기후위기 시대에 탈탄소 사회로의 새로운 대전환 과정에서 지산지소형 분산형 전력망 체계가 필요하다. 재생에너지 주력 발전 시대에 대비한 맞춤형 전력망으로서, 차세대 분산형 전력망이 올해를 원년으로 본격 추진된다. 기후에너지환경부(장관 김성환)는 20일 오전 롯데호텔(서울 중구 소재) 에메랄드홀에서 ‘분산형 전력망 포럼’을 개최한다고 밝혔다.

이번 행사는 올해 약 3,210억 원의 국비 투입을 통해 본격적으로 구축되는 차세대 분산형 전력망의 성공적인 추진을 위해 관련 기업, 공공기관, 대학, 협회 등이 함께 모여 협력 의지를 다지고, 속도감 있는 구축방안을 논의하기 위해 마련되었다.

탄소중립 실현을 위해서는 에너지전환이 필수적이나 현재 전력 시스템은 2001년 전력산업 구조개편 당시 도입된 대형발전기 위주로 운영되고 있다.

과거에는 대형발전기가 위치한 송전망을 통한 계통 운영이 중요했으나 지금은 태양광 등이 대부분 위치한 배전망 운영의 중요성이 커졌다. 배전망은 전력을 수용가에 보내는 단방향 망에서 발전과 수요자원이 공존하는 복합적 계통으로 전환되었다. 차세대 분산형 전력망은 탄소중립 시대의 맞춤형 전력망으로서 ‘태양광 등 분산형 발전원을 최대한 수용하고, 각 지역별로 특화된 최적의 전력 지산지소 실현을 위한 지능화된 전력망 시스템’으로 정의할 수 있다.

차세대 분산형 전력망 구축 방향

차세대 분산형 전력망의 추진 방향은 다음과 같이 요약될 수 있다.

첫째, 지역단위 배전망 혁신을 추진한다. 이를 통해 태양광 등 변동성이 큰 재생에너지를 배전망에 적극 수용하고 재생에너지의 변동성을 완화하여 계통안정에 기여하는 전력망을 구축한다.

우선 정부는 배전망 포화로 태양광 접속대기가 심각한 배전망에 에너지저장장치(ESS) 등 유연성 자원을 대폭 보급하여 태양광 추가접속을 유도해 나갈 계획이다. 올해 20개를 시작으로 2030년까지 총 85개의 에너지저장장치를 배전망에 구축할 계획으로, 구축이 완료되면 약 485MW의 태양광 추가 접속이 가능할 것으로 전망된다. 또한, 햇빛소득 마을 활성화를 위한 소규모 에너지저장장치 보급도 병행해 나갈 계획이다.

배전망에 접속된 농공단지, 대학가 등 중소형 부하에 에너지저장장치 등을 보급하여 수요를 평탄화하는 마이크로그리드(소규모 자립형 전력망)를 구축한다. 마이크로그리드가 구축되면 배전망 전력부하 저감을 통해 태양광 추가접속 등 배전망 활용도가 높아질 수 있을 것으로 기대된다.

아울러 경직적 접속제도의 유연화도 추진된다. 정격용량 중심의 수동적인 배전망 접속관리 제도에서 탈피하여, 출력제어 조건부 재생에너지 접속 허용용량을 배전선로당 16MW까지 확대하는 방안도 추진할 계획이다.

앞으로 배전망에 유연성 자원이 대폭 확대되고, 태양광이 추가 접속되는 만큼 계통안정화를 위해 한전은 배전망 관리자에서 운영자(DSO: Distribution System Operator)로서 역할을 수행한다. 차세대 배전망 운영시스템(ADMS)을 이용하여 태양광 발전량을 사전에 예측하고, 추가접속 태양광으로 인해 배전망 과부하가 예상되면 에너지저장장치 충전을 지시하는 등 동적제어를 실시할 예정이다.

