하이브리드로 진화하는 재생 가능 에너지

[이넷뉴스] 에너지 분야에서 하이브리드(hybrid)를 얘기하면 당연히 떠오르는 것은 전기자동차(EV)일 것이다. 하지만 하이브리드가 가지는 장점을 단지 자동차 업계에서만 이용하리라는 것은 편견이다.

◇ 업계 관계자, 향후 10년 지속가능에너지와 하이브리드가 주요 연료 예상

재생 가능 에너지 분야에서 하이브리드 시스템은 다른 에너지 발전 시스템과 통합하는 기술로, 더욱 안정적인 전력 공급으로 투자자의 위험을 줄이는 신뢰성 확보와 경제성 보장을 위해 도입됐다. 또한 향후 재생 가능 에너지로의 원활한 전환을 지원하는 이른바 브리징 솔루션으로 떠오르고 있다.

글로벌 에너지 솔루션 회사인 아그레코(Aggreko)는 업계 관계자들을 포함한 설문조사를 실시해 향후 10년간 에너지 시장이 어떻게 변할지 파악했다.

이 설문조사에서 참가자들은 재생 가능 에너지로의 전환이 하룻밤 사이에 바뀌기보다는 천천히 전환될 것이라고 대답했으며, 응답자의 83%는 향후 10년 동안 화석 연료가 에너지 믹스에서 여전히 역할을 할 것이라고 믿고 있었다. 69%의 응답자는 그러나 이러한 연료는 독단적이 아니라 바이오 연료, 풍력 및 태양열과 같은 재생 가능한 솔루션과 함께 작동하는, 하이브리드시스템을 만나면서 최고의 선택이 될 것이라고 대답했다. 나아가 기업이 연료 원을 연결하는 방법을 제공, 신뢰성과 배기가스 배출 감소를 모두 보장할 것으로 내다봤다.

아그레코는 조사 결과를 발표하며 시스템의 대표적인 성공 사례로 호주의 그래니 스미스 금광(Granny Smith Gold Mine)을 들었다. 이 광산은 배터리, 열, 태양광 발전 솔루션 형태로 세계 최대의 오프 그리드 채굴 하이브리드 시스템을 구축하고 있다. 이 프로젝트를 통해 에너지 집약적인 광산의 연료 소비를 10∼13% 줄였으며, 이는 2,000대의 자동차를 도로에서 끌어내는 것과 같다고 밝혔다.

또한, 기상 조건이 좋지 않은 곳에서도 유용하게 쓰인 사례도 언급했다. 칠레 안데스산맥 고지대에 있는 골드필드(Gold Fields)사의 새로운 그린필드 금은〮광(greenfield gold and silver mine)은 25.9메가와트(MW) 하이브리드 태양열-디젤 시스템으로 전력을 공급할 예정이다.

이 시스템은 9.9MW 태양광패널(PV)과 16MW 열 디젤 발전기로 총 25.9MW의 전력을 칠레 북부 아타카마 지역 안데스산맥의 고도 4,500미터(m)에 있는 살라레스 노테(Salares Norte) 노천 광산에 공급할 예정이다.

이 지역은 가장 가까운 마을에서 190킬로미터(km) 떨어져 있으며 눈과 강풍이 흔한 극단적인 기상 조건을가졌기에 2년에 걸쳐 현장의 혹독함을 충족하도록 설계했다. 광산은 화력 발전소가 2022년까지 가동한 후 마지막 분기에 운영을 시작할 것으로 내다보고 현재 개발을 진행 중이다.

아그레코는 이 시스템이 라틴 아메리카에서 가장 큰 태양광 발전 설비가 될 것이라며, 완료되면 향후 10년 동안 740만 달러 에너지 절감과 1십만4천 톤(t)의 탄소 배출량 절감 외에도 탄소세 상쇄에 110만 달러를 추가로 달성할 것으로 예상했다.

◇ 섬은 물론 공항까지 다양한 곳에서 활용 중

재생가능 에너지로의 전환에 가장 공을 많이 들이고 있는 미국과 호주가 하이브리드 시스템 적용에 꾸준한 성과를 올리고 있다.

호주의 경우 앞서 언급한 광산 외에도 시드니에서 북동쪽으로 600km 이상 떨어진 태즈먼 해(Tasman Sea)에 위치한 로드하우 제도(Lord Howe island)가 성공적인 사례로 꼽힌다.

이곳은 생태 관광의 메카로, 깨끗한 해변, 무성한 열대 우림, 산호가 풍부한 바다가 있으며 유네스코 세계 문화유산에 등재되기도 한 섬이다. 섬 주민은 겨우 몇 백명이지만 매년 16,000명 이상의 관광객이 방문하는 곳으로, 그동안 전기 수요는 전통적으로 2~3주마다 본토에서 운송되는 연료로 구동되는 디젤 발전기를 이용했다. 하지만 섬 관리 위원회는 2014년 지속 가능한 자격 강화를 위한 에너지 전환에 착수, 디젤 백업이 포함된 하이브리드 풍력, 태양열 및 배터리 시스템을 계획했다.

2019년 호주 재생에너지청(ARENA)이 지원하면서 1.2MW 태양광 발전소와 3.2메가와트시(MWh) 배터리 저장 장치를 설치했다. 태양열 및 배터리 시스템 건설은 2020년에 시작돼 올해 초 시운전했으며 현재 재생 에너지가 섬의 기존 마이크로 그리드에 공급되고 있다.

이 시스템은 매년 거의 4십만 리터의 디젤을 절약할 것으로 예상되며, 이는 섬의 에너지 자립과 환경 보존에 도움이 되고 있다.

미국의 경우 최근 피츠버그 국제 공항이 현장 천연가스 및 태양광 마이크로 그리드에 의해 완전히 구동되는 세계 최초의 공항이 됐으며 잠재적인 전력망 중단으로부터 공항의 복원력과 신뢰성 향상을 확보했다고 밝혔다.

약 10,000개의 태양전지 패널과 5개의 천연가스 연료 발전기가 13,000채의 주거용 주택에 사용할만한 전력을 공급한다.

터미널과 비행장을 포함한 공항 전체, 하얏트 호텔, 주유소에 전기를 공급하며 현재 최대 생산량은 약 14MW에 달한다. 새로 공개된 마이크로그리드는 과거 수천 편의 항공편이 취소된 잠재적인 정전으로부터 피츠버그 국제공항(PIT)을 보호하는 데 도움이 될 것으로 예상된다.

또한, 그동안 기후 변화로 인한 가뭄으로 전력 발전이 어려운 수력 발전을 보완하는 방식으로 수상 태양광 PV를 설치하는 방식도 꾸준히 전 세계에서 연구되고 있는 상황이다.

이렇듯 다양한 방식으로 적용된 하이브리드 시스템이 성공적으로 안착된다면 탄소 제로를 향하는 발걸음은 더욱더 빨라질 것으로 보인다.

[이넷뉴스=신종섭 기자] shinjs@enetnews.co.kr