전력산업의변화와미래 2014. 9 전력거래소김영환
목 차 1. 에너지분야주요이슈및정책변화 2. 전력산업의현재와미래 3. 제주전력산업현황 4. 풍력발전의전력계통연계 5. 에너지저장장치의활용
1 에너지분야주요이슈및정책변화
제 2 차에너지기본계획시사점 4 2035 원전비중 20% 대로축소 경제성사회적수용성등을감안찬반양측 7~35% 입장차 -> 22~29% 로조정 송전선로건설최소화 안정성및사회적갈등완화를위해불가피한경우만건설발전-송전건설패키지화, 발전사업자에송전가이드라인제시발전소송전요금차등화, 중장기지역별전기요금차등화 분산형전원확대 ( 현재 5% -> 35 년 15%) 집단에너지사업자수익성과형평성우선고려, 사업다각화신재생 +ESS 유도및보급사업소비자중심질적개선 수요관리중심의정책전환 ( 35 년수요 15% 감축 ) 저가격정책탈피합리적인소비유도, 누진제단순화, 선택요금제발전용유연탄과세, LNG와등유의세금은경감등으로상대가격조정으로에너지소비전기집중화억제 총에너지의전기에너지비중 ( 현 19% -> 28.1%)
원전비중의변화전망 5 석유파동과함께원전대폭확대 원전설비점유율 40%, 발전량점유 50% 로낮은전기요금실현 전력수요급성장과함께 40/50 -> 30/40 으로점유비감소 MB 정부원전건설비중 60% 로계획 (5 차전력수급기본계획 ) ( 산업부 ) 낮아진원전비중에도현원전공급기조불가피 현 20 기원전운영, 2035 년 15% 수요감축에도 41 기필요, 향후 18~23 기추가건설필요 ( 앞으로도현재운영중인용량만큼건설해야 ) 원전의현비중 26%, 전기요금인상요인등공급기조유지불가피 원전공급기조불가피성과국민수용성저하정도에따라 후꾸시마원전사고여파로최소한의원전비중 ( 겨우 ) 유지 소형원자로 (SMART) 안정성및경제성확보기술이관건
기저발전원의확보와발전시장가격 6
전력설비적기건설심화및전력요금현실화 7 민간발전소건설지연또는중지시제제없어 계속되는전력난으로발전사업안정적고수익보장등으로 6 차계획민간 8 개사 1176 만 kw( 25 년 25% 시장점유 ) 기형적발전시장구조로민간발전사업수천억대영업권보장인식, 민자발전소건설지연또는중지시제제조치한계, 전력수급난지속가능성높음 송전선로경과지역주민반대심화, 송전투자비증가및건설지연 에너지가격체계정상화 환경오염배출하는유연탄발전원에별도의세금부과, LNG 와등유는과세완화, 원전사후관리및폐기비용반영 전원믹스에서원전과유연탄건설은제약, LNG 복합증설은유리 송전거리에비례한지역별전기요금차등화 ( 서울, 제주가격상승 ) 누진제완화, 전압별요금제, 선택형요금제등전기요금현실화
( 일본 ) 에너지기본계획 3 차개정안 ( 추진경과 ) 03 년에너지기본계획최초수립, 07 년, 10 년개정 12 년민주당정권에서탈원전방향으로개정안이마련되었으나자민당으로정권이교체되어내용이전면재검토 에너지믹스 ( 전원믹스 ) 는원전재가동여부, 신재생에너지고정매수가격제도도입결과, 지구온난화에대한국제논의상황등을고려추후결정 Energy Security, Economic Efficiency, Enironment + Safety 8
( 일본 ) 에너지기본계획에너지원별정책방향 1 차에너지원별정책방향 ( 재생에너지 ) 13 년부터 3 년간고정가격매수제도를통해도입을확대하되, 향후경제성과균형을이룬개발을추진 ( 원자력 ) 안정성확보를대전제로에너지수급구조의안정성에기여할중요한기저전원으로서재가동을추진하되, 재생에너지도입및화력발전고효율화등에따라원전의존도를저감 ( 석탄 ) 지정학적리스크가낮고저렴하다는점에서중요기저전원으로재평가되며, 최신기술의도입및고효율화를추진 ( 천연가스 ) 국제적으로높은가격으로 LNG 를도입하고있어과도한의존을피하고, 열병합등전원분산화및수소원으로활용 ( 석유 ) 피크전원및조정전원으로서의일정한역할이요구되며, 재해시최후의보루가되므로견고한공급망을확충필요
