일본산업뉴스요약

가상발전소, 수급 관리가 관건
작은 재생에너지를 모아 크게 / 외국자본∙타업종 경쟁

차세대 전력 서비스인 가상발전소(VPP)를 둘러싼 경쟁이 벌써부터 치열해지고 있다. 축전지나 태양광 등을 제어하여 하나의 발전소처럼 기능시키는 시스템의 VPP는 수급 조정을 통해 수익을 창출한다. 재생가능에너지를 대량 도입하기 위해서는 반드시 필요하며 일본의 에너지 전환을 좌우할 열쇠이기도 하다. 2021년의 사업 본격화를 위한 움직임을 쫓아가 보자.

4월에 유럽 전력기업인 이탈리아 에넬(Enel)그룹은 이탈리아 대사관에 일본의 에너지 관계자를 초청하였다. 수급조정시스템 세계 최대 기업인 에넬은 일본에서도 VPP 사업화에 본격적으로 착수한다는 것을 표명하기 위해서였다. “일본 기업에 수급조정시스템을 제공하고, 일본에서 키플레이어가 되겠다”. 아시아사업을 총괄하는 제프리 르노 씨는 자신감을 보인다.

에넬은 유럽과 미국을 중심으로 세계 약 10개국에서 VPP를 운용하고 있으며 그 수요 조정 규모는 원자력발전소 6개분에 상당한다. 가정이나 축전지, 태양광 등을 묶어서 단순히 수급을 조정하는 것이 아니라 독자적인 시스템으로 에너지의 최적 운용까지 실현한다.

최적의 수급 조정이라는 복잡한 시스템 개발에는 방대한 시간과 비용이 든다. 에넬은 자사의 시스템을 활용하여 VPP 참여 기업을 늘림으로써 일본에서도 전력시스템의 중핵이 되려 하고 있다.

패권 경쟁에 뒤처지지 않기 위해 일본 기업도 사업화를 추진한다. 요코하마시에 위치한 요코하마시립 쓰나시마초등학교의 급식실 옆에는 축전지가 설치되어 있다. 축전지는 실제로 VPP의 일익을 담당하며 재해가 발생했을 때에는 비상용 전원도 되는 중요한 장치다.

도시바에너지시스템과 도쿄전력에너지파트너(EP)는 19년 1월부터 요코하마시에서 VPP 사업을 시작하였다. 11개 학교에 축전지를 설치하고 전력 조정에 활용한다. 도쿄전력EP가 배터리를 설치하고, 의무 위탁을 받은 도시바가 배터리를 원격에서 감시∙제어한다.

배터리에 축적한 전력은 충전량이나 전력계통 상황 등의 조건에 따라서 수급 밸런스 조정에 활용한다. 도시바는 배터리에 장착된 통신장치를 통해 계획대로 충방전되고 있는지 등의 정보를 수집하여 관리한다.

VPP에서 축전지는 중요한 장치다. 그런데 왜 학교에 주목했는가? 그 이유에 대해 요코하마시 온난화대책총괄본부의 나토리(名取) 씨는 “지역의 방재 향상으로도 이어지기 때문이다”라고 설명한다.

축전지는 일정량을 비상용 전력으로 남기고 있다. 재해 시에는 방재 행정용 무선이나 피난자 리스트를 작성하는 컴퓨터 전원으로 활용할 수 있다. 비상용 전원으로서의 역할을 하는 한편, 평상시에는 전력 조정에 사용할 수 있다.

상시 활용하기 때문에 가격이 비싼 배터리의 투자를 쉽게 회수할 수 있다. 또한 VPP의 네트워크 확장에도 도움이 된다. 방재 거점에 축전지를 두는 ‘요코하마형 모델’을 다른 지자체도 도입하기 시작하였다.

J파워도 학교 축전지에 주목하였다. 스즈요상사(시즈오카시)와 공동 출자한 전력 소매업체 스즈요전력(시즈오카시)을 통해 4월부터 요코하마시의 VPP구축사업에 참여한다. 12월까지 요코하마 시내의 초등학교 12곳에 축전지를 설치하여 20년 1월부터 전력을 공급할 예정이다.

독자적인 축전지제어시스템을 사용하여 초등학교에서 전력 수급 조정을 실시한다. 학교 입장에서는 평상시의 전력을 유효 활용할 수 있고, 재해 시에는 긴급 전원으로서 축전지를 사용할 수도 있다.

J파워가 VPP에 착수하는 배경에는 발전소를 보유한 전력도매 회사로서의 위기감이 있다. 지금까지는 대규모 전원이나 계통을 보유한 회사가 전력 사업에서 우위에 섰었다. 그러나 재생에너지가 주력 전원이 되는 시대가 가까이 도래하게 되면, 대량 도입에는 수급 조정이 관건이 된다.

전력의 공급 측에서 수요 측으로 파워 밸런스가 바뀌려고 하는 상황에서 “사업의 다양화를 추진해 나간다”(VPP 담당자). J파워는 다른 지자체 등과도 VPP 사업 참여를 모색하고 있다. 요코하마시에서 축적한 축전지제어 노하우를 활용한다.

일본정책투자은행에 따르면, 세계의 수요관리(Demand Response) 시장규모는 현재 전력소비량의 1%에 그친다. 그러나 40년에는 전력소비량의 18%에 상당하는 규모로 성장할 것으로 보고 있다. 국내 시장도 아직은 40억엔 정도지만 30년에는 수백억 엔 규모로 성장할 것으로 보인다.

18년도의 일본 재생에너지 총발전량은 약 17%에 불과하다. 정부는 30년에는 전체 발전량의 22~24%로 올린다는 목표를 제시하였다. 앞으로 차세대 전력사업을 제어하는 것은 누구일까? 향후 2년 정도면 승부의 행방을 알 수 있을 것이다.

● VPP(가상발전소, Virtual Power Plant)
산재해 있는 소규모 재생가능에너지 발전이나 축전지 등을 일괄적으로 제어하여 마치 하나의 발전소처럼 기능시킨다. 전력회사의 의뢰를 받은 애그리게이터(절전중개업자)가 각 장치를 원격 제어하고, 참가자는 수급 조정에 공헌함으로써 협력금을 얻는 구조다.

전력망은 수요와 공급의 밸런스가 무너지면 전기 주파수가 흔들려 발전기나 공급처 공장설비 등의 고장으로 이어진다. 지금까지 전력회사는 기동력이 있는 화력발전소의 발전량 조정으로 수급 밸런스를 맞춰 왔다.

VPP에서는 전력이 남을 것 같으면 축전지에 충전하고, 부족할 것 같으면 애그리게이터가 축전지의 전력 공급을 지시하여 전력 수요의 피크를 제어할 수 있다. 전력회사 입장에서는 발전설비 투자를 줄일 수 있고, 화력발전소를 움직이는 연료 비용의 제어도 기대할 수 있다.

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