[인더스트리뉴스 정한교 기자] 우리나라보다 앞서 재생에너지 확산을 주도해온 일본 정부가 최근 증가하는 재생에너지 설비의 효율적인 운용을 위한 대책 마련 움직임에 나선다.

우리나라 역시 출력제어 등 재생에너지의 불균형 확산으로 효율적인 운용에 어려움을 겪는 만큼, 일본 정부의 이러한 노력이 어떤 결과로 이어질지 관심있게 지켜볼 대목이다.

에너지경제연구원 세계 에너지시장 인사이트에 따르면, 최근 일본 경제산업성은 10개 대규모 전력회사를 대상으로 2030년 1년간 재생에너지 발전량에서 차지하는 출력제어량(출력제어율)을 추산했다.

추산 결과, 재생에너지 도입 가능성이 높으나 전력수요가 적은 지역(홋카이도･도호쿠)을 중심으로 높은 출력제어율을 보인 것으로 나타났다.

경제산업성 자원에너지청은 전력수급 균형을 위해 주요 전력회사가 발전설비 출력을 일시적으로 중지･억제할 수 있는 출력제어(curtailment)시스템을 마련하도록 하고 있다.

출력제어시스템은 전원별 특성을 고려해 ①화력발전 출력제한 및 양수발전 활용 → ②타 지역으로의 송전 → ③대규모 바이오매스발전 출력제한 → ④태양광･풍력발전 출력제한 → ⑤원자력･수력･지열발전 출력제한 순서로 적용되고 있다.

훗카이도 출력제어율 49.3%, 대부분의 지역에서도 출력제어 발생

재생에너지 설비가 기존 공급계획보다 1.5배 수준으로 확대될 것으로 가정한 동 추산에 따르면, 지역별 출력제어율은 홋카이도가 49.3%로 가장 높았다. 뒤를 이어 도호쿠(41.6%), 규슈(34%), 주고쿠(28.6%) 지역 순으로 조사됐다. 여타 지역에서도 10% 미만 수준의 출력제어는 발생할 것으로 전망했다.

재생에너지 도입이 확대되더라도 출력제어가 발생할 경우, 실질적인 발전량은 감소한다. 이는 온실가스 감축 목표 달성이 어려워짐을 의미하고, 발전사업자에게는 수익 악화라는 악영향을 초래하게 된다.

1,000여개의 태양광발전소가 소재한 것으로 알려진 제주도가 올해 들어 2차례나 발전소 가동을 강제로 멈춘 것도 공급 과잉에 따른 결과물이다.

당시 전력거래소측은 예상보다 많은 전력 생산은 자칫 과부화로 인한 정전을 발생시킬 수 있기 때문에 태양광발전소의 출력제어가 불가피하다고 해명한 바 있다. 이는 곧, 발전소를 가동하지 못하는 발전사업자들에게 수익성 악화로 이어진다.

이에 지난 12일 산업통상자원부와 제주도는 ‘제주형 분산에너지 기본계획’을 발표하며, 대규모 에너지저장장치(ESS) 구축을 통해 출력제어 문제를 완하하겠다는 계획을 밝혔다.

ESS, 송전망 확충으로 출력제어 최소화 추진

일본 정부 역시 ESS 등 수요와 공급예측으로 출력제어 빈도를 줄이는 방향으로 대책을 강구하고 나섰다. 일본 정부는 2030년 온실가스 감축목표(2013년 대비 46% 감축) 및 2050년 탄소중립을 실현하기 위해 발전량 기준 재생에너지 비중을 2020년의 19.8%에서 2030년에 36~38%로 확대할 목표를 제시하고 있다.

이에 따라 경제산업성은 재생에너지 설비를 대상으로 △수요대책(ESS 등 활용) △공급대책(화력발전설비 최저출력 기준 변경) △계통대책(지역간 송전망 확충)을 제시하고 있으며, 대책별 출력제어율 감축 효과를 추산했다.

경제산업성 추산에 따르면, 각 지역의 최저수요 10%에 해당하는 ESS를 완비했을 경우, 계절 및 시간대에 따라 출력변동이 큰 태양광 도입량이 많은 지역(주고쿠･규슈)을 중심으로 출력제어율 감축효과가 컸다.

공급 부문에서는 화력발전설비의 최저출력 기준을 현행의 30%(일부 50%)에서 20%로 낮췄을 경우, 도호쿠･주고쿠에서의 출력제어율 감축 효과가 컸다.

부족한 전력망은 현재 건설 중인 지역간 연계선 확충 계획에 더해 홋카이도-도쿄 해저송전망 등이 부설될 경우, 홋카이도･도호쿠에서의 출력제어율 감축 효과가 컸다. 홋카이도는 확충 및 신설된 송전망을 50% 활용할 경우, 출력제어율이 49.3%에서 0.9%로 대폭 낮아졌다. 100% 활용할 경우 출력제어는 발생하지 않았다.

경제산업성과 OCCTO(전력광역운영기관)는 재생에너지 도입 확대를 위해 △홋카이도-도쿄 송전망 신설(2030년 4GW 해저송전망 신설 목표) △규슈-주고쿠 송전망 확충(2.8GW→5.6GW) △호쿠리쿠-간사이･주부 송전망 확충 등을 계획하고 있다. 이를 통해 출력제어 문제를 해결할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

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