( 일본 ) 에너지기본계획에너지원별정책방향 2 차에너지원별정책방향 ( 전기 ) 특정전원에대한의존도가과도하지않도록하되, 저렴하고안정적인기저전원을국제적으로손색없는수준으로확충하고적정수준의예비력및조정력을유지 - 대규모재해를상정한전력공급의견고성관점에서천연가스인프라정비와연계한지역전원의분산화도추진 - 전원과계통을전국적으로광역화 효율화하는체제의확보 ( 열 ) 설비도입비의과다, 불충분한열수요, 수요와공급의불일치등열병합보급의장애요인을고려지역특성을살린이용대책을추진 ( 수소 ) 기술혁신을감안, 수소를에너지로이용하는 수소사회 에대한포괄적인검토가필요한시점으로서, 수소의제조부터저장 수송, 이용에이르는공급망전체를아우르는전략을마련
( 일본 ) 에너지기본계획에너지수요시책 유연하고스마트한소비활동실현 ( 효율향상 ) 30 년까지고효율조명기기 100% 보급, 30 년까지신축주택의제로에너지하우스실현, 30 년까지차세대자동차판매점유율 70% 달성, BEMS 도입촉진 ( 수요반응 ) 20 년대초반까지스마트미터보급완료, 수요관리사업자 (Aggregator) 육성 재생에너지도입의가속화 ( 풍력 ) 입지에대한규제완화, 광역계통운영기관의설립을통한전국단위의주파수변동제어, 20 년까지대형축전지의비용을절반수준으로저감, 18 년까지부유식해상풍력상업화 ( 재생에너지분산형시스템 ) 태양광, 소수력, 소규모지열발전, 목질바이오매스등소규모재생에너지를조합한분산형에너지시스템을구축하고, 역조류계통운영에대한기술혁신시행 ( 고정가격매입제도 ) 재생에너지증가에따른비용부담증가를감안, 비용저감실적을바탕으로조달가격을주기적으로재검토
( 일본 ) 에너지수급상주요시책 화석연료의효율적 안정적인이용을위한환경정비 ( 고효율석탄발전 ) 환경영향평가소요기간단축, 차세대고효율석탄발전개발 실용화, 20 년까지 CCS 실용화, CCS Ready 조기도입검토, 고효율석탄발전기술의해외수출 ( 석유산업사업기반재구축 ) 국내석유수요감소및북미의셰일혁명에따른사업기반약화 자원개발 발전 가스 수소를아우르는종합에너지산업으로전환및해외석유콤비나트사업진출 안정공급및지구온난화를감안한 2 차에너지공급구조 ( 열병합및축전지도입 ) 열병합도입지원책및전기열거래원활화, 축전지의저비용 고성능화를통해 20 년까지세계축전지시장 (20 조엔 ) 의 50% 를일본이점유 ( 차세대자동차보급 ) 전기차의충전기보급확대및소매자유화를통한효과적인비즈니스모델의창출, 연료전지자동차를위한수소충전소정비 30 년까지신차판매량의 70% 를차세대자동차로점유 ( 수소사회의실현 ) 가정용연료전지확대 ( 현 6 만대 20 년 140 만대, 30 년 530 만대 ), 15 년까지연료전지자동차상용화를위해 4 대도시권에 100 군데의수소충전소설치, 14 년봄까지수소사회로드맵마련
2 전력산업의변화와미래
전력산업의환경변화 14 ( 과거 ) 공급자중심시대 è ( 현재 ) 소비자참여시대 è ( 미래 ) 전기중심에너지시대 과거 ( 90 이전 ) 최근 ( 90-10 년 ) 향후 안정적공급보편적서비스 환경변화에너지고갈 효율적공급 +CO2절감소비자선택적서비스 저탄소에너지시스템구축 공급자위주電化사업 기후문제 IT 기술발전 소비자위주소비자참여 ( 전력시장 ) 화석연료중심망독점 저탄소연료 (RPS, ETS) 망개방 ( 개방시스템 ) 모든에너지를 전기중심으로사용 전력거래 ( 전력시장 ) 신재생확대 (RPS) 탄소배출권거래 (ETS) Smart Grid (SG) 소비자가참여하는전력시장을통해서달성가능 시대가변하더라도, 전력의 공급안정기능 은가장중요
