에너지연 "제주도의 전력 생산량 계산 모델 개발해 시뮬레이션"
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국에너지기술연구원은 태양력과 풍력을 조합한 재생에너지 전력망의 변동성을 보완하기 위해서는 그린수소가 가장 효과적이라는 것을 확인했다고 30일 밝혔다.
그린수소는 재생에너지 전력으로 물을 전기분해해 만들어 내는 수소로, 생산 과정에서 탄소를 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 불린다.
재생에너지 확대를 위해서는 불규칙한 일사량과 풍속 등 변동성을 관리하는 것이 중요하다.
이에 재생에너지의 잉여 전력을 이용해 그린수소를 생산하고 적기 활용을 통해 변동성을 보완하는 'P2G'(Power-to-Gas·태양광·풍력과 같은 재생 전기에너지를 수소나 메탄 등으로 전환해 저장하는 기술)이 주목받고 있다.
연구팀은 재생에너지 전력망에 필요한 그린수소 시스템의 최적 규모를 도출할 수 있는 모델을 개발했다.
태양광, 풍력의 전기 생산량이 전체의 20%를 차지하는 제주도의 기상 데이터와 전력수요 데이터를 기반으로 했다.
이를 통해 2030년 신재생에너지 발전 비중인 '21.6%' 목표에 맞춰 그린수소 시스템의 최적 규모를 도출할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
연구팀이 개발한 모델에 풍속, 일사량, 기온 등 기상 데이터를 입력하면 시간당 전력 생산량이 계산되고, 전력 수급의 적정성을 확인할 수 있다.
과다·과소 전력일 경우 그린수소 시스템과 배터리를 적용해 최적의 '시스템 균등화 발전단가'(총 자본비와 운전비를 전달된 총 전력량으로 나눠 계산하는 균등화 전력 생산 단가)와 '전력 공급 손실 확률'(수요자에게 전달된 전력을 요구되는 전력으로 나누어 계산한 전력망 안정성 지표로 0에 가까울수록 전력 공급에 제대로 대응함을 의미)을 계산하는 방식이다.
이를 통해 그린수소, 배터리 시스템의 규모에 따른 경제성과 안전성을 파악할 수 있다.
모델을 활용해 시뮬레이션한 결과 태양광을 단독으로 활용할 때는 배터리, 풍력만 활용할 때는 그린수소가 가장 효과적인 변동성 극복 방안으로 나타났다.
하지만 태양광과 풍력을 균등하게 조합할 경우 그린수소를 활용할 때 가장 높은 경제성을 보이고 전력 공급의 손실도 가장 적다는 것을 확인했다.
박정호 박사는 "태양광과 풍력의 조화로운 보급을 추진하는 지금의 재생에너지 정책 방향과 일치한다"며 "재생에너지 전환 전략을 수립하는 기초자료로 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.
미국 서던캘리포니아대 화학공학과 이재형 교수 연구팀과 공동으로 수행한 이번 연구 성과는 국제 학술지 '에너지 컨버전 앤드 매니지먼트'(Energy Conversion and Management) 지난 3일 자에 실렸다.
jyoung@yna.co.kr
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