| [미리안] 산업부문과 전력산업의 재생에너지 수용력 확대 방안
오랜 기간 산업체들은 전력회사 입장에서 변동성이 높은 소비자 대상이었다. 산업공장 및 시설은 부하변동 폭이 크기 때문에 전력회사들은 항상 충분한 발전설비 용량을 갖추고 있어야 한다. 산업부문과 전력산업 간의 관계는 앞으로 계속 복잡하고 심지어 더욱 변동성이 커질 수 있다. 오늘날 보다 변동성이 큰 부하의 진입이 이루어지고 있다. 많은 산업용 고객들은 설비 지붕 위에 태양광 설비를 설치함으로써 재생에너지 자원을 확대하고 있다. 산업체들은 자체적으로 에너지를 확보할 수 있는 방안에 관심이 높은 상황이다.
월스트리트 저널에 따르면, 독일 기업의 16%는 에너지를 자체적으로 공급하고 있다. 이는 1년 전에 비해 50% 증가한 수치이다. 기업의 또 다른 23%는 가까운 미래에 에너지를 자체적으로 조달할 수 있는 기업으로 변모하겠다고 답변하였다. 산업부문의 재생에너지 도입 확대와 더불어 에너지 독립을 꿈꾸는 산업체들이 늘어나는 일은 전력회사의 재정에 중대한 영향을 미칠 수 있고, 에너지공급의 구조적 위기를 촉진할 수 있다. 전력망 유지비용이 올라가고 재생에너지 비용은 내려가면서 많은 산업체들은 전력망으로부터 독립하고자 하는 욕구를 느끼고 있고, 부분적으로 산업체들이 자체 에너지공급 능력을 갖춰가면서 그렇지 못한 산업체들이 전력망 비용을 보다 많이 부담해야 하는 상황에 처할 수 있다.
이러한 시나리오에도 불구하고, 산업체 고객들은 전력망 부하 균형 유지에 있어 전력회사의 주요 자산 역할을 할 수 있다. 이는 산업체의 변동적인 부하가 제한적이지만 일부 유연성을 갖고 제어될 수 있기 때문이다. 만약 최대전력수요 기간에 일반적 수요반응 자원이라든지 태양광발전 변동에 대응하기 위한 용도라든지, 산업체의 부하 제어가 필요할 때마다 제어가 가능할 수 있다면, 산업체나 전력회사 모두에 이익이 될 것이다. 산업시설의 수요는 태양광 발전과 연계되어 제어되고 이전될 수 있기 때문에 수급은 안정적으로 변할 수 있다. 전반적인 시스템 상태에 따라 보다 적극적으로 부하를 관리할 경우 시설 자체가 보다 안정화되는 것은 아니지만 전력망 안정화에 있어서는 분명 큰 역할을 담당할 수 있다.
이 모든 것은 수요측 자원을 제어할 수 있는 시스템의 구축을 요구한다. 비용 효과적이면서, 상업용 및 산업용 시설 전반에 걸쳐 구축되어야 하고 전력망 송배전 제어시스템과 통합되어야 한다. 일단 수요측 자원 관리 시스템이 구축된다면 전력회사들은 그들의 가격제도를 재검토할 필요가 있다. 산업체 고객들이 보다 적극적으로 수요반응 및 보조서비스(ancillary services)에 참여할 수 있도록 인센티브를 부여하는 가격전략을 구사해야 할 것이다. 한편, 전력회사들은 가능한 한 많은 산업체 고객들이 지능형 부하제어 시스템을 수용하도록 촉진하는 인센티브 프로그램에 초점을 맞춰야 한다. 산업체와 전력산업은 재생에너지의 간헐성과 낮은 예측가능성에 대응하기 위한 새로운 방안을 함께 모색해나가야 한다. 이를 공급 차원에서만 고려한다면 많은 전력회사들은 최대전력용 천연가스 발전소나 대용량 저장장치 구축에만 의존해야 할 것이다.
