[칼럼] 일본 재생에너지 출력제한과 시사점
[칼럼] 일본 재생에너지 출력제한과 시사점
  • 전영환
  • 승인 2019.04.08 08:00
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전영환 홍익대학교 전자전기공학부 교수
▲전영환 홍익대학교 전자전기공학부 교수
전영환
홍익대학교
전자전기공학부 교수

[이투뉴스 칼럼 / 전영환] 2018년 10월13일 일본에서는 처음으로 규슈전력에서 재생에너지 출력을 제한하는 일이 발생하였다. 규슈전력은 총 발전설비가 18,820MW(이 중에서 수력 3,580MW, 화력 10,350MW, 원자력 4,700MW, 그리고 일부 지열발전기)이며, 여기에 태양광 8,400MW(이 중에서 출력 제한 대상 24,000건 4,300MW), 풍력 500MW의 설비를 갖추고 있어서 변동성 재생에너지의 비율이 전체 설비의 약 32%를 점하고 있다. 동계 최대 수요가 14,380MW로 재생에너지를 제외하면 약 24%의 설비예비율을 보이고 있으며, 원자력발전기의 설비비율이 25% 정도 된다는 점에서 우리나라 전력계통과 매우 유사한 점을 보이고 있다. 

아래 표는 규슈전력에서 2018년 10월 13일부터 주말에 발생한 재생에너지 출력제한 상황과 출력제한량 산정법에 대해서 설명하고 있다.

 

특히, 최대 출력제한이 발생한 11월 4일(일요일)의 실수요가 6,960MW이고, 화력발전의 출력을 최소화하여 최저공급력은 12,450MW의 상태로 공급력 초과량은 무려 5,490MW에 달했다. 규슈전력에서는 인근 주코쿠 전력과의 연계선을 통한 역외송전을 최대화하여 2,020MW를 송전하고 2,300MW 양수발전기를 모두 가동하여 2,260MW의 펌핑부하를 더해 총수요를 11,240MW까지 증가시켰지만 발전력 초과분 1,210MW 만큼 태양광 출력을 제한한 것으로 발표하였다. 이러한 현상은 앞으로도 수요가 적은 봄, 가을 주말에는 상시 발생할 것으로 보인다. 

이러한 현상에 대해 일본에서는 재생에너지와 다른 발전기 사이의 우선공급 순위 결정에 대해서 논의가 계속되고 있다. 갑자기 나타난 재생에너지의 출력제한이 작년부터 가동하기 시작한 원자력 발전기 4기의 가동에 기인한 것으로 알려지면서 재생에너지 사업자로부터 이에 대한 불만도 제기되고 있는 것으로 알려지고 있다. 규슈 전력의 상황을 보면 인근 주코쿠 전력과의 연계선을 통한 역외 송전량 2,020MW와 양수발전기의 펌핑에 의한 2,260MW 만큼 재생에너지 차단량을 줄인 것으로 나타나고 있지만, 장기적으로 주코쿠 전력에서 재생에너지 보급이 확대되는 경우에는 역외 송전도 어려울 것으로 전망이 되고 있다. 이에 따라 앞으로 재생에너지 차단량을 줄이기 위한 많은 노력이 필요할 것으로 보인다. 

2030년 20,000MW의 원자력 발전기가 여전히 남아 있고, 58,000MW 정도의 태양광, 풍력발전 설비 도입을 계획하고 있는 우리나라의 경우를 살펴보면 규슈전력의 이러한 상황은 우리가 에너지전환을 위해 대비해야 하는 내용을 잘 보여주고 있다. 큰 기대를 하고 있는 슈퍼그리드를 통한 중국과의 연계선도 중국의 재생에너지 도입 비율을 고려하면 중국계통에도 여유가 없을 가능성이 높다. 현재 보유하고 있는 4,700MW의 양수 발전소와 함께 8차전력수급계획에서 계획된 2,000MW의 양수발전소는 재생에너지 출력차단을 그 만큼 줄일 수 있을 것으로 기대되지만, 도입되는 재생에너지 설비량과 비교하면 여전히 부족한 점이 있다. 무엇보다도 현재 우리나라에 도입되는 태양광 및 풍력 설비는 출력차단 기능을 갖추고 있지 않은 상태에서 보급이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이다. 계통 운영의 안정화를 위해서는 비상 시 재생에너지 출력 차단할 수 있는 기능 뿐 아니라, 보다 차단량을 줄일 수 있도록 실시간 최대출력 제어를 할 수 있는 통신 인프라와 함께 제어설비 구축이 시급하다. 


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