또한, 전력망 건설을 대체하는 유연성 자원에 대한 별도의 보상체계인 ‘전력망 비증설대안(NWAs)’ 제도를 도입할 예정이다. 배전망에 에너지저장장치가 구축되면 태양광 추가접속이 가능해져, 추가접속을 위한 망 건설을 대체할 수 있는 만큼, 망 공사비에 상응하는 금액을 에너지저장장치 구축 사업자에게 보상해 주는 방식이다. 올해 상반기부터 제주에서 시범 운영되며, 올해 하반기까지 육지 확대를 목표로 추진해 나갈 예정이다.

둘째, 분산 전력망에 적합한 시장제도 개편을 추진한다. 재생에너지 변동성과 유연성 자원의 가치를 충분히 반영한 시장제도를 도입해 나간다.

우선 제주를 중심으로 혁신적인 시장제도를 도입할 예정이다. 전력수요 입찰제도를 통해 재생에너지 잉여발전으로 가격이 떨어지면 난방 자원화(P2H), 전기차 충전(V2G) 등 다양한 수요로 이전될 수 있도록 유도해 나갈 계획이다. 또한, 최소출력 보장을 위한 발전원을 제외한 나머지 모든 발전원에 대한 가격입찰도 추진한다. 아울러 육지에서도 제주에서 추진된 재생에너지 입찰제도를 연내에 도입할 계획이다.

마지막으로, 세계 시장 선도를 위한 차세대 분산형 전력망 산업 생태계를 구축한다.

미국, 영국, 유럽연합(EU) 등 주요국들도 재생에너지 확대를 위한 전력망 개편을 추진하고 있어, 전 세계 전력망 투자는 2030년 3,720억 달러에 이를 것으로 전망된다. 따라서 전 세계 차세대 분산형 전력망 시장 선도, 수출 활성화를 위해서는 차세대 분산형 전력망 산업 생태계를 선제적으로 구축해 나갈 필요가 있다.

이를 위해 정부는 에너지 공대, 광주과기원, 전남대, 전력 공기업, 민간 기업 등이 힘을 합쳐 ‘케이-그리드(K-GRID) 인재‧창업 밸리’를 조성할 계획이다. 차세대 분산형 전력망 기술을 실증해 볼 수 있는 실증단지(테스트베드)가 마련될 예정이다.

또한 우수 아이디어를 가진 신생기업의 투자유치 활성화를 위해 국내외 핵심 투자자들을 초청하는 ‘케이-그리드 미래 한마당(K-Grid Future Festival 가칭)’을 개최하고, 분산전력 가상 테스트베드, 인공지능 기반 다중 마이크로그리드 자율운영 플랫폼 등 핵심기술 발굴을 위한 차세대 분산형 전력망 연구개발도 추진할 계획이다.

분산형 전력망 포럼 주요내용

이날 행사에서는 차세대 분산형 전력망 사업의 원활한 추진을 위해 유관기관간 업무협약 2건이 체결된다. 먼저, 차세대 분산형 전력망 구축협력을 위해 기후에너지환경부, 한국에너지공단, 한국전력공사, 전력거래소간 업무협약이 체결되어 전력망 정보 교류, 에너지저장장치 운영 협력이 강화된다. 차세대 분산형 전력망 인재 양성을 위해 기후에너지환경부, 서울대학교, 전남대학교, 한국에너지공과대학교, 광주과학기술원 간 업무협약도 체결된다.

김성환 기후에너지환경부 장관은 “탄소중립은 우리가 지구와 미래세대를 위해 남길 수 있는 최소한의 책임이며, 탄소중립 실현의 열쇠는 결국 에너지전환에 있다”라며, “차세대 분산형 전력망은 기후위기 대응과 탄소중립 실현을 위한 맞춤형 전력망으로서, 속도감 있는 구축이 필요하다”라고 밝혔다. 이어 “차세대 분산형 전력망 사업은 올해부터 본격적으로 구축되는 만큼 세계의 모범이 될 수 있도록 정부와 업계, 학계, 유관기관이 힘을 합치겠다”라고 강조했다.

차세대 분산형 전력망의 배전망 에너지저장장치 및 마이크로그리드 구축 등을 위한 사업자는 공모를 통해 선정하게 되며, 1분기 공고 후 2분기에 사업자가 선정될 예정이다.