미시적 관점에서 Spara와 같은 소프트웨어가 산업시설에서 지역적 발전과 지역적 수요의 균형을 유지할 수 있도록 도울 것이다. 소프트웨어를 통해 가장 낮은 비용에서 전통적 에너지이용을 관리하면서 재생에너지 자원의 이점을 보다 크게 활용할 수 있을 것이다. 현재 이용 가능하고 이용하기 편리한 소프트웨어 기술은 에너지수급을 효율적이면서 효과적으로 조절할 수 있는 중요한 수단이다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 12월 9일]
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Helping industry and utilities accommodate renewable energy
For a long time, industrial companies have represented a highly variable and difficult to manage set of customers for utilities. Industrial plants and facilities can have big shifts in loads, and, as a result, utilities always must keep capacity readily available. That’s why this business relationship and pricing model traditionally has involved relatively low costs on a per-kilowatt-hour basis, plus additional "capacity charges."
The connections between the industrial sector and the utility industry will become increasingly complex and even more variable.
There's a shift toward more variable load-based processes today; but, just as significant, many industrial customers are embracing renewable energy sources often by deploying solar power installations on facility rooftops. Solar is variable. Another issue is the growing desire of many industrial companies to leave the grid to become more energy self-sufficient.
According to The Wall Street Journal, 16 percent of German companies are energy self-sufficient — a 50 percent increase from a year ago. Another 23 percent of businesses say they plan to become energy self-sufficient in the near future.
The industrial sector’s burgeoning desire for energy independence, plus its adoption of renewable energy, is having a profound impact on the utility industry’s financial future and could precipitate a structural crisis in energy supply.
As grid maintenance costs go up and the cost of renewable energy moves down, more industrial customers might feel compelled to leave the grid, pushing grid costs even higher for the remaining customers who might then leave the grid, too.
Despite this scenario, we believe that industrial customers can become an important asset to utilities that need to maintain a balanced grid. Why? Because the industrial sector’s variable loads can be controlled within limits, but with some flexibility.
And, if load control can be deployed when it’s needed — not just for general demand response during peak demand periods but also in response to solar generating conditions — two things can be accomplished:
•An individual facility's demand can be controlled and shifted in conjunction with solar (and eventually on-site storage) so demand becomes more consistent; and
•Even more aggressive management in response to overall system conditions could mean that the facility isn't just increasingly stable by itself but that it's actually helping stabilize the broader grid. In other words, as passing clouds temporarily reduce residential rooftop solar generation, a factory half a mile away could reduce its own demand accordingly.
All of this requires a demand-side controls system that can be: cost-effectively deployed; deployed across a broad range of commercial and industrial facilities; and integrated into utility transmission and distribution controls.
Once demand-side controls systems like this are in place, utilities might need to reconsider their pricing tariffs. When dealing with industrial customers, for example, it might make sense to drop the per-kilowatt-hour charge further while raising the capacity charge. This would incentivize industrial customers to get more actively involved in demand response and ancillary services.
In the meantime, utilities should focus incentives programs so they encourage as many industrial customers as possible to adopt intelligent load control systems. That way, plants and facilities will be assets-in-waiting when the utility-side economics and information technology systems are in place to use them.
Both the industrial sector and the utility industry must find new ways to deal with the intermittency and lack of predictability that renewable energy sources present.
To account for this solely on the supply side, many utilities might have to rely on standby peaking natural gas plants that idle or invest in grid-level storage to discharge stored energy when the renewable supply dips.
But by enabling quick-notice demand response, a technology solution like Powerit’s Spara allows demand-side load reductions to provide the grid with balancing capability. When the renewable supply drops, the load can be turned down. This can be less expensive than running standby peaking plants or investing in distributed storage.
Looking at this in another way, Spara technology makes solar less challenging (and even potentially a big positive) for utilities by providing stability and balancing the local grid.
On a more micro level, software like Spara can help a facility balance local generation and local demand within the plant. By monitoring the draw from the utility and managing the associated expense, the facility can take advantage of renewable resources while managing its traditional energy use to the lowest cost. Also, a facility can use automated demand response programs to bid its load flexibility into the grid and use local generation to offset that impact on its operation.
Sophisticated technology that’s affordable and easy to deploy will help determine our ability to efficiently and effectively balance energy supply and demand. And if they’re integrated thoughtfully, these solutions also can be instrumental in helping both the industrial sector and utility business achieve critical business objectives.
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