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(특별기고) 스마트 그리드 (Smart Grid), 탄소중립 성공의 숨은 열쇠
장중구 한국전력국제원자력대학원대학교 교수    작성 : 2021년 06월 24일(목) 19:52    게시 : 2021년 06월 24일(목) 19:54
2015년 12월 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국총회(COP21) 에서 195개 국가 간 협약을 맺고 산업화 이전 대비 지구 평균기온 상승을 2°C 보다 낮은 수준으로 유지하되 1.5°C 이하로 제한하기 위해 노력하며, 국가별로 자발적 온실가스 감축목표(INDC)를 정하여 제출하기로 하였다. 이후 탄소 배출량 감축이 세계 각국의 현안 과제로 떠올랐으며, 이는 곧바로 탄소배출이 많은 에너지 분야의 최대 과제가 되었다.



우리나라는 탄소배출을 2030년까지 BAU(851백만톤) 대비 37% 줄이기로 하였다. 더불어 2017년 6월 19일 고리원전 1호기 영구정지를 시발점으로 설계수명이 다한 원전의 사용기간 연장을 하지 않고 현재 건설 중인 원전 외에 추가로 원전을 건설하지 않기로 함에 따라 에너지 정책의 어려움이 가중되게 되었다. 이와관련 정부는 2016년 12월 6일, 2030년까지 신재생에너지 발전량의 비중을 20%까지 높이는 것을 주요 골자로 하는 ‘2030 국가온실가스 감축 기본로드맵’을 확정하였다.



2016년부터 2020년까지 4년간 신재생에너지 발전설비 용량은 8.8%에서 16%로 증가 하였으며, 수력포함 신재생에너지 발전량은 4% 에서 6%로 2% 증가 하였다[1]. 2030년까지 앞으로 10년 도 채 남지 않은 상황에서 20% 결코 쉽지 않은 목표임을 알 수 있다. 따라서 정부는 보다 적극적인 방안의 하나로 서남해, 신안, 동울산 해상에 대용량 풍력발전 단지를 건설, 2030년까지 총 12GW의 풍력발전설비 신설을 추진하고 있다[2]. 그리고 지난 4월에는 신재생에너지 의무공급비율(RPS) 상한을 종전 10%에서 25%로 확대하는 법률 개정안을 공표하였다. 500MW 급 이상 대용량 발전사들이 앞으로 총 발전량의 25%까지 신재생에너지 발전량의 비중을 높이도록 하겠다는 의미이다.



또한 23일 보도된 ‘정부합동 2050 탄소중립 시나리오’에 따르면, 에너지의 전기화(化)’ 방침에 따라 2050년 발전량은 2018년 대비 2.3배 늘어난 1235테라와트시(TWh)로 책정하고 태양광∙풍력으로 60%를 충당하고 일부는 중국∙러시아 전기 수입을 추진한다고 한다. 아울러 석탄발전은 완전히 퇴출하고 원전은 현재의 1/3수준이 7%로 떨어뜨린다는 방침이다. 한마디로 2050년 탄소중립은 기적과 같은 일이 일어나야 한다는 의미로 해석된다. 그리고 기적 같은 일에 한줄기 희망을 걸 수 있는 방법이 있다면 스마트 그리드 기술을 이용한 마이크로그리드를 늘려나가는 것이다. 최근 세계 각국에서 소형 모듈형 원자로(SMR)와 같은 분산전원에 대한 관심이 부쩍 늘고 있는 것 역시 마이크로 그리드를 염두에 둔 것이다.



원칙적으로 신재생에너지 발전설비는 분산전원으로서 이용될 때 가장 효과적이다. 전력생산과 소비가 동일한 지구단위에서 이루어지는 마이크로그리드(Microgrid)를 구성함으로써 송전설비의 신증설을 필요로 하지 않고 에너지 손실을 줄일 수 있다. 그리고 마이크로그리드 구축에 필요한 기술이 스마트 그리드 (Smart Grid) 기술이다. 스마트 그리드는 전기에너지의 지혜로운 이용을 가능하게 한다. 소비자와 공급자간의 쌍방향 정보전송이 가능케 함으로써 피크부하를 줄여서 설비 이용률을 높이고, 변동성 전원으로 인한 수요와 공급의 불균형을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 다양한 전력요금 제도를 운용하는 것이 가능하다. 나아가 전기에너지의 절약효과도 거둘 수 있다.



사실 스마트 그리드에 대한 관심은 오래전부터 있어 왔다. 2009년 8월에 지식경제부 산하에 한국스마트그리드사업단을 출범시키고 제주 실증단지를 구축하는 등 여러 가지 노력을 기울이고 있는 것으로 알고 있다. 하지만 근래까지 실질적인 진척이 없다가 지난해와 올해 아파트 단지를 대상으로 지능형전력량계(AMI) 보급 사업을 추진하고 있다. AMI는 스마트 그리드의 기본요소라고 할 수 있다. 탄소중립을 실현하는 데는 에너지 전환 못지않게 에너지 절약이 중요하다. 타임즈(The Times)지는 에너지절약을 불, 석유, 원자력, 수소 및 태양에너지 다음으로 제5의 에너지로 규정했다. 그리고 에너지절약 실천에 가장 효율적인 방법 역시 스마트 그리드 이다.

[주]

[1]전력통계정보시스템;http://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/selectEkgeGepTotChart.do?menuId=060101

[2]전기저널;http://www.keaj.kr/news/articleView.html?idxno=3713

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