건설·수송·농수축산·폐기물 등 기존 산업 온실가스 감축 한계
에너지 자립 목표 재생에너지 기반 그린수소 에너지전환 로드맵
출력제어 늘며 경제적 손실 극심… "분산에너지 시스템 해결책"




[한라일보] 연일 이어지는 폭염과 열대야 등 매년 여름이 견디기 힘들 만큼 더워지고 있다. 더 이상 기후 체계가 전과 같지 않음을 어렵지 않게 체감할 수 있다. 이처럼 나날이 극심해지는 기후변화에, 세계 각국에 대해 신재생에너지 활용을 통한 탄소중립을 앞당길 것을 요구하는 목소리가 커지고 있다. 탄소중립은 화석연료 사용과 수송 등 인간활동에 의한 인위적 탄소 배출량을 최대한 줄이고, 남은 탄소에 대해 포집·저장, 활용을 통해 흡수해 순배출량을 '0'으로 만드는 개념이다. 탄소중립과 에너지 대전환을 선도하는 제주는 분산에너지 특구로의 선점에 도전하고 있다. 국내는 물론 세계가 제주에 부는 '분산에너지'라는 새로운 바람에 주목하는 이유다.

제주특별자치도가 지난 6월 제주국제컨벤션센터에서 개최한 '2024 그린수소 글로벌 포럼'. 제주도 제공

▶재생에너지 활용 국가 수소경제 선도

우리나라는 기후변화로 인한 국내 피해를 최소화하고, 국제사회의 책임 있는 일원으로서 기후위기 대응에 적극 동참하기 위해 2020년 국가비전으로 '2050년 탄소중립'을 선언하고 2021년, 이에 대한 추진전략으로 '2050 탄소중립 시나리오'를 발표했다.

이에 앞서 제주는 국가 탄소중립 선도를 위해 2012년 'CFI(탄소 없는 섬, Carbon Free Island) 2030' 계획을 발표하고, 정책목표 중 하나인 도내 전력수요 100%에 대응하는 신재생에너지 설비 도입을 위해 재생에너지 기반을 확대해 왔다.

그 결과, 제주의 신재생에너지 발전 비중은 전국 최고 수준으로 올라섰으며, 이렇게 풍부해진 재생에너지 자원을 활용해 제주에 그린수소 기반의 생태계 구축을 위해 2022년 '그린수소 글로벌 허브 구축 계획'을 발표했다.

풍부한 재생에너지를 활용해 그린수소 기반의 생태계를 구축하고 국가 수소경제와 연계한다는 것이 핵심이다. 뿐만 아니라, 에너지 자립과 글로벌 에너지 불안에 대한 대응, 취약계층 보호 중요성에 대한 내용도 계획에 담겨 있다.

특히 지난해 이를 달성하기 위해 '에너지 생산', '에너지 활용·전환', '산업화·취약계층 보호' 등 3개 부문·6개 핵심과제를 도출해 그린수소 기반 에너지 전환과 자립을 목표로 하는 '재생에너지 기반 그린수소 에너지전환 로드맵'을 발표했다.

제주특별자치도가 지난 6월 제주국제컨벤션센터에서 개최한 '2024 그린수소 글로벌 포럼(with 글로벌 분산에너지 포럼)'.

▶에너지 대전환 통한 '2035탄소중립'

제주는 올해 최상위 비전인 '에너지 대전환을 통한 2035 탄소중립 비전'을 발표했다. 이는 정부의 '2050 탄소중립' 목표보다 15년 앞서 탄소중립을 달성하겠다는 계획으로, 제주는 이를 토대로 국가의 탄소중립을 선도한다는 의지를 다시 한번 확고히 했다.

'제1차 제주특별자치도 탄소중립 녹색성장 기본계획'에 따르면 2035년 제주의 온실가스 배출 예상량은 543만t이다. 이번 제주의 에너지 대전환 계획에서는 '재생에너지 설비 확대'와 '온실가스 감축·흡수' 등으로 에너지 포트폴리오를 구성해 이를 상쇄할 방안을 마련했다.

건설, 수송, 농수축산, 폐기물 등 기존 산업에서의 온실가스 감축·흡수 계획을 통해서는 온실가스 약 69만t, 전체의 약 13%에 해당하는 양만을 감축할 수 있다. 따라서 대부분에 해당하는 양을 에너지 체제의 전환을 통해 상쇄해야 하는 실정이다.

이를 위해 2035년까지 단기·중기·장기 목표를 나눠 재생에너지 발전 설비 7GW 달성 및 재생에너지 발전 비율 70%를 달성하고, 이렇게 구축한 안정적 재생에너지를 기반으로 그린수소를 연 6만t 이상 생산해 기저발전원을 화력에서 재생에너지와 수소에너지로 전환할 예정이다.

