전력수급 불균형 상황, ESS(에너지저장장치)가 확대된다면? – LG 공식 블로그
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전력수급 불균형 상황, ESS(에너지저장장치)가 확대된다면?

작성일2017-12-05

현대인의 필수품, 전기

Q. 2016년 한해 우리나라의 총 전기 사용량은 어느 정도 될까요?
A. 정답은 약 500,000 GWh입니다.

이 수치가 감이 안 오신다고요? 맞습니다. 저 또한 그러니까요. GWh(Gigawatt-hour)는 전력량의 단위로, 1 GWh=1,000 MWh입니다. 1 MWh는 스마트폰 배터리 120,000여대를 한 번에 작동시킬 수 있는 용량으로, 따라서 1 GWh는 1.2억 여대를 한 번에 작동시킬 수 있는 용량입니다.

이제 500,000 GWh라는 수치가 얼마나 큰지 감이 오시나요? 우리는 전기 없는 세상을 상상도 못할 만큼 많은 양의 전기를 사용하고 있습니다. 지금 이 순간, 이 글을 읽는 디바이스가 무엇이건 여러분은 지금도 전기를 사용하고 있죠.

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그렇다면 여기서 두 번째 문제!

Q. 1년 동안 약 500,000 GWh라는 전력을 사용할 때, 매달 소비하는 전력량은 비슷할까요?
A. 정답은 ‘아니다’입니다.

여러분의 가정에 매달 청구되는 전기 요금이 같은지 다른지 생각해볼까요? 에어컨 등 냉방기구 사용량이 많은 여름철과 난방기구 사용량이 많은 겨울철의 전기 요금이 평상시에 비해 많이 청구되는 경험들이 분명 있으실 겁니다.

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2016년 월별 전력사용량 (출처: 한국전력)

위 그래프는 2016년 월별 전력사용량입니다. 여름 시즌인 7~9월, 겨울 시즌인 12~2월에 전력사용량이 특히 많죠.

문제는 여기에서 발생합니다. 매달 동일한 양의 전기를 사용한다면 딱 그만큼의 전기를 생산하는 발전소를 건설하고 전기 생산과 공급을 하면 그만이지만, 우리는 매달 동일한 양의 전기를 사용하지 않으며 전력사용량이 더울 때와 추울 때에 집중적으로 몰립니다.

그래서 전기를 공급하는 공급자는 전력 사용량이 최대인 여름 또는 겨울의 전력 사용량을 기준으로 발전소를 건설하고 전기 생산을 준비합니다. 그런 준비 없이는 블랙아웃(대정전)과 같은 전력 부족 사태가 발생할 수 있기 때문이죠.

전력 부족으로 발생하는 블랙아웃(대정전)

전력 부족으로 발생하는 블랙아웃(대정전)

위에서 본 그림을 다시 한번 볼까요? 전력 공급 업체는 전력 사용량이 가장 많은 1월과 8월을 기준(약 45,000 GWh 수준)으로 전력 생산을 준비합니다. 이 정도면 충분할까요?

불행하게도 이게 끝이 아닙니다. 혹시 모를 전력 부족 사태를 사전에 방지하기 위해 예비로 어느 수준의 전력을 추가로 준비해야 하기 때문입니다. 아마도 아래 그림의 붉은 선 정도만큼 전력사용량에 대비를 해야겠죠.

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2016년 월별 전력사용량과 예상 전력 예비율

ESS가 확대된다면 어떤 변화가?

ESS(Energy Storage System)는 생산된 전기를 저장했다가 전력 수요가 많은 시간에 공급하는 ‘에너지 은행‘ 역할을 합니다. 계절 별 에너지 수요 불균형이 나타나는 상황에서 ESS가 확대되면 어떤 변화가 생길까요?

① 최대 전력 공급량의 감소

ESS기술로 우리는 전력이 충분할 때 남는 전기를 저장했다가 전기가 필요한 시점에 사용할 수 있게 되었습니다.

전력 사용량이 적은 봄철과 가을철 미리 전력을 저장해 두고, 전력 사용량이 많은 여름철과 겨울철에 저장했던 전력을 사용한다면 최대 전력 공급량을 낮출 수 있을 겁니다. 쉽게 말해 여름/겨울의 높은 전력 사용량 수치를 깎아내어 봄/가을에 메우는 것입니다.

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또한 일과 중에도 전력사용량이 적고 사용료가 상대적으로 저렴한 저녁 시간에 남는 전기를 저장하였다가, 전력 사용량이 많고 사용료가 상대적으로 비싼 낮 시간에 사용하는 것도 좋은 방법이 될 수 있습니다.

② 신재생 에너지의 단점 보완 

화력, 원자력과 같은 기존의 전력 생산원들은 전력을 안정적으로 공급하는 반면, 신재생 에너지는 에너지 공급의 불안정성이 단점으로 꼽힙니다. 태양을 통한 태양광/열 발전은 일조량, 강수 여부 등에 영향을 받고, 풍력 발전 또한 그날의 기상에 따라 전력 생산량이 들쑥날쑥 해질 수 있기 때문입니다.

신재생 에너지와 ESS 장치의 연계가 꼭 필요한 이유가 바로 여기에 있습니다. 신재생 에너지원에 ESS의 에너지 저장 기술이 연계된다면 전체 전력 생산원 중 청정 에너지인 신재생 에너지 비중이 더욱 확대될 수 있을 것입니다.

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③ 가까운 곳에서 오는 전기로 인한 낮은 전압

지금까지 발전소는 공해, 위험성 등의 이유로 주거지와 먼 곳에 위치해 있었습니다. 먼 곳에서 주거지역으로 전력을 보내기 위해서는 전력의 손실을 줄이기 위해 높은 전압으로 전력을 이동시켜야만 했고, 전압기를 통해 가정 또는 산업용으로 적당한 전압을 공급 받았습니다.

하지만 미래에는 주거 지역과 가까운 곳에서 신재생 에너지를 통한 전력을 생산한 다음, ESS에 저장한 뒤 상대적으로 낮은 전압으로 전력을 공급받을 수 있게 될 것입니다. 이렇게 되면 110V 전압을 사용하는 미국이나 일본처럼, 우리나라도 안전사고의 발생 가능성을 좀 더 낮출 수 있을 것입니다.

백주열 프로필

LG 그룹, 나아가선 대한민국의 미래를 책임질 새로운 먹거리, 전기 자동차와 ESS용 전지를 연구하고 있습니다. 숨겨진 LG화학의 매력과 재미있는 화학이야기로 여러분을 찾아가겠습니다.