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풍력발전에 대한 수소저장과 축전지의 수명주기 CO2 배출 분석

전문가 제언: ○ 불과 십 수 년 전만 해도 틈새시장으로 여겨지던 세계 풍력발전 시장은 최근 들어 신규설비 기준으로 연간 약 30%의 성장세를 보이고 있다. 미국, 독일, 스페인, 중국 및 인도 등의 5개 풍력발전 시장은 2007~2009년 사이에 무려 연간 28.8~36%라는 경이적인 성장률을 보이고 있으며, 우리나라도 저탄소 사회의 구현과 RPS(Renewable Portfolio Standard; 신재생에너지 공급의무화제도) 도입 등으로 시장 확대를 꾀하고 있다.

○ 그러나 풍력발전을 포함한 신재생에너지의 대폭적인 공급 확대에는 많은 문제점이 따를 수 있다. 현재의 전력공급 계통은 실시간으로 수요와 공급이 일치하는 중앙 집중형 시스템이며, 전력회사가 수요 예측과 공급 계획을 수립하여 일괄적으로 전기를 생산함과 동시에 수요자가 즉각 소비하는 방식이다. 따라서 신재생 발전량이 전체 발전량의 3~4%에 지나지 않는 현 상황이 30% 이상으로 증가하면 시스템 측면뿐만 아니라 합리적인 에너지 수요공급에 어려움이 생길 수밖에 없다.

○ 세계적인 대형 풍력발전회사인 독일의 E.ON Netz GmbH에 의하면, 이회사의 하루 중 풍력 발전용량의 최고치와 최저치 사이의 차이가 4,340MW에 달한다는 보고가 있다. 이 양은 우리나라 대형 화력발전소 5~6기의 용량에 필적하는 것으로, 이러한 변동성은 생산과 동시에 소비되어야 하는 현재의 전력 공급망과 에너지 품질(주파수와 전압 등)의 열화를 초래할 수 있다.

○ 풍력발전의 획기적인 성장에는 반드시 전력 저장기술이 연구되어야 하며, 이 보고서에서 소개한 축전지 시스템과 수소저장 시스템 등과 같은 기술이 관심의 대상이 될 것이다. 우리나라는 현재 한 대의 무게가 52톤을 넘는 대형 나셀(nacelle)을 생산하고 있을 정도로 풍력발전 시스템 제조 인프라를 갖추고 세계 시장으로 활발한 진출을 꾀하고 있으나, 전력저장 기술의 개발은 그다지 활발하지 못한 실정이다. 머지않은 장래에 큰 의미의 풍력발전 시스템에는 이의 저장기술이 포함될 것이므로 이에 대비해야 한다.

저자: Tatsuro USUI
자료유형: 학술정보