이러한 계획이 성공적으로 진행되면 제주는 가정·상업용 난방 에너지를 비롯한 모든 대중교통과 대형 운송 수단, 도심항공교통(UAM), 선박에 이르기까지 모든 지역사회 에너지원을 재생에너지와 그린수소로 충당해 탄소 없는 섬으로 거듭날 수 있다.

이 과정에서 도내 수소 산업을 육성하고, 분산에너지 활성화 특별법 등과 연계해 도내 에너지 선도기업과 새로운 비즈니스 모델을 창출하는 등 제주 에너지 산업에 새바람을 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

제주특별자치도는 지난 5월 1일 한라수목원 잔디광장에서 '에너지 대전환을 통한 2035 탄소중립 비전'을 선포하고 재생에너지·청정수소 기반 탄소중립 달성 시나리오를 발표했다. 제주도 제공

▶제주형 분산에너지 시스템 어떻게?

제주도가 도전적 목표를 내세운 만큼 풀어야 할 숙제도 적지 않다. 제주는 매년 재생에너지 비중을 확대하며 전국 최고 수준을 달성했지만 그에 따른 공급 과잉 문제는 또 다른 풀어야 할 과제다.

재생에너지 발전을 통한 공급이 수요를 초과하면 전력계통의 안정을 위해 재생에너지 발전을 중지시키는 출력제어 문제가 발생한다. 최근 제주에서 발생한 출력제어건수는 2017년 14회, 2020년 77회, 2023년 117회로 해마다 그 빈도가 증가하고 있으며, 이로 인한 경제적 손실도 극심해지는 실정이다. 때문에, 2035 에너지 대전환 계획에 따른 재생에너지 기반 확보를 위해 재생에너지 출력제어 문제는 반드시 해결해야 할 숙제이다.

지역 내에서 에너지를 생산·소비하는 분산에너지 시스템(지역에너지 시스템)이 출력제어 문제의 해답이 될 수 있다. 분산에너지란 사용지역 인근에서 생산·소비되는 에너지로 다양한 자원을 통한 전력계통의 유연성 강화로 잉여전력 해소에 기여할 수 있다.

제주는 ▷재생에너지 공급 집중 시간대로 전력 수요를 이전 유인하는 '플러스DR' ▷올해 시범적으로 운영 중인 '재생에너지 실시간 시장' ▷'재생에너지 입찰제도' ▷ICT를 이용해 소규모 분산에너지 자원들을 통합제어하고 거래하는 'VPP(가상발전소)' 등의 유인책을 적극 활용하고 있다.

이러한 사업적·제도적 기반을 구축하는 것만큼이나 중요한 것이 비전력 부분과의 연계다. 제주는 ▷'그린수소를 활용한 전력의 저장·활용(P2G, Power To Gas)' ▷'히트펌프 및 축열조를 활용한 전력의 열전환(P2H, Power To Heat)' ▷'전기자동차를 전력망과 연결해 필요에 따라 양방향으로 전력을 송전하는(V2G, Vehicle To Grid)' ▷해수를 이용한 친환경 전력 저장 기술(Blue Battery) 등을 적극 활용할 계획이다. 백금탁기자

<과학기술정보통신부·제주특별자치도·연구개발특구진흥재단·한국에너지기술연구원·제주테크노파크·한라일보 공동기획>





제주, 해수 이용 에너지 저장 기술 '실증'


해수를 이용해 전력을 저장한다는 것은 다소 생소한 개념일 수 있다. 제주는 2022년 과학기술정보통신부의 '지역의 미래를 여는 과학기술 프로젝트' 사업에 선정돼 바닷물을 이용한 에너지저장기술을 개발·실증하고 있다.

제주시 한경면 용수리 풍력발전단지.

이 과제가 성공적으로 수행되면, 제주는 무한하고 청정한 자원인 바닷물을 이용해 안전하고 경제적인 에너지저장기술을 확보하게 된다. 특히 해당 기술은 분산에너지 자원 중 하나인 에너지저장장치(Energy Storage System, ESS)로써 출력제어 문제 해결에 크게 기여할 것으로 기대된다.

제주는 기존 자원을 확대함과 동시에 새로운 시도를 지속적으로 실천하고 있다. 이러한 노력을 통해 분산에너지 자원을 확대하고, 제주만의 분산에너지 시스템을 구축해 제주의 에너지 대전환이라는 목표에 한 걸음씩 내딛고 있다.



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