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ELECTRA (April, 2020)

작성일
20-07-02 14:25

1. The European green deal starts with the energy transition


1.1 유럽 그린 딜

- 2019EU 집행위원회에서 발표한 탄소 배출 저감 관련 정책 방향

- 2050년까지 탄소배출 제로를 목적으로 함

- 유럽 그린딜에서 강조하는 2050년까지 달성할 에너지 분야의 10가지 Key message 소개


(1) 탄소배출 제로 : 신재생, 바이오 매스와 같은 친환경 에너지원으로의 전환, 전기동력 기반의 운송수단 활용

(2) 모든 시민들의 active consumer & prosumer : 전기저장장치를 활용하여 발전원, 소비자, 프로슈머 등 다양한 역할 수행 가능

(3) 에너지 transition 분야에서의 저장장치의 활용성 확대 : 주파수 측면에서의 short-term 밸런싱 관리, 계통 혼잡해소, 전압 제약 관리 등

(4) Power to Gas (PtG), Power to Heat (PtH) 변환 기술의 중요성 대두 : 전기 & 가스 & 열 네트워크의 효율적인 coupling을 가능하게 함

(5) 전기, 가스 거래에 대한 유럽 내 통합 시장 구축

(6) Digitalization의 보편화 : 가정집에서도 실시간 전력시장 참여 가능, DR 자동화 및 소비자 측면에서도 계획, 운영, 보호, 제어 등에 참여

(7) 신재생 발전원을 통한 냉난방 건물의 에너지 공급 (제로에너지 빌딩)

(8) 전력시스템 최적 운영 자동화에 대한 고도화 : cyber-secure, 데이터 통신, 광역 모니터링 시스템 구축 등

(9) 서로 다른 에너지 네트워크의 통합 시스템화 (System of Systems)

(10) 급격한 재난에 대비한 전력계통의 resilience 구축 : Cyber-attack, 자연재해 등

 

2. Why collaboration is key to remaining resilient in our electric future


2.1 현대기술의 발달로 정전 없는 전력공급이 보편화 되어있음. 그러나 사회 전반적으로 전력 품질에 대한 기대가 높아짐에 따라 확률은 낮아도 파급효과가 큰 이벤트에 대해 ‘Resilience’를 확보해야 할 필요가 있음.

2.2 Energy Research Partnership (ERP)에서 수행한 영국 전력계통의 Resilience 관련 보고서에 따르면, 향후 10년간 전기에 대한 의존도는 증가할 것으로 예상되며, Resilience management에 대해 아래 문제 사항들을 정립함.

(1) Resilience 관점에서, 전력 공급을 방해하는 이벤트는 오늘보다 내일 더 큰 파급효과를 갖음.

(2) 복잡한 전기 산업계 구조상, 최종 소비자 입장에서는 Resilience를 확보하려는 산업계의 행동에 대한 이해가 어려울 수 있음. 이러한 현상은 차후 산업계의 future resilience action에 대해 사회적 접근이 필요함을 의미함.

2.3 문제 사항들을 고려하여 Resilience를 확보하기 위한 노력 방안

(1) 산업계 부문 간의 상호영향성을 파악하여 전체 인프라에 대한 resilience를 보장할 수 있어야 함. Resilience에 대한 정의, 측정방안, 상호 원칙에 대한 동의 등이 필요함.

(2) 주제별/부문별 산업계 전문가를 활용하고 적절한 규제 또는 시장 당국의 승인이 필요함.


3. How is energy rich Australia running out of energy ?


3.1 호주는 현재 세계에서 인구당 가장 높은 재생에너지원의 비율을 갖고 있는 나라 중 하나임. 그러나 탄소 배출량 또한 매우 높은 비율을 가짐.

3.2 호주의 기후적, 지리적 조건 및 정치권에서의 재생에너지 추진 정책 수립으로 인하여 가정용 태양광, 태양열 발전과 같은 개인용 재생에너지원이 빠른 속도로 늘어남.

3.3 높은 재생에너지의 비율로 인하여 교외같은 경우 전압문제로 인버터가 차단되는 사례가 발생했으며, 2016년 폭풍으로 인하여 특정 주에 정전사례가 발생함으로써 대규모 재생에너지원에 대한 부족한 운영 경험이 드러남.

3.4 제어 가능한 발전원의 수가 줄어들면서 하계 피크 수요 관리에 대한 어려움이 발생함. 주파수와 같은 관성 유지에 대한 비용이 점차 증가하게 되었으며, 이를 위해 남호주 계통에서는 4개의 동기조상기를 투입할 예정임.

3.5 최근 호주 전역의 산불로 인해 기후 변화가 갖는 리스크에 대한 사회적인 불안이 고조되었으며 이를 통해 재생에너지 및 에너지 저장장치와 같은 저탄소 기반 안정적인 전력 시스템에 투자를 할 예정.


4. Global energy transformation: China’s practice and vision


4.1 중국은 1차 에너지 소비 단계에서 비화석 연료의 비중을 20%으로 늘리고, 2030년까지 비화석 연료를 통한 발전비율을 전체 화력발전의 절반까지 늘리려는 목표를 세움.

4.2 2018년에 청정에너지 발전의 설치 용량은 중국 전체의 40.8%을 차지하였으며, 발전 용량으로는 30.4%을 차지함. 탄소배출량이 매우 낮은 개조된 석탄 발전기의 용량은 700GW이상에 도달함.

4.3 에너지 소비 자원에서의 전기의 비중도 증가 추세에 있음 2030년까지 중국의 최종 에너지 소비에서 전기의 비중은 약 30%에 도달하며, 2050년에는 47%을 초과할 것으로 예상.

4.4 따라서 중국은 에너지 및 전력 분야에서의 개혁을 위해 다양한 노력을 하고 있음. 에너지 분야의 상호 인프라 구축 및 국제적인 기술 교류에 대한 협력을 추진하며, IEC IEEE를 통해 국제 표준 개발에 적극적으로 참여하고 있음.

4.5 이러한 중국의 노력을 크게 두 가지로 결론지을 수 있음.

(1) ‘Re-electrification’을 통한 에너지 전환의 key path 제공

- 생산 측면에서의 ‘re-electrification’은 풍력, 태양광과 같은 재생에너지의 대규모 개발 및 활용뿐만 아니라, 깨끗하고 효율적인 화석에너지의 사용을 의미함.

- 소비 측면에서의 ‘re-electrification’은 에너지 소비 비중에서 화석에너지의 사용 대비 전기에너지 사용의 비중을 늘리는 것을 의미함. 대표적인 예로 전기차의 빠른 개발이 있음.

(2) ‘Digitalization’을 통한 ‘re-electrification’의 구현

- 인공지능, 사물인터넷, 블록체인, 5G 등의 디지털 기술을 통해 재생에너지 개발 분야에서의 더 큰 기회를 제공.

- 전력시스템과 디지털 기술의 융합을 통해 유연성 향상 및 ‘re-eletrification’의 구현이 가능함