전력산업의미래 15 최근글로벌이슈 에너지고갈문제 ( 가격폭등 ) 소비절약, 효율향상, 대체기술 기후변화문제 ( 탄소감축 ) 원전확대, 신재생확대 (RPS), 배출권거래 (ETS) 소비자참여욕구 ( 소비자선택권 ) 전력자유화 전력분야의 BM 창출 ( 결합상품 ) 전력자유화, Smart Grid 새로운도전 에너지부족, 탄소감축, 소비자참여의문제해결을위한미래에너지솔류션제시 è 새로운미래에너지시대창출 새로운비전 u 에너지부족시대 u 탄소감축의시대 u 소비자참여시대 원전 / 신재생 / 신기술소비절약, 효율향상자원개발, 시장체제 모든에너지의전기에너지중심사용 (Electrification)
16 비전 전력산업의새로운비전 에너지부족의시대와기후변화의시대를저탄소녹색성장정책과소비자참여를통해극복 이에대한대안을전기에너지를중심으로마련 목표 모든에너지를미래에너지 / 중앙집중적에너지이면서다양한대체발전원을가지고있는 전기에너지 로대융합을이루어내어미래에너지시대개막 전략 전기중심에너지시대 의근거 ü 전기에너지는미래에너지로서, 소비자선호도가가장우수 ü 전기에너지는중앙집중적에너지로서, 탄소저감등통제가가능 ü 전기에너지는원자력, 석탄, 석유, 가스, 태양광, 풍력등다양한대체발전원이존재하여에너지부족시유일한대체가능수단이며, 모든분야 ( 수송, 산업, 냉난방, 취사등 ) 에적용가능 전기에너지화 를위한 미래국가에너지플랫폼 을구축 플랫폼은 1) 에너지부족, 2) 탄소감축, 3) 소비자참여시대에효과적대응가능할것 이를위한 미래국가에너지플랫폼 이바로 Smart Grid
스마트그리드의역할 17 Smart Grid 란, 1) 에너지 Security 의확보, 2) 저탄소녹색성장의구현, 3) 소비자참여의구현을달성하기위한 국가에너지플랫폼 으로정의될수있으며, 이를통해궁극적으로모든에너지의전기에너지화를창출 < 국가에너지플랫폼개념도 > < 공급측 > 해외자원개발 원전 신재생 신기술 전기자동차 분산형전원 Smart Grid ( 에너지플랫폼 ) 전력시장 RPS ETS EERS < 수요측 > 소비절약 효율향상 수요반응 (DR) 수요관리 프로슈머 ( 전기차 ) 결합상품 ( 전기 / 가스 / 통신 ) RPS(Renewable Portfolio Standard), ETS(Emission Trading System), EERS(Energy Efficiency Resource Standard) < 에너지플랫폼의기능 > * 에너지부족관련공급측 / 수요측에서탄력적대응기반제공 * 탄소감축을위한공급측 / 수요측에서탄력적대응기반제공 * 소비자참여관련공급측 / 수요측에서탄력적대응기반제공
3 제주전력산업현황
제주특별자치도개요 면적 : 1,825 km2인구 : 604,670 명 (2013. 12. 31 기준 ) 육지와의거리 서울-제주 : 453km 부산-제주 : 298km 목포-제주 : 141km 천혜의자연환경 유네스코자연과학분야 3관왕 - 생물권보전지역 (2002년) - 세계자연유산 (2007년) - 세계지질공원 (2010년) 세계 7대자연경관 (2011년) 2013 년관광객수 총관광객수 1,085.4 만명 외국인 233.3 만명 (21.5%)
제주전력설비현황 (1) 회원사별설비현황 구분용량 ( 만 kw) 소계 단위 : 만 kw 제주기력 #2,3 15.0 중부발전 제주G/T #3 5.5 제주내연 #1,2 8.0 태양광 0.2 남제주기력 #1,2 20.0 28.7 기타 11.5 (15.4%) 중부발전 28.7 (38.4%) 남부발전 한림복합 10.5 34.6 풍력 4.1 풍력 8.17 남부발전 34.6 (46.2%) 기타 태양광 3.04 11.5 매립지가스, 소수력 0.27 발전설비합계 * 74.8 74.8 3
