VPP 연구 수행해 온 1세대 교수
 “유럽과 미국 등 국가들 다양한 영역에 VPP 참여해 수익 얻어”
 “국내 VPP 시장은 초기 단계…전력시장 제도 개선 이뤄져야”
 “정교한 예측 역량 키우면 그에 맞는 보상해야”

최동구 포스텍 교수. [사진=포스텍]

“정부가 2030년까지 재생에너지 100GW 보급을 목표로 설정했다. 이 거대한 목표를 성공시키기 위해서는 재생에너지의 예측 정확도를 높이는 가상발전소(VPP; Virtual Power Plant)가 필수적으로 뒤따라야 하며, 정부의 시장구조와 제도개혁이 함께 이뤄져야 한다.”

최동구 포스텍 산업경영공학과 교수는 전기신문과의 인터뷰에서 정부가 제시한 2030년 재생에너지 100GW 보급을 달성하기 위해 발전설비 증설 뿐 아니라 VPP 시스템도 함께 주목해야 한다고 말했다.

최근 국내에 재생에너지 발전 비중이 빠르게 증가하고 있다. 그러나 재생에너지의 특성상 날씨에 따라 발전량의 편차가 심화하면서 전력 계통 역시 안정성의 위협을 받고 있는 상황이다.

원전·석탄·액화천연가스(LNG) 등 기존 발전원들은 24시간 전기를 생산할 수 있고, 설비 운영도 비교적 단순해 발전량을 사전에 계획하기 편했다. 특히 날씨와 관계없이 일정 출력을 낼 수 있어 공급 측면의 전력 계통 안정성을 유지하는 것 역시 어렵지 않았다.

하지만 최근 몇년 사이 재생에너지 발전 설비가 증가하면서 계통 운영 상황이 바뀌었다. 태양광과 풍력 발전은 하루 날씨에 따라 전력 생산의 편차가 심하다.

이러한 간헐성은 전력 수급 전망의 정확도를 떨어뜨리고 계통운영의 난이도를 높인다. 재생에너지 전력이 과잉 생산되면 발전 설비의 출력을 강제로 낮춰 생산된 전기를 팔지 못하게 하는 출력제어 역시 빈번하게 일어나고 있다. 더욱이 정부가 2030년 재생에너지 누적 설비용량 100GW를 달성시키겠다는 계획을 발표하면서 재생에너지 확대에 따른 간헐성 부작용에 대한 우려가 높아지는 분위기다.

이에 재생에너지 단점을 보완해 전력수급 전망의 정확도를 높일 수 있는 VPP의 중요성이 커지고 있다.

정부는 재생에너지 발전량 예측의 정확도를 높여 전력 계통 안정화를 시키기 위해 지난 2021년 10월부터 재생에너지 발전량 예측 제도를 실시했다. 이 제도는 재생에너지 발전소들이 전력거래소에 다음 날 1시간 단위 발전 계획을 예측하고 미리 제출하는 제도다.

최 교수는 국내외에서 VPP 연구를 수행해 온 1세대에 속한다. 2010년대 초 미국 조지아공대 박사과정을 밟던 그는 재생에너지 확대와 전력시장 변화 속에서 VPP가 핵신 사업 모델로 자리할 것이라는 가능성에 주목하며 이 분야 연구에 돌입했다. 이후 2016년 포스텍에 교수로 부임한 뒤 산학 연계 등을 통해 VPP에 대한 연구를 해오고 있다.

그는 “한국에너지기술연구원의 기술 정책 연구실에서 3년간 선임연구원으로 근무했을 당시, 박사때부터 해오던 연구를 했다. 에너지 시스템을 거시적 관점에서 파악하며 이 에너지 시스템을 어떻게 효율적으로 디자인하고 운영할 것인지에 대해 공부해오고 있다”고 말했다.

