1. 제주는 국내에서 재생에너지(Variable Renewable Energy) 발전 비중이 가장 빠르게 확대24년 기준 19.8%되는 지역으로, 재생에너지 발전의 불규칙성으로 인한 출력제한 문제23년 기준 181건도 크게 부각되고 있다. 이에 본 연구는 제주 재생에너지 공급과 소비를 유연하게 조절할 수 있는 방법들을 활용했을 때, 출력제한을 얼마나 줄일 수 있는지를 구체적으로 분석하고 실현 가능한 정책 방안을 제시했다.

2. 제주 재생에너지 출력제한 완화를 위해 전력계통의 유연성을 높일 수 있는 주요 자원으로 에너지저장장치(Battery Energy Storage System, 이하 BESS), 전기차(Electric Vehicle, 이하 EV), 기온민감 냉난방수요(Temperature-Sensitive Demand, 이하 TSD)를 고려하였다. BESS는 재생에너지 발전량이 많을 때 생산된 전기를 저장하고 적을 때 다시 공급하는 자원으로, 정부의 보급 확대 계획38년 전국 23GW, 제주 0.5GW, 11차 전력수급기본계획을 통해 가용자원의 규모를 추정하였다. EV의 경우 운행패턴 분석과 사이버 물리망을 이용한 배터리 통합제어를 통해 비상시 공급자원으로 활용 가능하며, 제주 전기차 종합계획, EV 배터리 용량 증가율을 통해 가용자원 규모를 시산하였다. 마지막으로 TSD는 재생에너지 발전량이 많을 때 온수 등을 생산하여 저장한 후 필요시 사용하는 자원으로, 관련 통계의 미비로 2-stage ARMAX 모형을 통해 직접 추정하였다.

3. 분석을 위해 미국 코넬대학교가 개발한 전력시스템 최적화 분석 모형MOST을 활용하였으며, 정부의 재생에너지 확대 계획제11차 전력수급기본계획에 따른 출력제한율 변화를 수급자원 도입 시나리오에 따라 분석하였다. 시나리오는 수급자원을 모두 배제한 경우case 0, 각 수급자원이 개별 도입될 경우case 1~3, 모든 수급자원이 동시에 도입될 경우case 4로 분류하였으며, 실현 가능성을 고려하여 각 자원의 전력시스템 최대 참여율은 50%로 가정하였다.

4. 분석 결과, 재생에너지 보급 확대는 출력제한율을 크게 높이지만, 수급자원을 동시에 가동할 경우 이를 크게 완화할 수 있는 것으로 나타났다. 수급자원별로는 EV의 도입 효과가 정부의 제11차 전력수급기본계획상 BESS의 효과보다 크게 나타났으며, TSD는 낮은 보급률과 제한된 성장가능성 가정 등으로 부하이전 규모가 상대적으로 작았다. 또한 개별 수급자원만을 활용할 경우 재생에너지 발전이 많은 낮시간대 출력제한 완화에 한계가 있었으나, 3가지 수급자원을 동시에 활용할 경우 이 또한 상당폭 개선되었다.

5. 본 연구는 재생에너지 발전이 확대되는 환경에서는 공급자원BESS뿐만 아니라 수요자원EV·TSD을 통합 관리하는 경우 안정적인 전력구성이 가능하다는 것을 확인한 점에서 의의가 있다. 아울러, 기존 내연기관 차량과 가스 기반 냉난방설비의 수요자원화를 촉진하고 수요자원 보유자의 참여유인을 강화하는 정책당국의 지원이 병행될 경우 출력제한 완화 효과가 더욱 개선될 것으로 기대된다.