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ㅣ데일리포스트=김정은 기자ㅣ호주 기후변화 솔루션 싱크탱크인 BZE(Beyond Zero Emissions)·뉴사우스웨일스대학·호주국립대학(ANU) 등 공동연구팀은 호주에서 거의 100%에 달하는 재생가능에너지 전력망 구축 시뮬레이션을 진행하고 있다. 이에 따르면 호주에서는 2040년대까지 전력망에서 이용되는 전력의 97%를 재생가능에너지로 대체할 수 있다. 

이런 가운데 호주 청정에너지 현황을 분석해 공개하는 '리뉴 이코노미(Renew Economy)'가 호주의 재생가능에너지 사용률이 이미 더 높은 수준에 달했다고 보도했다.

ANU를 비롯한 연구팀이 수행한 재생가능에너지 전력망 시뮬레이션은 '실제 발전량·수요량에 관한 데이터 사용', '거의 실시간 시뮬레이션 실시'라는 두 가지가 다른 시뮬레이션과는 다르다. 해당 시뮬레이션은 전력 데이터를 정리하는 '오픈NEM(OpenNEM)'의 데이터를 기반으로 실시간으로 변화하는 전력 수요를 시뮬레이션하고 있다.

재생가능에너지의 기본인 풍력발전·태양광발전(개인)·태양광발전(공공사업)이 1년간 충족하는 전력 수요는 각각 전체의 60%, 25%, 20%로 상정되고 있다. 이는 지난 7일 동안 각 발전이 전력 수요의 어느 정도를 충족했는지를 기반으로 산출한다. 

이 비율이 총 100%를 넘는 것은 재생가능에너지 전력망의 최적화 모델에서는 대량의 과잉 발전을 마련하는 것이 중요하기 때문이다. 일반적으로 매월 어느 정도 과잉 발전이 이루어지는 상황을 고려해 발전 계획을 세우고 발전이 부족하면 발전량을 재검토하는 방식이 우수한 시뮬레이션으로 평가받는다. 

연구팀이 구축한 시뮬레이션에서는 연간 18%의 과잉 발전이 발생하고 있다. 풍력발전 60%, 태양광발전 45%라는 비율은 대략적인 최적화 실험에 근거한 것이며 풍력발전은 겨울이나 야간에 평균 이상의 발전량을 기록하는 경향이 있어 태양광발전을 보완하기에 적합하다.

리뉴 이코노미는 이러한 ANU 시뮬레이션을 한층 발전시켜 보다 높은 수준의 재생가능에너지 사용률을 목표로 수력발전 및 전력 저장을 추가했다.  

리뉴 이코노미는 자체 시뮬레이션에서 오픈NEM에서 공개한 수력발전 관련의 데이터를 기반으로 ▲수력발전 능력 200~6000MW ▲주의 발전량 168 GWh 초과 ▲연간 발전량 1만 5000GWh(호주 전력 수요의 약 7.5%) 제한을 마련했다.  

아울러 풍력·태양광·저장·수력 모두 전력 수요를 충족하지 못했을 경우를 대비해 '기타 발전'을 마련했다. '기타 발전'에 바이오 연료 등 재생가능연료가 이용될 가능성도 있지만, 재생가능에너지 발전에 포함시키지는 않았다.

실제 전력 수요를 재생가능에너지로 어느 정도 충족시킬 수 있는지 52주 동안 시뮬레이션한 결과, 최종적으로 전력 수요의 98.8%를 재생가능에너지로 채울 수 있는 것으로 나타났다.

아래 그래프가 1주간의 전력 수요를 재생가능에너지로 어느 정도 채울 수 있는지 시뮬레이션한 결과를 정리한 것이다.

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A 그래프의 검은색 선이 전력 수요다. ▲연두색: 풍력 발전량 ▲노란색: 태양광 발전량 ▲하늘색: 수력발전량 ▲빨간색: 과도하게 발전한 전력을 저장하고 이용한 양 ▲갈색: 기타 발전 방법으로 충당한 전력을 나타낸다. 

B 그래프는 과도하게 발전된 전력의 저장량을 나타내며 2022년 8월 20일~21일 저장량이 감소한 것은 저장분을 전력 수요에 충전했기 때문이다. 

리뉴 이코노미의 시뮬레이션 결과, 재생가능에너지로 충족시킬 수 있는 연간 전력 수요는 98.8%였고, 나머지 1.2%가 기타 발전으로 조달한 것이다. 

아래 그래프는 52주간(12개월)에 걸친 시뮬레이션에서 전력 수요를 어떤 발전 방법이 얼마나 충족시켰는지를 나타낸다. 가장 많은 발전량을 담당한 것이 풍력발전(Wind)으로 약 60~80% 전력을 풍력발전에서 조달했다. 다음이 개인(Rooftop PV)과 공공사업(Utility PV) 태양광 발전이며, '수력(Hydro)'이 그 뒤를 따르고 있다. 

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지난 52주 동안 기타 발전 방법이 어느 정도 전력 수요를 충족시켰는지를 나타낸 것이 아래 그래프다. 9월부터 3월 하순까지 거의 7개월 동안 기타 발전 방법의 수요는 거의 제로였다. 그러나 4월 하순부터 8월까지 거의 매주 풍력·태양광·저장·수력만으로는 전력 수요를 완전하게 충족할 수 없었다는 사실을 알 수 있다. 

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이는 재생가능에너지 이외의 발전 방법으로 보완할 필요성도 함께 시사한다. 실제로 6월 하순부터 8월 상순에 걸쳐 태양광 발전량은 연간 평균의 절반 정도까지 저하되며, 2~3일 연속으로 풍력 발전량이 평균을 큰 폭으로 밑돌기도 한다. 리뉴 이코노미는 "기존 수력발전으로 완전히 메울 수 없는 전력 수요가 발생하고 재생가능에너지만으로는 이를 충당하기 어려운 경우가 종종 있다"고 덧붙였다.

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