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EU 에너지 전환 과제 해결을 위한 벨기에의 차세대 프로젝트
  • 경제·무역
  • 벨기에
  • 브뤼셀무역관 윤웅희
  • 2024-12-27
  • 출처 : KOTRA

EU, 전력 그리드의 한계로 재생 가능한 에너지 확대에 빨간불

벨기에, 에너지 전환 과제를 해결하기 위해 8년째 차세대 에너지 전환 프로젝트 선정

에너지 공급 안정성 확보하기 위해 제한된 인프라와 장비의 최적화 기술 및 방법론 연구 확대 전망

EU 전역에서 풍력과 태양광의 배치가 기록적으로 증가했지만, 오히려 재생 가능한 에너지에 대한 투자 불확실성이 증가하며 EU의 친환경 에너지 전환이 교착 상태에 빠져있다. 재생 지 공급의 불안정성이라는 EU가 마주한 에너지 전환 과제를 해결하기 위해 벨기에는 전력 그리드의 유연성 확대, 배터리 저장 시스템 최적화, 재생 에너지 간 시너지 극대화 등 차세대 에너지 전환 프로젝트들을 추진하고 있다.

 

EU의 에너지 전환 정책 동향

 

EU2019년부터 그린딜(European Green Deal)정책으, 2050년까지 탄소 배출 제로라는 기후 중립 목표를 달성하고 2030년까지는 EU의 탄소 배출을 1990년 대비 55% 줄이고자 포괄적인 법안들을 추진하고 있다. 탄소 배출 저감을 위해 EU가 사용하는 에너지 중 재생 가능한 발전원에서 생산된 에너지의 비중을 높이고 있으며, 특히 풍력과 태양광을 중심으로 재생 가능한 발전원의 역내 배치가 확대되고 있다. 에너지 전환 모니터링을 전문으로 하는 싱크탱크 엠버(Ember)의 발표에 의하면 2024년 상반기 EU는 이와 같은 재생 가능 에너지의 확장에 힘입어 총생산 전력에서 풍력 및 태양광에서 생산되는 전력 비중이 30%, 화석 연료에서 생산 비중 27%를 앞질렀다.

 

EU의 태양광, 풍력 발전의 한계

 

하지만 태양광과 풍력 발전의 역내 배치가 가속화되면서 EU는 에너지 전환을 위한 새로운 과제를 마주하게 되었다. 바로 이를 처리할 수 있는 역내 전력망의 한계에 부딪힌 것이다. 풍력과 태양광 발전의 생산량이 증가하고 있지만 역내 전력 그리드 처리 용량의 한계와 해당 에너지를 저장할 수 있는 시설의 부족으로, 날씨에 따라 생산량이 급증하면 바로 역내 도매 전력시장의 전력 가격에 반영되며 가격 불안정성이 확대되고 있다. 일부 생산자들은 에너지 생산의 급증으로 가격이 지나치게 하락하는 경우 오히려 생산자들이 비용을 지불해야 하는 상황을 막기 위해 일시적으로 발전을 중단하거나 에너지를 폐기하기도 했다. 이와 같은 불안정성과 수익률 저하 문제로 EU의 재생 에너지 관련 투자가 주춤하고 있다. 2023년 기준 국가 전체 발전량의 58%를 풍력에서 생산하며 역내 해상 풍력 발전의 선두를 달리는 덴마크에서도 2024년 역대 최대 규모의 해상 풍력 공공 입찰에서 입찰자가 나서지 않아 입찰이 유예되었다.

 

현재까지의 재생가능 에너지 확대 추세를 이어가기 위해서, 이제 EU는 어떻게 유동적인 재생 에너지 생산량을 산업 현장, 가정 등 전력 수요처까지 안정적이고 지속적으로 전달할지의 문제를 해결해야 한다. 특히 EU의 전력망은 각기 다른 에너지 발전원을 가지고 있는 여러 회원국을 연결하고 있어 각국의 전력 수급 상황에 맞춰 효율적으로 전기를 배분할 수 있을지 어려움은 더하여진다.

 

벨기에의 차세대 에너지 프로젝트

 

EU 집행 위원회를 비롯해 각 회원국은 이러한 당면 과제를 해결하기 위해 고군분투 중이다. 벨기에도 에너지전환기금(Energietransitiefonds)을 조성하고 2017년부터 매년 차세대 에너지 전환 프로젝트들을 선정해 지원해 오고 있다. 에너지전환기금 프로젝트는 기존 벨기에 에너지 믹스, 즉 조달 여건을 반영하여 매년 3개의 주제 ① 벨기에 북해의 배타적 경제수역 내 재생에너지 및 바이오 연료와 관련된 프로젝트 원자력 에너지 및 관련 응용 프로젝트 에너지 공급 보안 및 그리드 균형에 관한 프로젝트를 모집하여 선정하고 있다.

