신재생 전력분담률 최대 10%…제주는 52%
신재생 전력분담률 최대 10%…제주는 52%
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  • 이상복 기자
  • 승인 2020.05.25 07:30
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전력당국 통합관제시스템 시범운영 분석보고서
실시간발전량 데이터 취득은 설비용량 9% 불과
▲최근 2년간 신재생 최대 전력부하 분담률은 추석이었던 작년 9월 13일 오후 3시 9.46%로 나타났다. 작년 시간대별 최대 평균 부하분담률 5.08%(13시)이었다.
▲최근 2년간 신재생 최대 전력부하 분담률은 추석이었던 작년 9월 13일 오후 3시 9.46%로 나타났다. 작년 시간대별 최대 평균 부하분담률 5.08%(13시)이었다.

[이투뉴스] 햇빛과 바람으로 만든 전기의 비중과 그 영향이 날로 커지고 있다. 태양광, 풍력, 부생가스 등의 신재생에너지는 지난해 시간대별 전력부하의 평균 3.76%, 최대 9.46%를 감당(공급)한 것으로 나타났다. 특히 태양광·풍력 비중이 상대적으로 높은 제주에서는 시간대별 부하평균 14.4%, 최대 51.8%를 이들 전원이 공급한 것으로 집계됐다.

본지가 입수한 전력당국의 신재생통합관제시스템 시범운영 성과분석 보고서(2018~2019년)에 따르면 육지계통 기준 신재생 부하분담률은 2018년 평균 4.06%에서 지난해 3.76%로 소폭 감소했다. 원전·석탄·LNG 등 대형 전원의 설비용량과 발전량이 증가한데 따른 영향으로 풀이된다.

신재생 부하분담률은 전력수요에서 신재생 발전량이 차지하는 비중을 말한다. 전력수요와 신재생 발전량이 동시에 변화하므로 통상 1시간 평균값을 구한다. 하루 중 신재생 부하분담률이 가장 높은 시간과 해당시간대 부하율은 오후 1시, 5.08%였다.

아직 신재생 비중은 적지만 명절 등 특수일에는 사정이 달랐다. 추석연휴가 있던 작년 9월 13일 오후 1시의 신재생 부하분담률은 최대 9.46%까지 상승했다. 명절이라 산업체 조업이 최소화 된데다 한 낮이라 하루 중 태양광 일사량이 많은 시간대였기 때문이다. 당시 전력수요는 4103만kW, 신재생 중 태양광 발전량 비중은 49%를 기록했다.

육상계통보다 태양광·풍력 비중이 높은 제주도는 이미 신재생이 기저부하처럼 전력공급의 한 축을 담당하고 있다. 지난해 제주 전력계통의 평균 신재생 부하분담률은 14.4%로 전년 12.9% 대비 1.5%포인트 증가했다. 또 오후 1시 시간대별 최대 분담률도 25.6%에 달했다.

제주계통의 최대 신재생 부하분담률은 재생에너지발전 여건이 좋고 전력수요는 적었던 2018년 12월 23일 낮 12시로, 당시 풍력과 태양광은 제주 전체수요의 무려 51.8%를 감당했다. 내연발전소발전량(34.2%)과 육상 HVDC 수급량(14.0%)을 합한 값보다 신재생 비중이 높았다는 얘기다.

작년말 기준 재생에너지 설비용량은 한전 PPA거래가 7785MW로 가장 많았고, 뒤이어 전력시장 6924MW, 한전 상계거래 1483MW, 자가소비 2150MW 등 모두 1만7841MW로 집계됐다. 2015년과 비교해 태양광은 4배, 바이오는 3.7배, 연료전지는 2.7배 증가했다. 전체 설비용량으로는 2.4배가 늘었다.

날씨 등 기상영향을 받는 재생에너지가 증가하면서 출력변동성도 커지고 있다. 보고서에 의하면 올해 1월 29일 오전 10시부터 11시까지 육상계통에 물린 태양광은 1시간 새 발전량이 830MW 급증했고, 같은해 4월 2일 일몰시간대(오후 5~6시) 발전량은 737MW 급감했다. 태양광이 확대될수록 변동성이 커지고 있다는 얘기다.

풍력발전은 기온이나 대기상태에 영향을 크게 받아 일정한 추세나 패턴을 찾기 어려웠으나, 제주의 경우 지난해 특정일에 출력이 123MW 증가하거나 반대로 105MW가 감소하는 최대 변동값을 기록하기도 했다.

육지계통 평균 연간이용률은 태양광 14.9%, 풍력 21.5%였고 최대 이용률은 태양광 84.8%(작년 1월 29일), 풍력은 74.5%(2018년 5월 3일)로 각각 나타났다. 피크시간대에 신재생 발전량 비중을 의미하는 평균 피크기여도는 태양광이 17.1%, 풍력 21.2%였다.

판매용이 아닌 자급자족용을 포함해 태양광이 실제 전력수급에 기여하는 정도를 추정한 순부하 분석에서 태양광은 평일 오후 2시 기준 전체 부하의 10%에 해당하는 7040MW를 감당한 것으로 분석됐다. 태양광이 전체 전력수급과 계통운영에 이미 적잖은 영향을 미치고 있다는 의미다.

앞서 전력거래소 등 전력당국은 재생에너지 3020 정책이 본격화 됨에 따라 2017년부터 신재생 통합관제시스템을 구축해 전담 관제사를 배치하는 등 2년간 시범운영을 해왔다. 이와 별도로 한전은 송배전망 자동화시스템 기반의 재생에너지 관제시스템을 전국으로 확대 구축하고 있다.

하지만 전력계통 운영을 총괄하는 전력거래소가 현재 취득 가능한 실시간(2~10초 주기) 재생에너지 데이터는 육지 설비용량의 7%(제주는 65%), 전체 설비량의 9%대에 불과한 실정이다. 정부는 최근 전력시장운영규칙 개정을 통해 1MW 이상 발전기에 한해 1분 단위 발전기 출력 취득장치 장착을 의무화 한 상태다.

변동성 자원들의 발전량 현황을 모두 알 수 없다보니 전력수급 균형 유지를 위한 발전기 강제 차단량도 갈수록 늘고 있다. 제주지역 풍력발전 출력제어량은 2015년 3회 152MWh로 시작해 지난해 46회 9223MWh로 증가했고, 올해는 지난달 19일까지 이미 27회 7560MWh를 기록했다. 이미 올해 발전량의 3.2%를 초과한 상태다.

전력계통 한 전문가는 "변동성 전원의 실시간 발전량을 파악하고 미래를 예측하는 일은 안정적인 계통운영을 위해 매우 중요하고 절실한 과제"라면서 "한전부터 에너지공단, 전기안전공사까지 소속과 담당 분야를 막론하고 유기적인 협력과 정보공유가 필요하다"고 지적했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com 



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