미래유망 전기기술(6) 분산전원

 

전기는 현존하는 어떤 에너지보다 깨끗하고 또 널리 애용되고 있는 청정에너지입니다. 햇빛·바람·물 등을 이용한 신재생에너지 개발도 결국은 전기에너지를 얻기 위한 노력의 일환입니다. 에너지 발생과 전기로의 변환에서부터 저장과 이송, 그리고 절감을 위한 노력까지 전기에너지 관련 기술이 녹색성장과 함께 주목받고 있습니다. 전기분야 정부출연연구소인 한국전기연구원은 2010년을 맞아전 세계적으로 연구가 진행되고 있는 첨단 전기기술 중에서 향후 10년내 실현 가능할 것으로 예측되는 기술들을 대상으로 기술적 완성도, 실현가능지수, 사회적 경제적 파급효과 등을 고려해 「미래를 바꿀 KERI 10대 유망 전기기술」을 선정 발표했습니다. 이번 10대 기술에는 국민의 삶의 질을 향상시키고 저탄소 녹색 성장을 견인할 수 있는 첨단 전기 기반 기술들이 망라됐습니다. 한국전기연구원은 저탄소 경제시대에서 지속적 성장을 추구하기 위해서는 무엇보다도 전기에너지에 대한 혁신적 전환기술이 요구되는 상황에서 10년 후 우리 사회는 물론 전 세계 산업지형을 바꿔놓을 핵심 기술에 대한 국민들의 이해를 돕기 위해 전자신문과 공동기획으로 미래 생활상을 바꿔놓을 차세대 유망 전기에너지 기술 열 가지를 엄선해 10회에 걸쳐 소개합니다.

[전자신문] 전기에너지 유망기술10 (6)분산전원

에너지 자급자족 10년대 실용화

'분산전원 기술로 개인 에너지 독립을 선언하다.'

화력이나 원자력·수력 등 대규모 발전소는 규모의 경제 측면에서 이점이 있지만, 온실가스를 대량 배출하고 소비자와 멀리 떨어져 있어 송전 손실이 발생한다. 송전 및 변전 설비도 기피 시설로 인식되는 등 사회·환경적인 부정적 요인이 존재한다.

‘분산전원’은 에너지 실수요자 근처 혹은 건물 내부에 소형 발전 설비를 설치해 에너지 손실과 송·배전 설비를 줄이려는 노력에서 출발했다. 현재는 통신 기술의 발전에 따라 원격 자동운전 등을 통해 경제성 있는 규모로도 분산전원의 구현이 가능해졌다. 특히 최근에는 태양광·풍력·지열·마이크로가스터빈·연료전지 등 다양한 신재생에너지 개발과 적용이 분산전원을 지칭하는 형태로도 이해되고 있다.

이러한 추세를 잘 보여주는 것이 건축 분야의 독립에너지빌딩이다. 독립에너지빌딩은 필요 에너지를 빌딩 내부의 태양전지 패널이나 소형 풍력발전·지열·폐열 등에서 얻어 사용하며, 궁극적으로 화석연료를 전혀 사용하지 않는 제로에너지빌딩으로 발전된다.

안종보 한국전기연구원 신재생에너지시스템연구센터 박사는 “분산전원이 기술 발전과 함께 경제성까지 확보할 경우 개별 가정이나 건물 등은 에너지를 자급할 수 있게 되고 잉여 전기의 거래도 가능해진다”며 “분산전원망을 기반으로 통신과 에너지가 하나로 통합·운용되는 미래 네트워크 사회는 전기에너지도 통신처럼 무선으로 전송하고 저장과 전송도 보다 자유로워지게 될 것”으로 설명했다.

이처럼 주택이나 빌딩 또는 지역의 분산전원을 활용한 소규모 발전과 이에 따른 마이크로그리드 연구개발 노력은 △소형 에너지원 기기 △에너지 저장 장치 △전력 변환 및 제어 장치 △통신 및 원격감시진단기 △에너지관리시스템 등의 기술 개발을 촉진한다. 그뿐만 아니라 현재 최대 이슈인 온실가스 감축 비용의 절감, 청정개발체제(CDM) 사업 등 산업적 파급효과도 막대할 것으로 예상되고 있다.

문제는 연료전지와 직류 기반 마이크로그리드의 실현이다. 신재생에너지의 최대 약점인 발전량의 불확실성을 보완해 줄 연료전지 개발과 다양한 분산전원 기반의 소규모 전력 계통을 관리할 수 있는 마이크로그리드의 실현이 남아 있다. 하지만 쉬워보이지 않아도 10년 안에는 실용화 수준에까지 도달할 것이라는 게 전문가들의 견해다.

 

공동기획: 한국전기연구원·전자신문