 

2024년에는 특별히 북해 재생 에너지에 관한 프로젝트와 에너지 공급과 그리드 안정성에 관한 프로젝트에 우선순위를 부여해 13개 프로젝트가 선정되어 20244분기부터 착수한 상황이며, 1,500만 유로 보조금 지급이 승인되었다. 선정된 프로젝트들을 살펴보면 13개 프로젝트 중 6개 프로젝트가 그리드 안정성과 유연성을 확대하여 에너지 공급 안정에 기여하고 있으며 7개 프로젝트는 북해의 재생 에너지를 중심으로 해상 풍력과 관련 인프라 및 혁신 센터들을 다루고 있다.

 


2024년 벨기에 에너지 전환 기금 선정 프로젝트

<BE-CO-OPTIMAL>

(분야) 에너지 공급 안정성 (배터리)

(내용) 배터리 저장 시스템 최적화 모델 구축, 배터리의 노화 과정에 대한 모델링에 물리학 기반 머신러닝을 사용하여 배터리 상태 및 총소유비용(TCO,Total Cost of Owndership)을 보다 정확히 추정하여 배터리 최적화 목표

(참가자) VITO, Gigastorage 벨기에, Octave 에너지

(기간) 3

<IMPROCHARES>

(분야) 에너지 공급 안정성

(내용) 충전 인프라 현장의 장비를 통해 서비스 균형을 맞추고 유연성을 확대할 수 있도록 제한된 그리드 호스팅 용량으로 그리드에서 에너지 관리 방안 연구(그리드 포함 모든 관련 자산의 최적화된 사용 방법 모색)

(참가자) Bnewable, 겐트대(UGent), 루뱅 가톨릭대(UCL)

(기간) 3

<InStaFlex>

(분야) 에너지 공급 안정성

(내용) 에너지 자원 포트폴리오, 트레이드오프, 사용자 관리 등이 고려된 수요 측 관리를 통해 송전 시스템 유연성을 확보하고, 산업현장에서 유예 가능한 부하를 활용하는 방법 모색

(참가자) PropheSea, Oktow, 벨기에 왕립 기상 연구소, 안트워프대(UAntwerp)

(기간) 3

<GALILEO>

(분야) 에너지 공급 안정성

(내용) 산업계의 추가적인 탈탄소화와 전기화 및 그리드 유연성을 제공하기 위해 산업 프로세스의 잠재적인 유연성을 탐구하고, 기술적, 운영적, 경제적, 규제적 장벽을 해결하기 위한 솔루션 검토(학문적 모델과 에너지 집약 산업 부문의 실제 사례 결합)

(참가자) VITO, Aperam Stainless, Elia Transmission, ENTRAS, 루벤대(KUL), Nyrstar, Tiense 설탕 정제소, Tessenderlo 그룹

(기간) 26개월

<CEEP-IT>

(분야) 에너지 공급 안정성

(내용) 벨기에의 주요 에너지 집약적 제품, 서비스 등 에너지 수요에 대한 예측을 통해 기후 중립적 에너지 경제 경로 개발 및 에너지 시스템 계획 수립, 에너지 시스템 최적화, 투입-산출 모델 등 다양한 모델을 연결해 발전적인 방법론 제공

(참가자) VITO, ICEDD, 연방 기획국

(기간) 3

<OptOmni>

(분야) 에너지 공급 안정성

(내용) 현재 개별적으로 처리되고 있는 전압 제어, 혼잡관리 등 두 가지 그리드 제어 문제를 통합하여 처리할 수 있도록 하기 위한 시도

(참가자) 벨기에 Elia Transmission, InstaDeep Ltd.

