DC 산업 연구개발에 힘써...새로운 전력기자재 산업군 형성 기대
전라남도는 전국 최대의 신재생에너지 잠재량을 보유한 지역으로 태양광, 태양열뿐만 아니라 해상풍력 기반 구축이 진행되고 있다. 이를 고려해 정부와 전남도는 공동으로 녹색에너지연구원을설립했다. 전남 목포에 자리잡은 녹색에너지연구원은 태양광, 풍력 등 재생에너지 분야를 바탕으로 ESS, MG와 연계하는 에너지신산업 원천기술 및 실용화기술을 연구개발하고 있다.
지난 2009년 설립된 녹색에너지연구원은 전국 유일의 지자체 산하 신재생에너지 전문 연구기관으로 해상풍력, 태양광, MVDC 등 주민에게 실질적 도움이 되는 실용연구(R&D)와 에너지 지역기업 육성 및 지원 역할을 수행하고 있다.
연구원 관계자는 “본원을 기반으로 에너지밸리 분원 등을 운영하고 있다”며 “MVDC, 영농형태양광, 마이크로그리드, 소형풍력, 해상풍력 기상 계측 등 22개소의 실증 인프라를 구축하고 에너지실증연구 추진 및 지자체 에너지 정책 지원에도 총력을 다하고 있다”고 강조했다.
특히 최근에는 NWAs(Non-Wire Alternatives, 선로 등 설비 증가 없이 용량 증대하는 방안)의 대표적인 방안인 DC 산업 연구개발에 힘쓰고 있다. 전남은 전국 최대의 신재생에너지 잠재량을보유한 지역이지만 기존 계통설비의 증설 없이는 이러한 재생에너지원을 수용할 수가 없기 때문이다.
연구원 관계자는 “계통설비 증설이 반드시 필요한 상황이지만 주민 수용성 문제, 설비 증설에 대한 경제적 부담 등으로 인해 설비 증설이 어렵다”며 “DC 산업은 계통의 용량 증대 뿐만아니라새로운 전력기자재의 산업군을 형성할 수 있기 때문에 전남에서는 매우 중요한 전략 사업으로 보고 있다”고 밝혔다.
기존 22.9kV 교류에서 회선당 15MW 송전이 가능하지만 MVDC의 경우 동일 스펙에서 회선당 30MW까지 송전 가능하기 때문에 NWAs방식으로 전남뿐만 아니라 전국의 급증하는 계통의 재생에너지 발전원을 계통에서 추가 수용하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다는 것. LVDC 또한 직류부하가 증가하는 요즘(전자제품, 대용량 ESS, 전기차 충전기 등) 현재 DC 부하에 대응하는 방식(AC→DC로 변환)에 전력변환 손실률을 최소화하기 위해서는 반드시 DC로 전력이 공급되는 부분이 필요하다고 보고 있다.
연구원 관계자는 “2030년까지 전기차 300만대를 보급하겠다는 제4차 친환경자동차 기본계획 목표를 가정했을 시, 전기차 충전을 위한 전력변환 효율을 계산해 보면 연간 2만 1,600GW의 손실량이 나올 것으로 보인다”며 “이는 연간 72만톤의 탄소를 발생시키고, 비용을 계산해 보면 신규 화력발전소 2.4기에 해당된다고 한다. 이러한 손실을 줄이기 위해서라도 MVDC와 LVDC의 상용화는 불가피하다”고 말했다.
이에 녹색에너지연구원은 지난 2020년 중소벤처기업부의 규제자유특구 사업을 기반으로 국내 최초, 세계에서 3번째로(영국, 독일) ±35kV급 MVDC 스테이션을 제작해 실증했다. 또한 국내 최초로 전남 나주에 산단형(동수 농공산단)LVDC 마이크로그리드를 구성했다. 농공산단의 수요공장에서 자가발전한 에너지원을 직접 소모해 전력계통의 접속 용량을 완화함으로써 수익모델을 창출했다. 이러한 결과를 활용해 베트남 동나이성에 위치한 공장에 현지 적응형 마이크로그리드를 구축해 실증하면서, 계통이 불안한 베트남에서 불안정성을 최소화하여 공장을 운영할 있도록 추진하고 있다.
한전과 함께 직류 배전망 연구 지속
녹색에너지연구원은 한전과 함께 MVDC 상용화 등 직류 배전망에 대한 연구를 지속적으로 나아갈 방침이다. 현재 이러한 연구를 위해 중소벤처기업부의 글로벌 혁신 규제자유특구에 지원했고, 전남이 선정돼 상세 사업계획 중에 있다.
연구원 관계자는 “MVDC는 현재 국제적으로 표준이 없는 상황”이라며 “표준 제정을 위해서는 다양한 실증과 데이터 분석이 필요하다. MVDC 스테이션을 활용해 이러한 실증을 지속적으로 수행할 예정”이라고 밝혔다.
한편 녹색에너지연구원은 설립 후 태양광, 풍력, 에너지신산업 등 R&D과제 376건 980억원의 과제 수주 및 추진을 통해 지역기업 및 주민에 도움되는 실증연구 및 사업화 기반을 마련했다. 지역 에너지기업 육성을 위한 전주기 지원체계 구축, 에너지전문인력 육성 및 일자리 창출 통해 지역기업의 R&D 수주 43건, 수출을 포함한 수혜기업 매출액 5,668억원, 780명의 고용창출에기여했다. 아울러 해남 삼마도, 신안 상태도 등 에너지자립섬 구축 및 시군 신재생에너지 융복합지원사업 400여억원 추진을 통해 도민 5,769가구에 재생에너지 보급에도 기여하는 한편, 전남인재육성을 위한 인재 육성기금에 총 5억원을 기부하며 지역사회에 공헌하고 있다.
이훈 기자 [email protected]
