풍력발전과 Smart Grid 시스템으로 정전 걱정 없는 덴마크

- 풍력발전산업규모를 키움과 동시에 이를 지능형 에너지 전력망을 구축 -

- 풍력발전 에너지 소비량의 유동적 조절과 첨단시스템을 통한 공급량 자동 조절 -

□ 덴마크 Smart Grid 로드맵 발표

 ○ 덴마크 기후·에너지 부처는 당해 연도 7월 말에 Smart Grid, 즉 차세대 지능형 전력망 구축에 대한 구체적 계획을 발표했음.

 ○ 덴마크 정부가 2012년도 3월에 발표한 에너지 협정에 따르면 2020년까지 전체 에너지 소비량의 50%를 풍력발전으로부터 얻을 것이며 이를 위해 최소 3300MW 규모의 풍력발전단지를 새로 건설할 것이라고 함.

 ○ 풍력 에너지 생산량을 늘리는 것과 함께 이를 국가 전체 전력망에 접목시키는 사업이 주요 이슈로 떠오름.

Smart Grid 구조도

자료원: 덴마크 풍력산업연합(DWIA) 발행물

  - 기본적으로 Smart Grid의 핵심은 기존의 화력 발전소, 그리고 신재생에너지를 이용한 발전소에서 생성되는 전력을 중앙 에너지 관리 센터로 보내 생산량을 조절하며 각 기업체와 가정집들의 시간별 소비량에 맞춰 신축성 있게 전력을 공급하는 것임.

  - 풍력발전산업의 경우에는 기후에 따라 그 생산량이 천차만별로 달라질 수 있으므로 그 공급을 적절히 조절하기 위한 차세대 지능형 전력망이 필수적임.

  - 특히 덴마크 정부는 곧 덴마크와 독일의 해안접경지역, 그리고 덴마크 유틀란드 반도 서부 해안가에 각각 600MW와 400MW 규모의 해상풍력발전단지 건설을 앞두기 때문에 해당 발전단지에서 생성되는 풍력에너지를 최대한 이용할 수 있는 Smart Grid 시스템의 구축을 중요한 목표로 삼음.

 ○ 덴마크 기후·에너지 부처는 이와 같은 Smart Grid 시스템을 국민에게 알리고 기업들의 협조와 지원을 동기부여 할 수 있는 총 35가지 권고 사항을 발표함.

□ Smart Grid 그리고 풍력발전산업, 그 동반성장을 위한 연구

 ○ 덴마크 정부는 전세계적으로 미래 핵심 과제가 될 Smart Grid에 대해서는 단순히 능동적으로 시스템 구축을 진행하기 보다는 다른 국가들보다 앞서서 연구를 진행하고 트렌드를 주도하려 함.

 ○ 이미 덴마크는 풍력에너지를 최대한 이용하기 위해 Smart Grid 시스템에 풍력발전산업을 연결시키는 연구를 진행하며 그 관할 기관은 덴마크 전력망·천연가스 공급 네트워크를 소유하는 공기업Energinet.dk임.

 ○ 특히 발틱해에 위치한 덴마크령 섬 Bornholm에서 이를 위한 연구가 활발히 진행됨.

□ Bornholm 섬에서의 Smart Grid 프로젝트

 ○ Bornholm섬은 덴마크 총 인구의 1%가 사는 작은 섬이며 현재 섬 안에 세워진 풍력발전기를 통해 섬 전체 에너지 소비량의 1/3을 얻음.

Bornholm섬 해상풍력발전기

자료원: 덴마크 주요 언론 보도자료

 ○ 덴마크 정부는Bornholm에서 Smart Grid 시스템이 성공적으로 구축될 경우 이를 덴마크 전역으로 확대하려 함.

 ○ 주요 연구 과제 중 하나는 Bornholm섬에서 오직 풍력발전기로만 전력을 생산하도록 한 뒤 중앙 에너지 관리 기구를 통해 공급량이 일정하게 유지되도록 하는 것임.

  - Bornholm의 외부 전력망은 스웨덴과 연결된 해저 케이블 하나뿐이므로 차후에 이 케이블을 일시정지시켜 내부 풍력발전기만으로 전력이 안정적으로 공급될 수 있는지 실험하고자 함.

 ○ 또 하나의 연구 과제로는 전력 소비량을 Smart Grid 시스템을 통해 자동으로 조절해 해상풍력발전단지가 갑자기 작동에 문제가 생기거나 전력소비량이 급등할 때 발생할 수 있는 전력 부족을 방지하는 것임.

  - 열펌프(Heat Pump)의 경우 풍력에너지 생산량이 최대로 이루어질 때 시스템에서 자동으로 열펌프를 가동시켜 가정집에 난방과 온수를 제공하는 방안을 모색 중

 ○ 또한 앞으로 전기자동차의 사용이 늘어날 것으로 판단, 전기자동차의 충전과정이 전력 공급량이 여유로운 시간대에 자동으로 진행돼 전력 비용 부담을 줄이는 방법을 연구 중임.

  - 해당 프로젝트는 전기자동차 공급업체인 Better Place, 덴마크 에너지 협회, 덴마크 기술대학(DTU), 덴마크 전력 업체, DONG Energy, 풍력발전기 제조 업체 Siemens Wind Power, IBM 등이 참여함.

  - 전기자동차를 충전할 시에 소비자가 충전이 언제까지 필요한지 시간대를 설정만 해놓으면 중앙 에너지 관리 시스템에서 전력소비량이 적을 때를 이용해 자동으로 전력을 공급하는 기술임.

Better Place 전기 자동차

자료원: Better Place 홈페이지

□ 시사점

 ○ 덴마크는 단순히 신재생에너지 산업, 특히 풍력발전산업의 성장만을 노리는 것이 아니라 최종적으로는 화석연료에서 완전히 독립해 Smart Grid City를 구축하고자 함.

 ○ 우리나라도 미래에는 화석연료시장의 영향을 덜 받고 그린 에너지 국가로 탈바꿈하기 위해 Smart Grid 시스템 연구와 도입이 필요할 것이며 이에 대한 기업체들의 관심이 요구됨.

자료원: 덴마크 기후 및 에너지 부처, 덴마크 에너지 협회, 덴마크 풍력 산업 협회, 덴마크 주요 언론, KOTRA 코펜하겐 무역관 자체 자료