제주전력설비현황 (2) 발전소위치및설비용량 연계선 #1 15.0 G/T 5.5 제주상명풍력 한림해상풍력 10 월령풍력 한경풍력 신창풍력 복합 10.5 2.1 2.1 0.17 2.1 어음풍력 한림복합화력 한림변전 0.2 2 한림 CS 금악 CS 서제주변환소 안덕 연계선 #2 20.0 제주변환소산지신제주동제주 기력 15.0 제주화력 수망육상풍력 2.1 조천 표선 내연 8.0 1.5 가시리풍력 3 삼달풍력 1.05 3 동복풍력 3.3 김녕풍력실증단지 0.15 김녕풍력 0.15월정풍력 3 1.15행원풍력 2.0 성산풍력 성산 0.3 행원풍력 #17 0.2 행원마을풍력 대정해상풍력 16.8 남제주화력 신서귀 한라 기력 ( 단위 : 만kW) ( 단위 :km/ 회선 ) 20.0 중부 : 28.7 / 1개소 #1 HVDC : 101 / 2 #2 HVDC : 113 / 2 남부 : 34.6 / 4개소 154kV ( 가공 ) : 374 / 18 기타 : 11.5 / 116개소합계 : 74.8 만kW 154kV ( 지중 ) : 60 / 9 22.9kV : 123 D/L 건설예정 : 44.1/ 9개소
연도별수급실적및전망 제주전력수급실적및전망 ( 만 kw) 100 91.7 100.1 공급능력 80 60 73.2 55.2 (7.2%) 73.7 55.3 (0.2%) 77.7 57.8 (4.5%) 80.1 79.3 62.5 (8.1%) 62.4 (-0.2%) 78.0 66.9 (7.2%) 84.1 71.6 (7.0%) 68.9 (-3.8%) 75.0 (2.5%) 최대전력 ( 증가율 ) 40 20 예비력 18.0 18.4 19.9 17.6 16.8 11.1 12.5 22.8 26.3 07 08 09 10 11 12 13 14 15
제주지역회원사현황 제주지역회원사 ( 총 94 개사 ) 2014 년도에만태양광사업자 59 개사증가 (300 개사업장대기중 ) 한전및발전공기업 (3) : 한전, 중부발전, 남부발전 공공기관 (4) : 제주에너지공사, 제주시청, 에너지기술연구원, 제주도수자원본부 민간발전회사 (87) : 한신에너지, 서희건설, STX 에너지, 태양광사업자등 지역별가격제도도입으로전국시장에서분리 ( 10.1.1 부 ) 제주지역발전기시장가격결정편입에따른한전의전력구입비용증가에대한해소책의일환 연계선송전제약시제주 육지별도 SMP 적용 제주지역정산가격및 SMP 13 년정산가격평균 : 247.9 원 ( 전국 : 87.8 원 ) 13 년 SMP 평균 : 213.7 원 ( 전국 151.1 원 ) 풍력발전거래량 13 년 : 24,677 만 kwh, 정산금 521.4 억원 연평균이용율 : 26.0% - 겨울 : 37.5%, 봄, 가을 : 26.2%, 여름 : 14.1%
4 풍력발전의전력계통연계
풍력발전전력계통접속한계용량 운영현황 풍력발전설비현황 - 123MW (8개사업자, 13개단지, 65기 ) 건설예정현황 - 15년까지풍력발전사업자에의해추진중인설비현황 : 육상 101MW, 해상풍력 300MW - 20년제주특별자치도건설목표 : 1,300MW 풍력한계용량 풍력접속운전한계용량 구분 14 15 16 17 18 19 20 운전한계용량 한계용량산정고려기준 138 386 396 605 616 621 624 - 기력발전기최저부하유지 - 대용량설비상정고장 - 예비력증감발량 - 주파수변동완충능력
제주풍력발전접속한계용량산정 (1) 1 발전기최소출력제약
제주풍력발전운영시뮬레이션 27 1,200 [MW] 2020 년풍력설비용량 1200MW Demand Wind Power Control creteria Constrained Power Actual Creteria 1,000 800 600 400 200 0 1 25 49 73 97 [Hour]
1 스페인풍력발전사례 ( 스페인 ) 풍력발전사례 설비용량
