제주도, 에너지 대전환 “신산업 성장 동력 창출”

[제주 분산에너지 특구 지정]

풍력·태양광 강제로 멈추는 ‘출력 제어’ 해소

전력 직거래 허용으로 도민 수익 창출 기회

투자유치 2900억·일자리 1900명 효과 기대

제주특별자치도가 분산에너지 특구(특화지역)로 지정됐다.

기후에너지환경부는 지난 11월 5일 제36차 에너지위원회를 열고 제주·전남·부산(강서)·경기(의왕) 4곳을 분산에너지 특구로 최종 선정했다.

분산에너지 특구는 한국전력의 송전·배전하는 전력시장을 거치지 않고 전기를 생산한 지역에서 직접 사용하는 특례가 적용된다.

에너지 수요지에서 생산과 소비를 동시에 하는 ‘지산지소(地産地消)’ 체계가 핵심이다.

특구로 지정되면 풍력·태양광 발전 사업자가 중앙 전력시장을 통하지 않고 전기를 직접 판매할 수 있으며, 전기요금 또한 한전과 다른 기준으로 설정할 수 있다.

제주지역에서 생산한 저렴한 전기를 활용해 전력 소모가 높은 인공지능(AI) 데이터센터 등 첨단산업을 유치할 수도 있다.

제주지역은 송·배전 설비를 확충하지 않은 채 풍력·태양광 발전시설을 늘리면서 ‘출력 제어’가 속출했다.

급기야 산업통상자원부와 한전은 지난해 5월 제주지역 16개 모든 변전소를 ‘계통관리변전소’로 지정, 1㎿(메가와트)를 초과하는 재생에너지 신규 발전 허가를 잠정 중단했다.

현재 운영 중인 도내 태양광 발전시설은 1653곳, 설비용량은 553㎿다. 풍력발전은 25곳, 설비용량은 418㎿다. 태양광은 가동하지 않은 대기 발전시설만 210㎿에 이른다.

잉여 전력을 해결할 수 있는 대책이 바로 분산 특구다.

▲전기차에 남는 전기 팔수 있어

정부가 지정한 제주 분산에너지 특구는 신산업 활성화 유형이다.

가상발전소(VPP) 기반의 △전기차 양방향 충전(V2G) △에너지저장장치(ESS) △새로운 수요혁신 기술(P2X) 등 세 가지 모델이 적용됐다.

가상발전소란 물리적으로 눈에 보이지는 않지만 현실의 발전소와 똑같은 기능을 한다. 도내 각지에 분산된 발전원들을 정보통신기술(ICT)로 모아 통합·관리해 에너지 생산과 분배를 최적화한 시스템이다.

2022년 미국 캘리포니아의 장기간 폭염으로 공급 전력이 부족했지만, 가상발전소(VPP)가 수백㎿(메가와트)의 수요를 감소시켜 블랙아웃(대규모 정전)을 막는데 기여했다.

전기차 양뱡향 충전(V2G)은 현대자동차와 헤리트, 한전이 참여한다. 현대 전기차에 스마트 충전 플러그를 꽂으면 스스로 저렴한 시간대 전력을 충전한다. 저렴할 때 전기차를 충전하고, 비쌀 때는 가정용·시설용에 전원을 공급해 요금 부담을 줄여준다. 태풍·화재 등 비상시에도 사용할 수 있어서 재난이나 정전이 일어나는 지역에서 유용하게 활용할 수 있다.

에너지저장장치(ESS)에는 한전KDN과 LG엔솔·VPPlab가 참여한다.

에너지저장시스템 통합은 바람과 태양의 간헐성 문제를 해결하고 전력망 안정성을 강화한다. 예를 들어 겨울철 풍속의 강한 계절풍으로 풍력발전소는 전력을 과잉 생산한다. 일조량이 많은 여름철에는 태양광 발전량이 증가한다.

재생에너지 보급률이 높은 제주에서는 발전량이 많을 때 전력 수요를 초과하는 잉여 전력이 발생한다. 대규모 정전을 막기 위해 발전시설을 강제로 멈추는 ‘출력 제어’가 잦아졌다. 제주 가상발전소는 재생에너지로 생산된 전력을 ESS에 저장했다가 필요할 때 방출해 공급 불균형을 해소한다.

수요혁신 기술(P2X)는 전기 소모량이 많은 그린수소 생산시설의 수요·공급을 통합해 신산업의 에너지 허브를 창출한다. 또한 전력량의 100%를 재생에너지로 전환하는 ‘RE100 산업단지’를 조성하게 된다.

특히, 일상은 물론 산업에 필요한 ‘히트펌프’ 시스템을 갖출 수 있다.

열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는데, 히트펌프는 냉매가 배관을 타고 순환하며 열을 옮기는 증발과 응축 원리가 적용됐다. 히프펌프의 압축기는 찬 공기를 꾹 눌러서 뜨겁게 만든 후 가정과 감귤하우스에 난방용으로 공급한다.

에어컨이 실내의 열을 밖으로 내보내 냉방을 하는 것처럼, 히트펌프는 냉매의 흐름을 반대로 바꾸는 밸브를 이용해 여름에는 냉방을 제공한다.

▲전력 자원 153㎿ 확보 계획

제주지역은 2015년부터 전력 공급량이 넘칠 때마다 풍력·태양광 발전을 강제로 멈추는 출력 제어 문제를 겪어 왔다. 재생에너지 출력 제한은 2021~2023년 풍력 285회, 태양광 93회 등 378회에 이른다.

다만, 지난해 6월부터 실시간 전력시장 가격·입찰제가 도입돼 풍력·태양광 등 발전 설비의 강제 가동 중단은 이뤄지지 않았다.

특히, 2025년 4월 14일 오전 11시부터 오후 3시까지 4시간동안 제주의 전력수요를 재생에너지(풍력·태양광)로만 충당하는 일시적인 ‘RE100’을 달성했다. 당시 재생에너지로 제주는 전력 공급이 가능했고, 남은 전력은 1·3해저연계선을 통해 육지부로 송전했다. 에너지 대전환 목표인 ‘2035 탄소중립’은 비전이 아닌 현실로 다가왔다.

제주도의 재생에너지 발전비율은 전국에서 가장 높은 19.2%로 정부가 2030년까지 달성하려는 발전율 21.6%에 근접했다.

앞으로 가상발전소 기반 V2G 모델(36㎿), 에너지저장장치(60㎿), P2X 모델(57㎿)을 통해 총 153㎿의 전력 자원을 확보한다. 전력-열 전환 전용 요금제, 전력수요 관리 요금제 등 새로운 보상체계도 마련한다.

제주도는 분산 특구 선정으로 투자유치 2913억원, 취업 유발 1971명, 생산 유발 3209억원의 경제 효과가 기대된다고 분석했다.

오영훈 지사는 “제주의 분산에너지 특화지역 확대 지정은 제주형 에너지 민주주의를 실현하기 위해 전 도민이 함께 노력한 결과”라며 “제주도가 에너지 신산업 모델의 국내 확산과 글로벌 시장 진출의 교두보 역할을 할 것”이라고 말했다.