축하는 것이 목표다.
이번 P2H 컨소시움은 제주에너지공사가 총괄을 맡아으며 친환경 멀티소스 열원하이브리드시스템 개발에 제주대, 인터텍, 한화에너지가, P2H기반 고효율 열생산 및 저장기술개발에 한국에너지기술연구원과 인터텍이 참여한다. 또한 P2H기반 열에너지공급 및 소비네트워크 기술개발에 생산기술연구원, 제주대, 한화에너지가, 출력제한대응 P2H 대응 플랫폼 및 표준화 기술개발에 제주에너지공사와 에코브레인, 한국냉동공조산업협회가 참여한다.
특히 P2H는 단순히 남는 전력을 소모하는 기술이 아니라 요동치는 전력계통의 수급상황을 예측, 계측하고 동시에 집단에너지 계통의 운영여건과 축열조 상황 등을 감안해 리얼타임으로 제어하는 기술이다.
이에 따라 한국지역난방공사는 전극보일러를 활용한 P2H 연구용역을 최근 수주했다. 전력계통에 재생에너지가 정부 계획대로 확대, 보급된다면 대규모의 출력 변동성이 예상된다. 이에 따라 지역난방공사는 수도권 전역과 일부 지방에 배관망을 가지고 있는 세계 최대 집단에너지사업자로서 대규모 인프라를 활용해 전력계통의 큰 외란도 추가 투자를 최소화해 흡수할 수 있다.
업계의 한 관계자는 “P2H는 전력계통에 재생에너지와 같은 변동성 자원의 증가로 발생되는 수급불안정을 전력계통집단에너지 계통의 섹터커플링을 통해 해결하는 기술”이라며 “즉 P2H를 활용하면 과잉생산 전력 문제를 해결해 전력계통의 재생에너지 수용성 증대가 가능하다”고 밝혔다.
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