( 스페인 ) 풍력발전사례 전력계통특징 u 발전설비과투자 - 최대수요대비 2배이상의설비용량 u 2000년전후풍력을포함한신재생발전및복합화력 (Combined-cycle) 설비가급격히증가 u 수력발전 / 복합화력의발전량비중이 17/24% 수준 - 전력계통운영의유연성이높음 - 풍력등신재생발전비중상향가능 u 최근전력수요감소 (4000~4300 만 kw 수준 )
( 스페인 ) 풍력발전사례 스페인신재생운영센터 (CECRE) u CECRE는스페인계통에연계된모든풍력발전기의운전정보를취합하고 Centralized forecasting Serice를제공하며, 풍력발전기가계통의운전정보및상황에따른연계운전을수행할수있도록하는역할 u 2007.6월이후에는일정규모이상 (10MW) 의풍력발전단지의경우반드시 CECRE와직접적으로연계 / 제어할것을연계기준을통해규정하고, 풍력발전단지가 15분내에 CECRE의제어지령에따라운전할수있는기술적요건을갖출것을의무화
제주풍력발전제어구조 u 계층적제어방법 제주전력관제센터 (JEMS) 신재생제어센터 (W-EMS) 전력거래소ㅇ풍력자원모니터링및한계용량초과시제어ㅇ풍력단지 ESS 원격제어ㅇ풍력예측시스템연계 기존의대용량발전기 국산풍력기제작사 - Grid-code 및연계계통환경에대응가능한풍력제어기술확보 풍력단지제어 (WPP Cluster Controller) Link & Command 풍력발전사업자종합운영센터 (WFMS) 풍력발전사업자 - 국내외다기종풍력발전기종합제어기술확보 - ESS 운영전략에따른경제성제고 - 시장규칙요구대응 풍력단지제어 (WPP Cluster Controller) Link & Command 풍력단지제어 (WPP Cluster Controller) Link & Command ESS ESS ESS 개발대상
( 일본북해도전력 ) 풍력발전확대대책 32 1. 조류측면의문제 풍력발전이나태양광발전의연계시에는송전선과변전소변압기전력조류가설비용량을초과하지않도록함이필요 - 풍력발전소가대량연계되어조류가설비용량을초과하면송전선이나변압기과열등으로인해문제가발생해정전발생우려 풍력발전은수요규모가적은지역에입지가많고, 송전선과변압기용량도적기때문에조류면의문제가지역에따라현저하게차이가있음
( 일본북해도전력 ) 풍력발전확대대책 33 2. 전압변동측면의문제 전력회사와발전소나변전소의전압을조정해서전기사업법에서정해진 범위 (101±6V, 202±20V) 로전압을유지해고객에게공급 풍력발전이나태양광발전의출력변동에의해전압변동이크게발생하면 고객에게악영향 ( 조명깜빡임, 기기오동작, 기기손상등 ) 이발생할우려 3. 조류, 전압변동문제해결 조류나전압변동에대책 - 조류 : 발전출력억제나송전선, 변압기의신증설등 - 전압변동 : SVC( 정지형무효전력보상장치 ) 설치나송전선증설등
( 일본북해도전력 ) 풍력발전확대대책 34 4. 주파수조정문제해결 풍력발전의도입확대를향한새로운활동 ( 수급조정측면의문제에대응 ) 으로서 동경전력과공동으로지역간연계선을이용한실증시험을실시 실증시험에서 30 분단위의풍력발전출력예측에따라지역간연계선을통하여 동경전력에전기를송전함으로서풍력발전에따른비교적주기가긴출력변동 을흡수 北本연계설비정지시등에는출력제어를실시 실증시험의실시에있어서 2011.12 월 20 만kW풍력설비모집
( 일본 ) 풍력발전량확대를위한송전선로건설계획 35 북해도의약 270만kW의풍력 태양광발전및동북전력의약320만kW의풍력발전전력을혼슈지역의대규모소비지로송전하기위한계통보강계획 < 북본연계설비 > 60만kW 3회선증설, 공사비 5천억엔정도 < 동북기간계통 > 동북전력북부지역에풍력발전편중, 북해도계통으로부터풍력발전등의전력이유입되는것을감안 - 일본해방면 500kV송전선 450km신설, 공사비 3,300억엔정도 < 동북동경간연계선 > 500kV제2연계선 (60km정도) 신설, 공사비 700억엔정도
