신재생 복합발전 및 전기+수소복합충전소로 효율 극대화

[에너지신문] 한국가스공사의 천연가스 공급관리소를 신재생에너지 복합발전과 복합충전소(전기+수소)로 운영해 효율을 극대화할 경우 수익성이 확보되는 것으로 분석되고, 이는 인근 지역 수요대응을 위한 공익성에도 기여할 것이라는 연구결과가 나왔다.

한국천연가스수소차량협회는 지난해 한국가스공사 가스연구원으로부터 ‘복합에너지허브 사전 경제성 분석’ 용역을 수탁받아 지난해 10월부터 올해 2월까지 과제를 수행한 결과 이같은 결과를 도출했다고 최근 밝혔다.

복합에너지허브는 한국가스공사의 천연가스 공급관리소를 전력·수소·열·천연가스 등의 복합에너지를 공급하는 허브로 구축하고, ICT 기술과 연계된 인근 마이크로그리드에 최적의 복합에너지를 공급하는 고효율 에너지공급 설비를 의미한다.

천연가스, 도시가스, 태양광 등을 주요 에너지 공급원으로, 공급받은 에너지원으로 부터 전기, 수소를 생산해 전력거래소, 충전소, 소내전력 등 각 수요처에 공급하는 방식이다.

이번 연구 과제는 한국가스공사 공급관리소를 기반으로 하는 복합에너지허브(TEG, 연료전지,CHP, 복합,<전기+수소>충전소) 구축사업의 사전경제성 및 운영 모델별 경제성을 분석해 복합에너지허브의 비즈니스 모델을 도출하고 사업화 방안을 검토하기 위한 것이다.

복합에너지허브 운영의 경제성 분석은 단독 모듈별(TEG, CHP, 연료전비, 태양광)과 이들을 결합한 복합운영 모델별로 분석해 실시했으며, 복합모델의 경우 수익성과 공익성을 고려해 분석했다.

분석결과, 최적 운영 모델은 신재생에너지 복합발전과 복합충전소(전기+수소)운영으로서 효율을 극대화할 경우 수익성이 확보되는 것으로 분석됐으며, 이는 인근 지역 수요대응을 위한 공익성에도 기여할 수 있을 것으로 전망됐다.

천연가스수소차량협회는 이러한 복합에너지허브 운영의 경제성이 확보된다면 분산전원과 스마트그리드를 연계한 에너지 수요 공급균형을 극대화하는 높은 자립도의 복합에너지 기술이 될 수 있으며, 중장기적으로 천연가스와 스마트그리드간 에너지 연계라는 신비지니스 모델의 창출이 가능할 것으로 예상했다.

다만 이번 연구용역은 제한적인 조건과 가정에 의해 분석된 것으로 향후 세부적인 데이터 검증 및 소내 부하량(장치별, MG 연계 등)을 적용해 경제성 분석결과의 정확도를 높일 필요가 있으며, 운영 모델의 시뮬레이션, 민감도 분석을 통해 구체적이고 체계적인 복합에너지허브 구축 추진 전략을 수립할 필요가 있다고 천연가스수소차량협회는 밝혔다.

▲ 복합에너지허브 개념도
▲ 복합에너지허브 개념도

※ TEG(Turbo Expander Generation): 고압인 천연가스의 저압화 공정에 터빈을 활용해 전력을 생산하는 발전설비.
※ CHP(Combined heat and power generation): 1차 에너지(가스, 석유)로 원동기(가스터빈, 엔진)를 이용하여 전기를 생산하고, 이때 발생되는 폐열을 회수해 유효에너지로 이용할 수 있는 고효율 에너지 공급시스템.

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