송전 못하고 남는 재생e 빠짐 없이 쓴다
잉여 재생e, 그린수소 생산 경제성 모델 도출
출력제한-그린수소 생산 경제적 타당성 연구
에기연 박정호-조현석 연구원...Applied Energy 게재
[산경e뉴스] 송전망 한계로 인해 전력을 생산하고도 소화하지 못하는 태양광 재생에너지를 그린수소로 활용하는 경제적 타당성 평가 방법론이 개발됐다.
한국에너지기술연구원 계산과학연구실 박정호 책임연구원, 수소연구단 조현석 책임연구원 공동 연구진은 재생에너지의 출력제한을 활용한 그린수소 생산에 대해 경제적 타당성 분석 방법론과 결과를 도출함으로써 심각해지고 있는 재생에너지 출력제한을 해결함과 동시에 그린수소를 경제적으로 생산할 수 있는 해법을 제시했다.
연구결과는 에너지 분야 국제 저명 학술지 ‘어플라이드 에너지(Applied Energy)’에 게재됐다.
기후위기 해결을 위해 전세계적으로 재생에너지를 확대하고 있지만 재생에너지의 가장 큰 문제는 불규칙한 풍속과 일사량, 그리고 전기 수요 예측 미비로 인한 출력제한이다.
전기는 공급이 부족할 때도 문제지만 공급이 과다해도 대정전(블랙아웃)이 발생할 수 있기 때문이다.
전력거래소에 따르면 2015년 3건에 불과했던 제주도의 태양광과 풍력 발전 출력제한은 2022년 132건으로 크게 증가했다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술 중 하나가 P2G 기술인데 그중에서도 온실가스가 배출되지 않는 그린수소 기술이 각광 받으면서 많은 연구가 진행되고 있다.
P2G(Power to Gas)는 전력을 가스로 변환하는 기술로서 태양광, 풍력과 같은 재생에너지 를 수소나 메탄 등으로 전환하여 저장하는 기술을 말한다.
하지만 이번 연구처럼 출력제한과 그린수소를 동시에 고려해 경제적 타당성을 파악한 연구결과는 거의 없었다.
특히 수전해 시스템의 최적 사이즈를 도출해 비용을 낮춤과 동시에 수소 생산을 극대화 할 수 있는 방안에 대한 연구는 거의 없었다.
에기연 연구진은 재생에너지, 그린수소의 투자와 운영 관련 의사 결정에 도움이 될 경제적 타당성 분석 방법론과 결과를 도출했다.
실제 제주도 기상 데이터를 기반으로 풍력과 태양광 발전량을 예측하고 이를 활용해 균등화 수소 생산 단가(LCOH)와 수소 생산량 결과를 도출했다.
LCOH(Levelized Cost of Hydrogen)는 수소 생산을 위한 총 자본비와 운전비를 총 수소 생산량으로 나누어 계산하는 균등화 수소 생산 단가를 의미한다. 보통 ‘kg당 가격’으로 표현되는 수소 생산 경제성 분석 지표다.
개발된 통합 시스템 모델은 시간당 풍속, 일사량, 기온 등의 데이터를 입력하면 그에 대응하는 시간당 전력 생산량이 계산된다.
이 중에서 전력망으로의 송전량은 조정할 수 있으며 잔여 전력을 그린수소 생산에 활용해 생산량 계산이 가능하게 설계됐다.
출처 : 산경e뉴스(http://www.skenews.kr)