섹터커플링, 재생에너지 간헐성 문제 ‘해답’
섹터커플링, 재생에너지 간헐성 문제 ‘해답’
  • 이훈 기자
  • 승인 2022.05.04
  • 댓글 0
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전전화(全電化) 시대, 급부상 전망 … 간헐성 재생에너지 자원 확산 수용 지원
세계 각국 적극 도입 … P2G, EU중심으로 활발하게 연구 中

탄소중립은 더 이상 피할 수 없는 과제다. 세계 에너지시스템은 탈탄소, 분산, 디지털로 변모하고 있으며 주요국은 탄소중립을 신산업 육성과 성장의 기회로 활용하고 있다. 글로벌 기업들도 저탄소 투자 전환 등 탄소중립 경영전략을 추진하고 있다. 하지만 재생에너지의 급속한 보급에 따른 변동성이 증가하면서 ‘섹터커플링’이 주목받고 있다.

섹터커플링이란 서로 다른 에너지 ‘섹터’를 통합한다는 의미로 재생에너지로 생산하고 남은 전기를 다른 에너지로 전환해 저장, 활용하는 기술이다. 최근 대두되는 섹터커플링은 재생에너지의 간헐성이나 과도한 도입으로 인한 전력계통의 불안정 및 비효율을 해결하기 위한 수단으로 연구되고 있다.

유럽의회보고서에 따르면 섹터커플링은 에너지 분야 탈탄소화의 핵심전략의 하나인 전전화 시대에 기회가 있을 것으로 전망되고 있다. 전전화가 어려운 일부 분야는 재생에너지나 탄소중립적 가스가 해결책이 될 수 있어 섹터커플링이 간헐성 재생에너지 자원 확산의 수용을 지원하고 전기, 가스, 열 부문에 대한 크로스 벡터 통합으로 공급안전성의 확보가 가능하기 때문이다.
특히 전력망의 문제 해결을 위해 수요관리나 에너지저장장치(ESS)의 도입, 계통망의 보강 등의 방법이 사용되기도 하지만 자원 규모의 제한이나 반응성의 제한, 고비용 구조 등의 이유로 인해 확대일로에 있는 재생에너지의 수용에는 어려움이 있다. 이에 세계 각국에서는 섹터커플링을 적극적으로 도입하고 있다. 우선 수소로 전환하는 P2G(Power to Gas)가 EU를 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 독일이 EU 국가 중 77건으로 가장 많은 프로젝트를 추진하고 있다. 독일은 재생에너지 초과 발전량으로 그린 수소 생산, 운송, 저장, 활용을 핵심전략으로 하는 GET H2 Initiative를 추진하고 있다. 이니셔티브의 비전은 재생에너지 발전량으로 그린수소를 생산하고 생산된 수소는 기존의 가스 인프라를 활용해 전국으로 수송되며 산업, 운송, 난방 부문에서 그린수소를 사용하고 남은 수소는 지하 동굴에 저장하는 것이다. 2030년까지 독일 전역에서 약 5,100km의 네트워크를 구축할 예정이다.

미국은 바이든 정부 출범 이후 파리기후변화협약에 복귀했고 수소경제를 포함한 청정에너지 부문에 투자를 올리고 있다. 일본도 에너지 안보와 수소기반 에너지저장 및 사용을 위한 P2G 추진 등 수소 생태계 구축을 위한 기술 개발 및 국제 협력을 강화하고 있다.

스코틀랜드는 P2H(Power to Heat) 관련 프로젝트를 2018년부터 진행하고 있다. heat Smart Orkney(HSO)프로젝트를 통해 오크니섬의 풍력발전으로 생산된 전기를 해저케이블을 통해 본토로 전송한 후 남은 잉여전력을 가정용 난방으로 사용했다. 72가구의 전기난로와 히터 109대에 이용돼 4,700리터의 기름을 절약할 수 있었다. 전기차를 섹터커플링을 위한 주요 자원의 하나로 간주하는 P2M(Power to Mobility) 부문은 영국에서 프로젝트가 진행되고 있다.

손성용 가천대학교 전기공학과 교수는 “섹터커플링에 대한 다양한 개념이 제시되고 있으며 재생에너지 수용과 탈탄소화를 위한 필수적 기술로써 잠재성에 대해서는 공감대가 형성돼 있다”며 “적절한 규제 강화 및 완화와 함께 신산업이 활성화될 수 있는 투자유인과 보상체계를 마련해야 한다”고 밝혔다.

이훈 기자 hoon@kea.kr


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