풍력, 태양광발전 등 대표적인 신재생에너지원의 보급을 확대하려면 전력 저장장치의 기술혁신이 뒷받침돼야한다는 지적이 제기됐다. 대용량, 고출력이 요구되는 데다 경제성을 확보하려면 효율과 가격 측면도 고려해야 하기 때문이다. 신생기술인만큼 투자 불확실성이 커 정책적인 지원도 뒤따라야 한다. 기업 입장에서는 초기에 시장을 선점할수록 사업 전개에 유리한 점을 인식하고, 신뢰성과 안정성을 검증받는다면 성공할 확률도 높다.

LG경제연구원은 지난 6일 ‘신재생 에너지 확대의 관건, 전력 저장장치’라는 주제의 보고서에서 ‘풍력, 태양광 발전의 경우 전력 생산이 기후변화에 따라 급변하는 단점을 극복하기 위해 발전능력과 소비 수요 사이 완충장치 역할을 하는 전력 저장장치 도입이 긴요해질 전망’이라며 ‘신재생에너지가 전체 발전원의 5%가 되지 않는 현재 상황과는 달리 30~40%까지 증가한다면 전력 시스템 측면에서 예상치 못한 문제가 발생할 수 있기 때문에 새로운 변화를 준비해야 한다’고 지적했다.

홍일선 선임연구원은 “현재 전력 시스템은 실시간으로 수요와 공급이 일치하는 중앙 집중형으로 가장 중요한 사안은 정확하게 수요를 예측하고, 적시에 발전기를 가동하는 일”이라며 “신재생에너지의 변동성은 기존 전력망에 많은 도전과제를 던져주고 있다”고 말했다.

보고서는 도전과제로 △전력 생산과 소비 시점의 불일치 대책 수립 △전력 시스템 전반의 전력품질 관리방안 강구 △적정 규모의 송전망 투자와 효율적인 운영 방안 마련을 제시했다.

홍 선임연구원은 “장기적인 관점에서 현재 전력 시스템이 신재생에너지의 변동성을 흡수하는 데는 한계가 있을 것으로 전망된다”면서 “궁극적인 대안은 전체 전력망을 감안하면 신재생에너지와 전력 저장장치의 결합”이라고 주장했다.

보고서에 따르면 최근 국제에너지기구(IEA)는 신재생 에너지 보급을 위해 전력 저장장치에 주목하고 있다. 2050년까지 신재생에너지 비중이 46%까지 증가할 경우, 세계적으로나 국지적으로 전력 생산의 변동성이 적지 않은 규모에 이를 것으로 예상되기 때문이다. 서부 유럽의 경우 풍력 발전의 변동성이 5% 미만이면 현재의 시스템이 수용할 수 있지만, 5%에서 30%에 이를 경우 필요한 전력 저장장치의 규모가 90GW에 이를 것으로 추정되고, 전세계적으로는 189GW에서 305GW 수준의 저장장치가 요구된다.

미국 캘리포니아주는 지난 3월 전력회사들이 2014년까지 피크 수요의 2.25%, 2020년에는 5%에 해당하는 전력 저장장치를 의무적으로 갖추어야 한다는 내용의 법안 AB 2514가 제안되기도 했다.

이에 대비해 관련 업계는 고출력, 대용량을 목표로 지속적인 기술 개발을 진행 중이다. 양수발전, 역방향 해양양수발전(IOPAC), CAES, NaS 전지, 리튬이온전지와 같은 2차전지, 플로우 전지를 비롯해 짧은 시간에 고출력을 내는 슈퍼 커패시터, 플라이휠, 초전도 전력장치(SMES) 등이 그것이다.

홍 선임연구원은 “국가 차원의 인프라 형성을 통해 새로운 에너지 시스템을 구축한다거나 중소형 가정용 전력 저장장치를 체계적으로 운영하는 방법이 주목받고 있다”며 “유럽의 초대형 전력망(Super Grid)과 같이 전력망 연계를 통해 신재생 에너지의 변동성을 흡수하려는 노력도 계속되고 있다”고 설명했다.

남수정 기자 다른기사 보기