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대학 캠퍼스 기반의 국내 마이크로그리드 활성화 추진 방안
이수연(Suyeon Lee),강이주(Iju Kang),손예지(Yeji Son) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
현재 전 세계의 메가트렌드는 에너지전환(Energy Transition)이라고 할 수 있으며, 한국 역시 이 트렌드에 맞춰 한국판 그린 뉴딜 정책을 시행하고 있다. 이 정책의 핵심은 현재의 중앙 집중형 발전 방식을 분산 에너지 환경으로 전환하여 지역 맞춤형 인프라를 구축하는 것이다. 이러한 전환점에 있어 주목받고 있는 것이 바로 ‘마이크로그리드(Microgrid)’이다. 미국과 일본은 이미 캠퍼스 마이크로그리드를 통해 지역 기반 분산형 에너지 실증 단계에 있지만, 한국은 여전히 독립적인 섬 형태 위주로 구축되어 있다. 따라서 본 연구를 통해 도심형 분산 에너지로 확대 가능한 한국형 캠퍼스 마이크로그리드 모델을 도출하고자 하였다. 우선 미국의 선진사례를 중심으로 분석하여 한국 경우와 비교해 보았다. 미국 대학은 ACUPCC 위원회를 결성하여 에너지 수요가 많은 캠퍼스의 탄소 배출량을 마이크로그리드를 통해 줄이고자 하였다. 이들은 미국 내 천연가스 가격이 저렴하고 캠퍼스 부지가 넓다는 장점을 활용하여 열 병합 및 태양광 위주로 완전한 자가발전을 이루고자 한다. 이와 더불어 대학과 기업이 협력하여 교내 및 지역 환경문제를 해결하고, 학생도 프로젝트와 연구에 참여하여 많은 성과를 내고 있다. 하지만 미국과 한국의 상황이 다르기 때문에 그린 캠퍼스 달성을 위해서는 산학연 연계를 통한 시스템 구축과 맞춤형 법안 도입이 필수적이다. 캠퍼스 마이크로그리드의 구축은 LINC 사업단을 중심으로 한 산학연 연계를 통해 이루어질 수 있도록 한다. 정부는 사업에 참여할 대학을 선발하여 투자금을 지원하고, 대학은 이를 바탕으로 협력할 기업을 선정한다. 기업은 재학생에게 현장실습 참여 기회를 제공하여 학부생의 관련 프로젝트에 대한 적극적인 참여를 돕는다. 이렇게 형성된 협력 체계는 인재를 육성하고 교내 연구를 활성화시켜 기술 발전을 도모할 수 있다. 나아가 정부는 대학에서 수행한 데이터를 확장하여 도심형 분산 에너지 시스템을 구축도 가능할 것이다. 이외에도 정부는 ‘직접 PPA’ 법안 활성화를 통해 지역 사회 내 전력 거래가 가능하도록 해야 한다. 이렇게 된다면 대학은 남은 전력을 판매하여 수익을 얻을 수 있고, 또 하나의 ‘에너지 프로슈머(Energy prosumer)’로서의 역할을 기대할 수 있다. 이렇듯 본 발표에서 제시한 한국형 캠퍼스 마이크로그리드는 캠퍼스를 넘어 재생에너지 기반의 분산형 에너지 체계로의 발판이 될 것이다.