(기간) 1

<COMOSEA>

(분야) 해상 풍력

(내용) 해상 풍력 구조물 수명에 영향을 미치는 부식 문제를 정확하게 예측하고 수명을 연장하기 위해서 인상전류음극보호(ICCP,Impressed Current Cathodic Protection) 시스템의 감시제어 및 데이터 수집 소프트웨어(SCADA, Supervisory Control and Data Acquisition)의 데이터를 사용해 전체 부식을 모니터링 할 수 있는 현실적 접근 방식 개발

(참가자) Sirris, 앤트워프 해양 아카데미, Parkwind

(기간) 3

<CROCODILE>

(분야) 해상 풍력 및 에너지 공급 안정성

(내용) 해상 인프라에 대한 투자 위험요소를 제거하고 해상 풍력 통합 촉진을 위해 수요 균형, 예비 전력 규모, 전력 구매 계약(PPA, Power Purchase Agreement) 등 장기 인센티브 요건을 중심으로 해상 그리드 시장 설계 및 효율성 분석

(참가자) 루벤대(KUL), Ecopower, Otary, SeaCoop, VITO, 겐트대(UGent), Cociter

(기간) 3

<SWIM>

(분야) 해상 풍력 및 태양광

(내용) 벨기에 해양지역에서 태양열 및 풍력 에너지를 결합하는 연구 수행, 풍력 발전 단지에 해상 부유식 태양광 발전(OFPV) 통합

(참가자) 루벤대(KUL), Imec, 하셀트대(UHasselt), 벨기에 왕립 자연과학 연구소(KBIN), 블루 클러스터, Engie Laborelec

(기간) 2

<OWI CREATE>

(분야) 해상 풍력

(내용) 연구 전문성 및 첨단 기술 육성을 위해 벨기에 해상 풍력 혁신 센터 구축, 해상 풍력 부문 신규, 진행 중, 완료된 모든 R&D 프로젝트를 통합하고 벨기에 공동 혁신 로드맵 수립

(참가자) Sirris, 브뤼셀 자유대(VUB), 겐트대(UGent)

(기간) 3

<MAVERICK>

(분야) 해상 풍력

(내용) 제한된 재료로 더 높은 고도에서 바람을 포착하고, 오래된 터빈의 기존 기초 재료를 재사용하기 위해 해상 조건에서 풍력에너지 시스템 시뮬레이션 툴을 측정하고, 캘리브레이션 검증 등

(참가자) 겐트대(UGent), 루뱅가톨릭대(UCL), Kiteswarms Ltd.

(기간) 3

<BE-WISE>

(분야) 해상 풍력

(내용) 벨기에 해상 풍력 부문의 경쟁력 강화를 위해 새로운 산업 정책 전략 및 권고안 개발(국가 지원 기준, 경매 사전 자격 기준, 무역 방어수단 등)

(참가자) 겐트대(UGent), 벨기에 오프쇼어 클러스터(BOC)

(기간) 2

<FISSCK>

(분야) 해저 에너지 시설

(내용) 해저 시설 기초공사에 필요한 기본 철근의 양 최적화와 관련 수명 예측을 위해, 지질학적 기원 조사 및 모노파일 기초를 둘러싼 토양의 강도, 강성에 미치는 영향을 정량화, 실험실 테스트 및 모델링 제안

(참가자) 겐트대(UGent), 브뤼셀 자유대(VUB), 플랑드르 해양 연구소(VLIZ)

(기간) 3

[자료: 벨기에 경제부 (FPS Economie)]

 

시사점

 

현재 주요 발전소와 산업단지를 연결하거나 국가와 국가를 연결하는 주요한 에너지 길목의 그리드 용량을 확대하고, 대규모 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)을 확충하는 방식의 전력망 업그레이드가 EU 차원에서 추진되고 있다. 하지만 앞서 언급된 벨기에의 에너지 전환 프로젝트들을 살펴보면 향후 전력 그리드 업그레이드라는 막연하고 추상적인 과제를 해결하기 위해 어떤 구체적인 솔루션이 마련될지, EU의 차세대 에너지 전환 정책의 방향을 가늠해 볼 수 있다. 현재의 인프라를 확장하고 교체하는 것 외에도, 기존의 장비나 배터리 등 제한적인 인프라의 한계를 머신러닝 등의 최신 기술을 사용해 최적화하고 유연성을 확보하는 프로젝트들이 개별 국가 차원에서 더욱 확대될 것으로 전망된다.


또한 산업 현장의 모범사례를 발견하고 이를 학문적인 모델링과 결합해 유형화하는 Galileo 프로젝트를 비롯해 여러 프로젝트가 대학을 중심으로 추진되는 것도 주목할 만하다. 기업 간의 기술 협력이나 투자 진출 뿐 아니라 대학과 산업, 대학과 대학을 연결하는 공동 연구에 참여하는 것 역시 향후 재생 에너지 전환을 중심으로 재편될 산업 생태계에 우리 기업이 대응하고 기술 경쟁력을 확보할 수 있는 한 가지 방안이 될 것이다.

 


자료: 벨기에 경제부, Ember, 현지 언론 및 KOTRA 브뤼셀무역관 자료 종합

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