36 ( 일본 ) 풍력단지및 ESS 가연계된구주전력지역계통운영사례 사업명 : 신재생에너지계통연계확대를위한 ESS시스템 적용지역 : 이끼 ( 壹岐 ) 섬 특징 : 신재생에너지출력변동에의한전력조류및주파수변동억제 높은주파수추종성을갖는국내최대의리튬이온전지적용 축전지용량 (4 MW, 1.6 MW h), 발전기 2 기 (16.5 MW, 24 MW )
( 제주 ) 풍력발전경제적한계용량검토 37 풍력건설용량별예상이용률 년도풍력설비용량제약량제약률이용률 2018 2020 2025 2030 500 0 0.00 25.40 600 47,768 0.00 25.40 700 1,802,691 0.12 25.37 800 4,973,867 0.28 25.33 1,000 62,149,924 2.87 24.69 1,200 204,485,586 8.29 23.45 1,400 41,356,562 1.35 25.06 1,600 139,842,410 4.09 24.40 1,800 291,749,366 7.86 23.55 1,800 118,028,655 3.04 24.65 2,000 249,813,042 5.95 23.97 2,300 522,109,066 11.36 22.81 1) 2013 년제주풍력설비평균이용률 (25.4% 기준 ) 2) 육상풍력이용률대비해상풍력이용률로보정
( 제주 ) 풍력발전경제적한계용량검토 38 육상풍력판매요구단가검토 판매요구단가 ( 원 /kwh) 내부수익률 8% 10% 22% 213.92 239.87 24% 195.55 219.33 26% 180.00 201.95 이용률 28% 166.67 187.05 30% 155.12 174.14 32% 145.01 162.84 34% 136.09 152.88 1) 제주지역발전시장가격 (SMP) 점차하락예상 2) 풍력발전설비건설용량에따라운전한계용량초과에따른이용률감소가예상되므로매년육상풍력발전기이용률및 SMP 를고려한풍력설비건설한계용량설정필요
( 제주 ) 풍력발전경제적한계용량검토 39 해상풍력판매요구단가검토 투자비 ( 억원 /MW) 이용률 (%) 수익률에따른판매요구단가 ( 원 /kwh) 7% 8% 38 227.94 242.13 45 36 240.97 255.95 34 255.53 271.40 38 254.00 269.77 50 36 268.48 285.13 34 284.66 302.29 1) 2013 년제주풍력설비평균이용률 (25.4% 기준 ) 해상풍력이용률로보정 2) 유지보수비 5%, 원가회수기간 10 년기준 3) 향후전력수요, 해상풍력발전의투자비, 이용률, REC, SMP 등을고려하여매년풍력발전사업허가용량을고시하여야하겠음
4 전력저장장치의활용
전력저장장치활용분야 41 전력계통에서전력저장장치의활용 풍력발전기출력평탄화 전력피크시간이전 ( 전력사용량평준화 ) 주파수조정및예비력제공 41
Energy Storage 개요 42 정의 : 에너지를저장하여과부하時또는비상時전력을공급, 전력품질및에너지 사용효율을제고할수있는장치 전력안정 : 안정된전력공급을통한전력품질제고 (Frequency Regulation, UPS) 부하평준 : 수요 / 공급의단기 / 장기적편차축소를통한에너지사용의효율제고 ( 新재생 Storage, 가정用 / 대용량 Storage) 개념 분류 Storage 적용時 Storage 활용한전력공급 Freq. Regulation 에너지수요 발전량감소 전력저장 전력안정화 전력품질제고 UPS Energy 심야발전 주간발전 발전소발전량 주간발전심야발전 Storage 부하평준화 新재생 Storage 가정용 Storage 에너지효율의제고 대용량 Storage