이어 그는 “신재생에너지의 특수성을 감안해 에너지원별 발전량을 정확하게 예측하는 것은 물론 국내 에너지 시스템이 효율적으로 운영될 수 있도록 최적의 의사결정 해를 찾는 연구를 진행중”이라"고 말했다.

최 교수는 국내 VPP 사업이 이제 막 자리 잡아가는 초기 단계라고 진단했다. 미국, 유럽 등 해외와 비교하면 한국 시장은 제도적 기반이 아직 무르익지 않았다는 평가다.

그는 “전력시장이 개방된 미국, 독일, 영국, 북유럽 등에서는 에너지 IT 사업이 매우 활성화돼 있는 상태”라면서 “한국은 전력시장이 개방돼 있지 않아 상대적으로 활성화가 더딜 수밖에 없는 구조”라고 설명했다.

유럽과 미국 여러 주에서는 VPP가 이미 보조 서비스 시장, 수요관리 시장, 전력 소매시장 등 다양한 영역에 참여하며 기업들이 수익을 내고, 경쟁력 역시 확대되고 있는 상황이다.

그러면서도 그는 “그렇다고 한국 기업들의 기술이 부족하다고 생각하지는 않는다"며 “인프라는 미국, 유럽보다 잘 구축돼 있고 분석기술도 충분히 따라갈 수 있지만 시장 제도 등에서 사업을 추진하기 어려운 것”이라면서 국내 시장 상황에 대한 아쉬움을 드러냈다.

유럽, 미국, 일본 등 해외와 비교하면 한국 시장은 제도적 기반이 구축되지 않았다는 것이 그의 설명이다.

에이치에너지, 브이젠, 에너닷, 해줌, 브이피피랩, 식스티헤르츠 등 국내 VPP 스타트업이 기상 데이터 정제와 머신러닝 모델을 앞세워 발전량 예측 오차를 줄이는 기술 경쟁을 벌이고 있다. 하지만 VPP 시장 성장세는 다른 국가와 비교해 더딘 실정이다.

최 교수는 “유럽과 미국 여러 주에서는 VPP가 이미 보조 서비스 시장, 수요관리 시장, 전력 소매시장 등 다양한 영역에 참여하며 수익을 내고 있다”면서 “한국은 전력시장이 개방돼 있지 않 상대적으로 활성화가 더딜 수밖에 없다”고 말했다.

한국은 미국, 유럽보다 조금 늦긴 하지만 VPP 관련 기업들이 속속 등장하며 비교적 관련 시장이 빠르게 성장하고 있다. 하지만 시장 구조상 한계에 부딪힐 수 밖에 없다고 최 교수는 전했다.

그는 “사실상 국내 전력시장이 독점 구조이다 보니 민간 회사들이 크기는 사실 어렵다”면서 “이제 시장구조를 바꾸고 규제도 많이 풀어서 효율성을 높이고 선순환이 될 수 있는 시장을 만들어야 한다”고 말했다.

전력도매시장 개편과 소매시장 일부 개방이 이뤄지면 VPP 기술과 시장도 성장할 수 있다는 것이다.

최교수는 여기에 보상과 책임도 분명하게 이뤄져야 한다고 강조했다.

최 교수는 “국내 VPP 사업자들 입장에서는 정교한 예측 역량을 키워 얻을 수 있는 보상이 크지 않다”면서 “예측이 정확할수록, 변동성에 빠르게 대응할수록 그에 상응하는 수익이 따라오게 해야한다. 이 체계가 자리를 잡을 때 VPP 기술이 실질적 계통 안정성 향상과 출력제어 감축에 기여할 수 있다”고 말했다.

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▲(現) 포항공과대학교 산업경영공학과 부교수 ▲(現) 포항공과대학교 산업데이터사이언스전공 겸임교수 ▲(現) 포항공과대학교 무은재석좌교수 ▲(現) 한국차세대과학기술한림원 회원 ▲(前) 한국에너지기술연구원 선임연구원 ▲Georgia Institute of Technology 산업공학 박사

출처 : [전기신문] https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=370911