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V2G 도입이 2050 탄소중립 에너지시스템에 미치는 영향
문효동(Hyodong Moon),운성권(seonggwon Yun),임현지(Hyunji Im),김윤성(Yunsung Kim),권필석(Pilseok Kwon) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
탄소중립은 더 이상 특정 국가만의 슬로건이 아닌 전 세계적인 흐름을 진행되고 있다. 우리나라도 지난 해 2050년까지 탄소중립 목표를 선언하였고, 실제적으로 이를 달성하기 위한 계획의 준비가 급격하게 이루어지고 있다. 탄소중립은 전환부분(전력 및 열공급)에서 먼저 달성된 후 수요부분까지 확대되어야 한다는 것이 일반적인 생각이다. 하지만 탄소중립을 위한 선행조건인 재생에너지 중심의 에너지 시스템에서는 다르게 접근해야 한다. 재생에너지의 높은 변동성을 공급 측면에서만 다루는 것은 매우 비효율적이며, 수요 측면에서도 동시에 완화할 수 있어야 한다. 재생에너지의 높은 변동성을 공급 측면에서만 다루는 것은 매우 비효율적이며, 수요 측면에서도 동시에 완화할 수 있어야 한다. 재생에너지의 보급이 발전부문에서의 탄소 중립에 핵심이라면, 수요부문에서는 이에 연동한 전력화가 중요하다. 특히 수송부문에서 친환경차의 보급 확대는 온실가스 감축에 지배적인 영향을 미친다. 이에 따라 주요 국가 및 완성차 제조사들은 이미 탈내연기관을 선언하고 친환경차의 개발 및 생산에 주력하고 있다. 전기차의 보급은 점차 가속화되고 있으며, 2050년 시점에 더 이상 도로위에 내연기관차는 존재하지 않을 가능성이 크다. 이처럼 2050년 탄소중립 사회에서 재생에너지와 전기차가 각 부문에서 지배적인 영향력을 보여줄 것임이 예상된다. 따라서 이들을 연계하여 최대한 효율적으로 활용해야 한다. 이 같은 목적에서 본 연구에서는 먼저 2050년의 에너지시스템을 전망하였다. 그리고 이를 참조시나리오로 V2G를 적용하였을 때의 변화를 비교 분석하였다. 분석을 위해 연구에서 개발한 GESI 에너지 시스템 모형을 활용하였다. 결과적으로 V2G의 적용은 에너지 시스템 전반에 상당한 영향을 미치고, 이는 온실가스 감축에도 긍정적으로 작용한다. V2G의 적용을 통해 백업설비의 감소와 태양광과 같은 보다 변동성이 큰 설비를 수용할 수 있게 된다. 보다 큰 장점으로 배터리와 같은 유연성 설비의 요구량이 참조 시나리오 대비 32%의 수준으로 감소한다. 그리고 에너지 사용을 최대한 실시간으로 운영함으로써 에너지 저장설비 용량을 회피하게 한다. V2G 기술의 적용만으로도 2050년 약 7.6MtCO<sub>2</sub>의 온실가스 감축 효과가 있다. 또한 참조 시나리오와 비교할 때 14.7%의 비용 감소가 발생하는 등 에너지 시스템이 얻는 편익이 상당하다. 본 연구는 제한적이지만 V2G의 도입 효과를 에너지시스템과 연계하여 살펴보았으며, 그 결과 2050년 탄소중립을 달성하기 위해서는 부문별 접근 방식보다는 부문간 통합된 방안들을 좀 더 고민해야 함을 시사한다.
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김지효(Kim, Jihyo),김민지(Kim, Minji),김해연(Kim, Haeyeon) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
본 연구는 2012년 시행할 예정인 신재생에너지 공급의무화제도(RPS) 하에서 신재생에너지 전력에 대한 추가비용 발생 시 국민들이 RPS 제도의 목표 및 형태에 대하여 어떤 선호를 가지고 있으며, RPS 제도에 대한 소비자들의 만족도를 높이기 위한 개선점이 있는지 알아보고자 수행되었다. 이에 소비자 선호를 조사하는 대표적인 연구방법론인 조건부가치평가법(CVM)을 활용하여, RPS 제도 하에서 발생 가능한 소비자 선호, 구성요소 합산효과 및 지역별 선호의 차이의 3개 주제에 대한 연구를 3차례 설문을 통해 수행하였다. 해당 연구의 주요 내용을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 우리나라 국민들의 신재생에너지 전력에 대한 WTP는 가구당 1,456~1,560원/월 수준으로 이는 우리나라 가구당 월 평균 전기요금의 약 3.7~3.5% 수준에 해당한다. 이를 토대로 추산한 신재생에너지 전력 이용에 대한 국민들의 편익은 2011년 신재생에너지 보급 관련 예산의 42.4% 정도인 것으로 나타났다. 둘째, 국민들은 에너지원의 선택에 대한 비용 차이가 있을 시에는 개별 신재생에너지원을 대체재(substitutes)로 인식하였다. 그러나 에너지원의 선택에 대한 비용 차이가 없는 경우에는 특정 신재생에너지원에 대한 선호를 보이며, 특히 태양광에 대한 선호도가 가장 높게 도출되었다. 셋째, 소비자들의 선호도에 따른 재생에너지 포트폴리오를 적용한 결과, 우리나라 국민들은 연 2,618~2,806 GWh 규모의 신재생에너지 전력을 생산하는데 소요되는 추가비용을 지불할 의사가 있는 것으로 분석되었다. 이는 2010년도 우리나라 전체 전력 수요의 0.62~0.66% 정도로 RPS에서 목표로 하는 의무비율을 이행하기에는 부족한 것으로 보인다. 넷째, 신재생에너지 전력에 대한 선호는 지역별로 다르게 나타났다. 이는 지역 간 저항응답의 비율, 재생에너지 시설 인근 경험 및 재생에너지 시설 입지에 대한 찬반의사 등의 지역별 차이에서 기인하는 것으로 분석되었다.
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