( 제주 ) 풍력 +ESS, 풍력출력평탄화 전력품질향상 : 불규칙전원 ( 풍력, 태양광 ) 제어 신재생에너지확대에기여 BESS 계통운영자 풍력발전설비증가에따른주파수조정력확보필요 주파수조정력풍력발전설비용량의 40% : 풍력 2GW 운영시 800MW 확보 43 * 서울대문승일교수 왜스마트그리드인가 발표자료중
( 제주 ) 풍력 +ESS, 전력수요피크감축 44 충전량부족확률반영 755,521.1 788,521.1 4.2 4.0 601,657.2 624,445.5 3.6 3.3 797,621.3 813,046.6 1.9 1.3 44 611,287.4 644,241.1 5.1 4.5 691,521.8 717,563.6 3.7 3.3
( 제주 ) 풍력 +ESS 연계운영전략 45 ESS 경제성검토 ( 피크감축운용시 ) 투자비총투자비 1MW 10.0 억원 유지비용 매출 이자비용 5% 0.5 억원 유지보수 5% 0.5 억원 감가상각 10 년 1.0 억원 비용합계 ESS 효율 85% 충전확률 90% 연간발전량 279,225 2.0 억원 3.6 억원 REC 판매 1,396,125 0.8 억원 판매요구단가 1kWh 416.27 원 /kwh 1) ESS 피크시간방전, REC 가중치 5, REC 예상판매가 6 만원 /MWh, 3 시간 / 일운용가정 2) 풍력발전기에의해경부하시간 ESS 충전후피크시간방전, 1 일 1 회운영하는것으로전제
전력저장장치 (ESS) 수익모델 46 구분수익모델설명비고 발전시장가격차액거래 ( 시간대별요금반응 ) 수요관리자원 ( 용량 DR 시장, 수요자원시장 ) 전기요금차액이용 ( 시간대별요금반응 ) 주파수조정보조서비스 예비력제공 신재생발전원보조전원 Arbitrage : 발전시장가격 (SMP) 가낮을때충전하여비쌀때판매 Demand Response Resource : 수용가내부의마이너스부하로작용하여전력거래소 / 한전의수요관리자원으로활용 Arbitrage : 저렴할때충전하여비쌀때발전 ( 한전의일반용및산업용시간대별전기요금에반응하여요금절감및계약용량감소 ) Frequency Regulation : 실시간으로변하는주파수에 (60Hz) 즉각적인충 방전으로전력균형 (Power Balance) 유지 Spinning Resere : 전력계통발전력부족시 10 분이내의즉각적인발전력제공으로비상시대처 Renewable with BESS : 단속적인풍력, 태양광발전원의출력보정용, 급전지시응동가능 발전사업자수익모델수익성양호 전력소비자, 구역전기사업자수익모델수익성양호 전력소비자수익모델 발전사업자수익모델배터리열화적음 발전사업자수익모델배터리열화적음 활용성양호 자체기동전원 Black Start : 전계통정전시대규모발전소에시동전원공급수익성양호 무효전력제공원 Var Compensator : 계통에무효전력을공급하여전압조정 국내보상안함
발전시장가격차액거래 발전시장가격결정 당일전력수요에맞추어발전비용이낮은순서대로발전기운전투입 시간대별수요에경합하는발전기변동비에따라시장가격결정 공급가능용량수요곡선 시장가격 복합 (LNG) 중유 무연탄 석탄 원자력 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2011 년 1 월 26 일 거래시간 전력수요 ( 만 kw) 2 시 6,020 5 시 5,813 9 시 6,596 12 시 6,816 15 시 6,707 18시 6,674 20시 6,603 23 시 6,356 시장가격 ( 원 /kwh) 128.93 121.01 143.19 144.34 170.50 144.3447 144.22 144.34
