□ 본 연구의 의의는 다음과 같이 요약 가능.
○ 첫째, 본 연구를 통해서 보다 과학적이고 실제 전력시스템 운용관점에 근접한 전력시스템 최적화 모형을 구축함으로써 전력계통망에 새로 도입 될 기술과 정책에 대한 사전 영향분석을 할 수 있는 플랫폼을 구축. - 본 모형을 통해 풍력과 태양광과 같은 변동성 신재생에너지와 ESS 보급
을 포함해서 최근에 도입된 수요자원시장, 실시간 전력요금제, 전기자동 차 보급 확산, 탄소배출비용 등 새로운 기술, 정책, 제도가 전력시스템에 미치는 영향을 선제적으로 분석하고 개선방안을 모색할 수 있는 분석툴
을 가짐으로써 기술과 정책을 구현하는 데 드는 시간적, 경제적 시행착 오를 줄이는데 기여할 수 있음.
○ 둘째, 풍력의 높은 변동성과 불확실성이 전력시스템에 가져오는 안정성 저하문제에 대해서 분석하였음.
- “바람은 공짜이지만, 풍력을 전력시스템에서 사용하는 것은 공짜가 아니 다”라고 전력시스템 운용자들은 말함. 이 풍력을 전력시스템에서 사용할 때 발생하는 계통안정성문제를 해결하기 위해서 발생하는 추가적인 예비 력 비용의 규모에 대해서 체계적인 분석을 본 연구를 통해 수행하였음.
○ 셋째, 풍력과 연계되어 사용되는 ESS가 풍력의 변동성을 얼마나 효율적 으로 개선시키고, 전력시스템 운용에 어떤 경제적인 기여를 하는지에 대 해서 분석하였음.
- 일반적으로 알려진 ESS의 경제성 평가요소인 시세차익거래(Price Arbitrage Trade)는 ESS 경제성의 일부분일 뿐이며, ESS 경제성의 상당 한 부분이 풍력 변동성 경감에 따른 예비력 비용 절감과 피크부하 감소 에 따른 피크발전용량 비용 경감에서 기인하는 것임을 도출.
○ 넷째, 제주도 풍력단지의 풍력을 예측할 수 있는 풍력확률모형을 개발하 고, 이를 바탕으로 실제 전력시스템 운용관점에서 참고할 수 있는 풍력 시나리오를 도출하였음.
- 풍력의 변동성과 불확실성이 전력시스템에 미치는 영향을 연구하는 데 있어서 실제 풍력의 특성을 잘 포괄할 수 있는 풍력시나리오를 도출하 는 것이 아주 중요한데, 본 연구에서는 과학적 체계를 갖춘 풍력확률모 형을 이용해서 설득력 있는 풍력시나리오를 도출하였음.
□ 본 연구를 통해 도출할 수 있는 정책적 시사점은 다음과 같음
○ 이 연구의 결과는 전력시스템 운영과 비용평가에 대한 중요한 시사점을 제 시하고 있음. 우리나라의 전력시스템의 정산은 현재에도 발전비용, 예비력비 용, 용량비용으로 나누어서 하고 있지만, ESS와 같은 새로운 전력시스템 플 레이어가 들어와서 운용될 때 이 플레이어가 전력시스템 운용에 기여하는 부분에 대한 합리적인 보상은 아직 체계적으로 이루어지고 있지 않는 실정.
○ 특히 예비력의 경우에는 현재 주파수조정예비력(frequency control), 대기예 비력(spinning reserve), 대체예비력(non-spinning reserve) 형태로 고정된 양을 계속 유지하게 하는 구조이기 때문에, 풍력과 같은 변동성 재생에너 지가 대량으로 보급될 경우 유연하게 계통안정성 유지를 위해 필요한 예 비력을 조정할 수 없게 되어 있음.
- 변동성 재생에너지 보급 확대로 변화하는 전력시스템 환경에서 이 예비력 관리 부분에 대한 조정이 필요함.
○ 또한 변동성 재생에너지로 인한 안정성저하를 해결하기 위해 가장 중요한 요소인 대기예비력에 대한 정산 비용이 기여도에 비해 너무 낮은 실정임. - 2006년 기준 대기예비력 정산단가가 시간당 1820원/MW 수준인데 이는
미국 NYISO의 작년 정산단가 평균 수준인 $10/MW(10-minute spinning reserve 기준)의 1/7에 해당되는 값임.
- 이런 현실적이지 않은 예비력비용구조는 향후 풍력 보급이 급증할 때, 풍 력이 전력시스템운영비용에 미치는 영향을 왜곡하여 풍력변동성을 해결하 는 데 드는 비용이 과소평가 할 수 있음.
- 예비력의 운영구조와 비용 수준이 현실에 맞게 변화되어야 안정적이고 효 율적인 풍력보급과 풍력이 전력시스템에 유발하는 비용에 대한 평가가 정 확하게 이루어지고, 따라서 ESS의 변동성 재생에너지와 연계되어 운영될
때의 경제성이 보다 합리적으로 평가될 수 있을 것임.
□ 마지막으로 “모든 시장참여자는 사용하는 서비스에 대해서 비용을 지불 하고, 제공하는 서비스에 대해서 보상을 받아야 한다”는 기본적인 경제학 원리가 전력시장에 효과적으로 적용되어야 함.
○ 이 원리가 합리적으로 적용될 때, ESS가 전력시스템 운영에 기여하는 모든 요소들, 즉 발전비용, 예비력비용, 용량비용 경감에 대한 객관적인 경제성 평가가 가능함.
○ 이러한 기여에 대한 평가와 보상이 투명하고 합리적으로 이루어질 때, 시장에서 ESS와 신재생에너지의 원활한 보급이 이루어질 것임.
< 참고자료 >
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IEA, ‘World Energy Outlook 2014’, International Energy Agency, 2014.
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Journal of Regulatory Economics, 2015.
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