'녹색 그리드' - 세계 에너지 전환의 핵심

Angelica Sirotin
2023년 10월 16일
4분 분량

원문 : https://www.theearthandi.org/post/green-grid-key-for-the-global-energy-transition

©Wettengel/CLEW

에너지에 대한 글로벌 내러티브는 녹색, 지속 가능한 솔루션을 향해 빠르게 진화하고 있습니다. 이 내러티브의 핵심은 "녹색 그리드"라는 개념입니다. 재생 에너지를 효율적으로 통합, 관리 및 분배할 수 있는 현대화되고 지능적인 전력 그리드입니다.

현대화된 그리드는 에너지의 효율적인 분배를 용이하게 하여 재생 에너지원에서 생성된 전력이 필요한 지역에 도달하도록 보장합니다. 이는 에너지 낭비, 전력 변동을 최소화하고 에너지 안보를 보장하는 데 중요합니다. 현재, 오래된 미국 그리드는 대량의 재생 에너지 용량을 활용하지 못하고 있습니다.

스마트 그리드는 다양한 재생 에너지원을 통합하여 보다 지속 가능한 에너지 생태계를 이룹니다. 이 통합에 필요한 기술적 발전은 도전적이며, 양방향 전기 흐름을 관리하기 위해 연구 개발에 상당한 투자가 필요합니다. [스마트 그리드에 대한 자세한 내용은 E&I 기사 " The Role of AI and Robotics in the Renewable Energy Transition "(2023년 10월/11월)도 참조하세요.]

미크로그리드, 분산화 및 회복력

마이크로그리드는 기존의 중앙집중형 그리드에서 자율적으로 운영할 수 있는 지역화된 에너지 그리드입니다 . 지역 에너지 생산, 저장 및 분배를 가능하게 하며 향상된 회복력을 제공합니다.

예를 들어 허리케인과 같은 자연 재해가 발생하여 주요 전력망이 중단될 수 있는 경우, 마이크로그리드는 분리되어 독립적으로 작동하여 지역 사회에 지속적인 전력 공급을 보장할 수 있습니다. 지역 재생 에너지, 배터리 또는 기타 소규모 분산형 에너지 기술과 같은 다양한 에너지원으로 구동될 수 있습니다. 이러한 향상된 전력망 회복력은 전기에 점점 더 의존하는 세상에서 필수적입니다.

©Rajeeviitm (CC BY-SA 4.0)

독일의 지속 가능한 에너지 미래

에너지 전환 과정에서 서로 다른 시점에 있는 독일과 미국은 이러한 전환에 내재된 과제와 기회를 잘 보여줍니다.

독일의 에네르기벤데 (에너지 전환)는 지속 가능한 에너지 미래에 대한 국가의 헌신을 증명합니다. 이 이니셔티브는 화석 연료와 핵 에너지에서 단계적으로 철수하는 것과 함께 전력 부문에서 재생 에너지를 강력하게 확장하는 것을 포함합니다. 독일은 에네르기벤데 에 대한 야심 찬 목표를 설정하여 2030년까지 전기의 65%를 재생 에너지원에서 얻는 것을 목표로 했습니다. 2021년 현재 재생 에너지는 독일 전기 생산의 47%를 차지했으며 풍력 발전이 가장 큰 기여자였습니다.

또한 독일은 2030년까지 1990년 수준 대비 온실 가스 배출량을 65% 줄이고 2045년까지 순제로 배출을 달성하는 것을 목표로 합니다. 재생 에너지 생산자에게 인센티브를 제공하는 재생 에너지법(EEG) 과 2030년 배출 목표를 달성하기 위한 조치를 설명하는 기후 행동 프로그램 2030 과 같은 정책은 이러한 목표를 지원합니다.

이 야심찬 노력의 성공에 핵심은 에너지 인프라의 적절성과 현대화에 있습니다. 현재 독일의 전력망 시스템은 생성된 재생 에너지의 관리와 씨름하고 있습니다. 독일 북부 해안 지역의 잉여 풍력 전력을 수요가 높은 남부 산업 지역으로 이전할 수 없는 경우가 있습니다 .

©Wettengel/CLEW

독일 의회 시스템 내에서 에너지 및 기후 정책을 실제적 실행과 일치시키기 위한 정책 형성은 복잡합니다. 우크라이나에 대한 초기 공격 중 러시아의 천연가스 공급 중단은 에너지 전환에 대한 정치적 결의를 강화했습니다. 그럼에도 불구하고 독일 정부는 재생 에너지 생산, 배출 감소 및 그리드 현대화에 대한 야심 찬 목표와 이해 관계자의 이익, 전환 비용 관리, 새로운 국가 그리드 라인 건설에 대한 시민의 반대, 에너지 형평성 보장을 균형 있게 조정해야 하는 과제에 직면해 있습니다.

미국의 미래

대서양 건너편에서 미국은 다른 속도와 규모로 에너지 전환을 진행하고 있습니다. 미국은 연방, 주 및 지방 규정이 중요한 역할을 하는 다양한 에너지 정책 환경을 가지고 있습니다. 연방 정부는 더 광범위한 에너지 정책 의제를 설정하지만, 주는 에너지 정책을 시행하고 발전시키는 데 상당한 자율권을 가지고 있습니다.

