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전력을 다른 형태의 에너지로 변환하는 섹터 커플링

출처: KEA 에너지 이슈브리핑 제322호 섹터 커플링 l=Sector coupling) 전력을 다른 형태의 에너지로 변환하여 사용. 저장하는 시스템 한국에너지공단

섹터 커플링이란? 섹터커플링은 Power-to-X(P2X)로 표현할 수 있으며, 가변성이 있는 재생에너지전력을 다른 형태의 에너지로 변환하여 사용·저장하고, 발전, 난방 및 수송부분을 연결하는 시스템 *초반에는 난방, 수송 등 최종 사용 부문에서의 전력화를 의미했는데, 개념이 점차 확대되어 현재는 에너지 공급부문 간 결합까지 포함 한국에너지공단

섹터 커플링 활용 섹터커플링 기술을 활용하면 재생에너지로 생산된 잉여전력을 수소, 메탄, 열 등으로 변환하여 저장할 수 있으므로 장기간 전력 저장이 가능하며 에너지 시스템의 유연성을 확대할 수 있을 것으로 기대됩니다. 출처 한국에너지공단 수소, 메탄, 열 재생에너지로 등으로 변환 장기간 생산된 전력저장 기능 잉여전력 한국에너지공단

섹터 커플링 기대효과 장기간 전력저장이 가능함에 따라 에너지시스템의 유연성을 확대할 수 있고, 화석연료를 재생에너지를 기반으로 한 전력으로 대체할 경우, 화석연료를 직접 사용하는 것보다 높은 에너지효율을 가질 수 있을 것으로 기대 탈탄소화 목표달성에도 기여 한국에너지공단

★섹터커플링 기술(Power-to-X, P2X) 종류 III. Power-to-Gas/Liquids -전력을 수전해하여 수소·메탄과 같은 가스와 액화연료를 생산 및 저장하는 기술 - 물을 전기 분해하여 수소를 생산하는 수전해 기술 등이 있음 ᆞ재생에너지로 생산된 전력을 대규모로 통합하여 부문 간의 결합(coupling)을 촉진할 수 있고 수요관리, 장기간의 에너지 저장을 통해 전력시스템 유연성제고 그중, Power-to-Hydrogen 기술은 다른 P2X 기술들을 통해 사용되고 남은 잉여전력을 저장할 수 있는 기술로 P2X 시스템에서 가장 핵심적임 수소 생산의 원가경쟁력 상승, 안정화된 공급망 등 수소산업 전반적으로 기반구축 및 확대 필요 한국에너지공단

★섹터커플링 기술(Power-to-X, P2X) 종류 I. Power to Heat/Cooling 냉난방부문에서의 섹터커플링은 잉여전력으로 물을 가열 후 열에너지를 생산, 사용, 저장하여 비용효율적인 에너지 생산가능 •유럽에서는 냉난방 부문에서의 섹터커플링 연구개발 및 실증이 활발하게 진행되고 있으며, 히트펌프 기술이 핵심적인 역할을 하고 있음 • 전력부하 증가를 대비하기 위하여 에너지 사용을 최적의 상태로 자동 제어할 수 있는 통합 중앙제어시스템 필요 II. Power-to-Mobility 전기에너지를 배터리 등에 저장하여 운송 부문을 전기화하는 기술로 전기차 시장 성장에 따라 탄소중립의 가장 효과적인 전략으로 주목받음 • 전기차 스마트 충전을 통해 수요반응 서비스를 제공하여 수급 안정화 기여 •전기차 확산으로 인한 배전망 제약에 대비해 ESS 설치 및 스마트 충전의 배전계통 운영자(DSO) 연계활용 필요 한국에너지공단

국내 섹터커플링 적용사례 I. Power to Heat 한국지역난방공사 등 7개 기관이 국내 최초로 집단에너지와 연계한 전력-열에너지 부문간 결합섹터커플링 시범사업 추진 • 집단에너지시설을 이용한 20MW급 중앙급전형 P2H 및 소규모 통합발전소 연계형 P2H 실증설비 구축 운영 II. Power-to-Gas 한국남부발전, 한국에너지공단 등 16개 기관이 국내 최대규모(12.5MW) 재생에너지 연계그린수소 실증 기술개발사업 추진 •재생에너지 비율이 높은 제주지역 전력 특성을 활용하여 현존하는 4가지 수전해방식(ALK, PEM, SOEC, AEM)으로 그린수소 생산 한국에너지공단

간헐성 및 변동성이 높은 재생에너지 증가로 인한 출력제한 문제가 대두되면서 출력제한 대응을 위하여 섹터커플링에 대한 관심이 증가하고 있는 상황으로, 인프라 확장, 기술설계, 운영 표준 등 지속적인 기술 투자와 개발 등을 통한 섹터커플링 발전과 활용을 더욱 기대해 봅니다~ ESS 한국에너지공단


 

출처 한국에너지공단

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