서부발전, 세계최초 ESS 연계 ‘하이브리드’ 발전 기술 개발

갑작스러운 발전출력 증‧감발 운전에도 전력공급 가능

 ESS 하이브리드 발전신기술 개요도  [사진= 서부발전 제공]

한국서부발전이 기업과 함께 에너지저장장치(ESS)의 새로운 지평을 열었다. ESS는 발전원에서 불규칙적으로 생산된 전력을 충전·저장한 뒤, 필요한 순간 전기를 쓸 수 있게 해주는 장치다. 전력 소비 피크가 아닌 시간대에는 전력을 저장해 두고, 피크 시간대에 사용할 수 있다.

서부발전과 두산중공업은 세계 최초로 ESS와 연계한 하이브리드 발전기술을 공동 개발했다고 3일 밝혔다. 이 기술은 2018년 10월부터 약 2년에 걸쳐 개발을 진행했다.

양사는 최근 늘어나고 있는 신재생에너지로 인한 전력계통 불안정 문제를 해결하기 위해 ESS 연계 하이브리드 발전기술 개발에 착수했다. 태양광, 풍력 등의 신재생에너지 설비는 기상조건 등에 따른 간헐적 전력생산 등으로 주파수 변동을 일으켜 전력품질을 악화시켰다. 이번에 개발한 ESS 연계 하이브리드 발전기술은 이를 극복하고 화력발전의 유연성을 높이는 특징이 있다.

기존에는 이러한 주파수 변동에 대응하기 위해 화력발전소에 급전지시가 내려왔고, 이에 따라 발전기의 출력이 빠르게 오르내리면서 운전 효율성이 떨어졌다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 신속한 주파수 추종운전이 필요했다. ESS 연계 하이브리드 발전기술은 주파수의 신속한 변동이 가능하다. 이를 통해 갑작스러운 발전출력 증‧감발 운전에도 효율감소 없이 신속한 전력공급이 가능해질 것으로 기대된다.

이번 기술개발로 화력발전소의 운전 효율성 제고와 함께 신재생에너지 비중 확대에 따른 불안정한 전력계통 문제도 어느 정도 해소될 것으로 전망된다. 관련 업무 담당자에 따르면, 자체 테스트 결과 효율적인 발전소 운영을 위해선 설비 용량 500MW 대비 ESS 배터리 용량은 25MW 수준이 적정한 것으로 파악했다.

ESS 연계로 인한 장점은 또 있다. 발전소 효율 향상에 따른 연료비 절감 효과와 함께 연간 약 2만t의 이산화탄소 감축도 가능하다. 미세먼지 저감 효과도 기대된다.

서부발전은 세계 최초로 발전단에 ESS를 기능적으로 융합하는 새로운 모델을 제시해 국내 전력계통 안정화에 기여할 계획이다. 특히 이 기술은 코로나19 사태 장기화와 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치 일몰제로 인해 침체에 빠져 있는 ESS 산업 전반에 큰 활력을 불어넣을 것으로 전망된다.

서부발전 관계자는 "신재생에너지 증가에 따른 석탄화력의 역할 전환이 시급히 필요한 만큼 하루빨리 해당기술의 실증계획을 수립해 국내 발전시장 적용뿐만 아니라 해외시장 진출에 활용할 계획"이라고 말했다.