예를 들어, 캘리포니아는 야심찬 재생 에너지 목표를 설정하고 그리드 현대화 이니셔티브를 촉진하는 데 앞장서 왔습니다. 2045년까지 100% 청정 전기를 달성하겠다는 주의 공약은 에너지 전환을 주도하는 주 정책의 잠재력을 증명합니다. 지금까지의 결과는 상당합니다(2022년 기준): 총 에너지의 54.2%가 비GHG 출처에서 생산되었습니다(태양광: 17%, 풍력: 10.8%, 대규모 수력: 9.24%, 원자력: 9.18%, 지열: 4.67%, 바이오매스: 2.15%, 소규모 수력: 1.12%). 그럼에도 불구하고 소비자 전기 가격은 급격히 상승했으며 캘리포니아는 전국에서 가장 높은 전기 가격 중 하나입니다 : 19.65센트/kWh(2021년 기준).

시카고의 Bronzeville 지역에 있는 유틸리티 소유의 미크로그리드 클러스터는 미크로그리드가 어떻게 에너지 인프라를 현대화하고 도시 지역의 커뮤니티 에너지 회복력과 관리에 기여할 수 있는지 보여줍니다. ComEd와 Siemens Grid Software US 가 지원하는 이 미크로그리드는 약 1,000명의 고객에게 서비스를 제공할 수 있어 극심한 기상 현상이나 주 전력망의 다른 중단 시에도 전력을 사용할 수 있습니다.

500kW 태양광 PV 설비를 포함한 다양한 에너지원을 활용하고, 정전 시 주 전력망에서 독립하여 천연 가스 발전 없이도 4시간 동안 주민들에게 지속적인 전력 공급을 제공할 수 있습니다. 이 프로젝트는 에너지 안보를 강화할 뿐만 아니라 고급 그리드 관리 기술을 통해 재생 에너지를 통합하고 그리드 성능을 최적화하는 모델을 제공합니다. 이는 전 세계 커뮤니티에 안정적이고 저렴하며 지속 가능한 에너지를 제공할 수 있는 마이크로그리드의 잠재력을 보여줍니다.

투자 수요 및 정책 프레임워크

녹색 그리드로의 전환에는 큰 재정적 투자가 필요합니다. 전 세계적으로 2050년까지 순제로 목표를 달성하기 위해 그리드를 업그레이드하는 데 약 21조 달러 의 투자가 필요한 것으로 추산되며, 여기에는 새로운 태양광 패널과 풍력 터빈 비용은 포함되지 않습니다. 투자는 물리적 하드웨어에 대한 것이 아니라 효율적인 그리드 관리, 신기술에 대한 연구 및 개발, 인력 교육, 에너지 절약 및 효율성 문화를 육성하기 위한 대중 참여에 필요한 소프트웨어 시스템으로 확장됩니다.

이러한 투자에 대한 자금은 정부 보조금, 민간 투자, 국제 금융 협력을 포함한 다양한 출처에서 나올 수 있습니다. 혁신을 촉진하고, 녹색 에너지 채택을 장려하고, 녹색 그리드로의 원활한 전환을 용이하게 하기 위해서는 유리한 정책과 규제 프레임워크가 필수적입니다.

국제 협력

국제 협력은 글로벌 에너지 전환을 가속화하는 데 중요한 역할을 합니다. 국경을 넘나드는 모범 사례, 기술 혁신 및 재정 자원을 공유하면 녹색 그리드로의 글로벌 전환 속도와 규모가 크게 향상됩니다. 일부 전문가는 국가 유럽 전력망을 통합하는 것만이 유럽에서 에너지 전환 목표를 달성하는 잠재적 이점을 제공할 수 있다고 제안합니다.

앞으로 나아갈 길

앞으로 나아갈 방향을 되돌아보면 몇 가지 중요한 요점이 나타납니다.

재생 에너지의 효율적인 분배와 관리를 위해서는 기술 발전과 전력망 현대화에 대한 투자가 필수적입니다.
미크로그리드와 분산형 에너지 시스템은 회복력과 에너지 안보를 강화합니다.
마이크로 그리드와 스마트 그리드를 결합하면 독일에서 구현된 것처럼 에너지 전환 목표를 달성하기 위한 실용적인 경로가 제공될 것으로 기대됩니다.
국제 협력은 유리한 정책 및 규제 프레임워크와 결합되어 지속 가능하고 저탄소 미래를 향한 글로벌 에너지 전환을 가속화합니다. 국가, 산업 및 개인 간의 협력을 통해 지속 가능한 세계에 전력을 공급하는 녹색 그리드라는 비전은 실현 가능한 현실이며, 깨끗하고 녹색이며 지속 가능한 새로운 에너지 시대를 예고합니다.

*Angelica Sirotin is a social impact venture entrepreneur, founder, and CEO of Sirotin Ventures. She is a member of the WEF AI Youth Council, B20 Indonesia 2022 Digitalization Taskforce, and has been selected as a SwissCognitive Global AI Ambassador 2022.