수요자원시장참여 수요관리제도 / 수요자원시장의종류 구분 시행시기 지정기간수요조정제도 피크부하시 ( 하계 10~15 일간 ) 주간예고수요조정제도 수요자원시장직접부하제어지능형 DR 피크부하시피크부하시수급경보주의 ( 예비력 :450만kW미만)( 예비력 :450만kW미만) ( 예비력 :300만미만) 피크부하시 ( 예비력 :450 만kW미만 ) 자원등록기준 300kW 이상 300kW 이상 300kW 이상 300kW 이상 100kW 이상 통보시점 2개월전 전주금요일 ~ 전일 전일 15시 ~ 3시간전 발생시 1시간전 제어방식 수동 수동 수동 자동 자동 / 수동 참여의무 자율 자율 자율 강제 강제 지원방식 실적급 실적급 실적급 고정급 + 실적급 고정급 + 실적급 가격결정약정약정입찰에의한가격경쟁약정 지원단가 ( 원 /kwh) 560 680 원 /kwh 540(5 일전 ) 900 원 ( 하루전 )/kwh 1,072 원 /kwh (2011 년실적 ) 기본급연간 2,000 원 /kw 실적급최대 3,400 원 / kw h 입찰에의한가격경쟁 기본급연간 64,000 원 /kw 실적급 550 원 /kwh
지능형수요자원시장참여 지능형수요자원시장구조 자원할당, 감축지시 (SMS) 실시간전력량전송 직거래사업자 거래소 실시간전력량전송 감축지시 ( 시스템통신, SMS) 부하관리사업자 거래소자원등록, 자원할당, 감축지시통지, 실시간전력량취득, 수요감축모니터링, 계량데이터취득및정산, 정보공개등 부하관리사업자 (LA 서버 ) 수요자원발굴및관리, 자원할당, 감축지시, 실시간전력량취득및전송, 계량, 정산등 자동제어 빌딩 한전 i-smart, 스마트미터기전력량데이터전송 한전 i-smart 데이터전송 감축지시 (SMS, OpenADR,) 스마트미터기계량값전송 수요자원부하감축프로그램설계, 감축지시에따라부하감축시행 ADR 자원 빌딩고객수동제어 Semi-ADR 자원 공장고객자동제어 ADR자원 스마트미터기계량값전송 ADR 자원거래소감축지시에따라 10 분이내자동부하감축 Semi-ADR 자원거래소감축지시에따라 30 분이내수동부하감축
전기요금차액이용 한전의계시별전기요금차액활용 - 계시별 (TOU) 요금제적용대상 : 일반용 ( 을 ), 산업용 ( 을 ), 교육용 ( 을 )
전기요금차액이용 기본요금 = 127kW * 6,470 원 127kW 100kW 기본요금손실은얼마나 = 27kW * 6,470 원 * 12 개월 = 210 만원 / 년
전기요금차액이용 ü 사례 [00 군청, 일반용전력 ( 을 ) 선택 Ⅱ 요금제 ] 최대전력관리장치설치전 최대전력관리장치설치후 최대피크 614kW 최대피크 500kW 절감전력 설치전최대전력 설치후피크전력 614kW - 500kW = 114kW 월절감액 년절감액 절감전력 X 기본요금 (7,430 원 ) X 부가세 (1.1) 월절감액 X 12 개월 931,722 원 11,806,664 원
전기요금차액이용 (SG 작동핵심 ) 실시간가격신호에의한공급측 / 수요측반응 수요측반응 (DR) 을통해신재생에너지 (Renewable) 및충전기 ( 전기자동차 ) 등을최대한수용하면서일간부하패턴이가능한한 Flat 해지도록 (A è B) 소비패턴을유도하여 peak 감축, 설비이용률증대 (è 전력시장의진화가필수요소 ) MW B A 현재우리나라 SG 시행방향 1) Smart Place : DR 가전기기의보급 2) Smart Transportation : 전기자동차 3) Smart Renewable : 신재생에너지 4) Smart Grid : 전력망 5) Smart Electricity Serice : 전력시장 ( 가격신호 ) 24h 수요반응시스템및요금제도도입 수요반응을위한실시간요금제도 (RTP) 개념 MW 수급패턴에따른실시간가격신호 전통적요금제도 (Traditional Tariff system) RTP 하에서소비자평균지불요금 (è 소비자 saing 발생 ) 수요반응요금제도 - TOU(Time of Use) - RTP(Real Time Pricing) 등 24h