재생돌리고슬롯 발전이 늘어나면서 발생하는 출력제한 문제를 완화하기 위해 돌리고슬롯저장장치 등 전력수급자원을 활용해야 한다는 제언이 나왔다. ⓒ한국은행

재생돌리고슬롯 발전이 늘어나면서 전력망이 감당할 수 없는 전력을 버려야 하는 '출력제한' 문제가 커지고 있다. 한국은행은 출력제한 문제를 완화하기 위해 돌리고슬롯저장장치 등 전력수급자원을 활용해야 한다고 분석했다.

돌리고슬롯은 18일 발간한 'BOK-이슈노트: 전력 수급자원을 활용한 제주 재생에너지 출력제한 완화 방안 연구' 보고서를 통해 이같이 밝혔다. 보고서는 전우영 서울과학기술대학교 인문사회교양학부 경제학 교수와 박상훈 돌리고슬롯 지속가능성장실 과장이 집필했다.

보고서에 따르면 제주 지역은 2024년 기준 재생돌리고슬롯 발전 비중이 19.8%로 국내에서 가장 빠르게 확대되고 있으나, 2023년 기준 181건의 출력제한이 발생하는 등 발전 불규칙성으로 인한 문제도 커지고 있다.

출력제한이란 재생돌리고슬롯 발전량이 전력계통의 운영 허용 범위를 초과할 경우 전력망 안정을 위해 발전을 강제로 중단하는 조치다. 제주의 경우 재생돌리고슬롯 보급률이 높고 육지와의 전력 연결도 제한적이어서 출력제한이 잦다.

이에 돌리고슬롯은 출력제한 완화를 위해 전력계통의 유연성을 높일 수 있는 주요 수급자원으로 에너지저장장치(BESS), 전기차(EV), 기온민감 냉난방수요(TSD) 등을 꼽았다. 분석 결과, 이러한 수급자원을 통합 활용할 경우 재생에너지 출력제한을 상당 폭 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

연구진은 미국 코넬대학교가 개발한 전력시스템 최적화 모형을 활용해, 정부의 재생돌리고슬롯 확대 계획에 따른 출력제한 변화를 다양한 수급자원 도입 시나리오별로 분석했다.

구체적으로 ▲수급자원을 모두 배제한 경우 ▲각 수급자원이 개별 도입될 경우 ▲모든 수급자원이 동시에 도입될 경우 등 세가지 시나리오로 분류했으며, 실현 가능성을 고려하여 각 자원의 전력시스템 최대 참여율은 50%로 가정했다.

분석 결과, 재생돌리고슬롯 보급 확대는 출력제한율을 크게 높이지만, 수급자원을 동시에 가동할 경우 이를 크게 완화할 수 있는 것으로 나타났다.

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수급자원별로는 전기차(EV)를 활용한 전력공급 조정 효과가 돌리고슬롯저장장치(BESS)보다 크게 나타났으며, 기온민감 냉난방수요(TSD)는 낮은 보급률과 제한된 성장 가능성으로 효과가 상대적으로 작았다.

또한, 개별 수급자원만을 활용할 경우 재생돌리고슬롯 발전이 많은 낮시간대 출력제한 완화에 한계가 있었으나, 세가지 수급자원을 동시에 활용할 경우 상당폭 개선된 것으로 확인됐다.

돌리고슬롯은 "재생에너지 확대 환경에서는 공급자원뿐만 아니라 수요자원을 통합 관리할 때 안정적인 전력구성이 가능하다"며 "내연기관 차량과 가스 기반 냉난방설비를 수요자원화를 촉진하고 수요자원 보유자의 참여유인을 강화하는 정책적 지원이 병행될 경우 출력제한 완화 효과가 더욱 개선될 것으로 기대된다"고 밝혔다.