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기후부, 바나듐 흐름전지로 '전력망 안전·해외 시장' 두 마리 토끼

기후부가 비리튬계 대표 에너지저장장치(ESS)인 바나듐 흐름전지로 재생에너지 간헐성을 보완해 안정적인 전력망을 꾀하고 해외 시장 진출을 위한 트랙레코드로 활용한다. 기후에너지환경부는 9일 충남 계룡시에 소재한 H2 사업장에서 차세대 ESS로 기대되는 비리튬계 ESS 기술 수준을 점검하고, 업계의 어려움을 듣기 위한 간담회를 개최했다. 태양광·풍력 등 재생에너지 비중이 높아질수록 전력수급 불균형·출력제한 증가 등 문제를 해소하기 위해 8시간 이상 장기간 저장이 가능한 장주기 저장장치(LDES) 도입이 필수적이다. 장주기 기술로는 현재 배터리 기반 기술(BESS)로 리튬이온전지 보급률이 가장 높지만, 열폭주 위험과 같은 화재 위험을 최소화하면서 장시간 내구성과 안전성이 뛰어난 비리튬계 기술이 개발되고 상용화하는 추세다. 기후부 관계자는 “장주기 ESS는 재생에너지의 간헐성을 보완해 주력 전원화하는 한편, 지역 내 생산·소비를 가능하게 하는 차세대 분산형 전력망의 핵심 기술이라고 할 수 있다”고 설명했다. 비리튬계 ESS는 리튬계 ESS에 비해 화재·폭발 우려가 거의 없고, 보편적인 소재(나트륨·탄소 등)를 사용해 안정적인 공급망 확보가 가능하다. 또 8~10시간 충전·방전에 적합하고 흐름전지나 카르노전지는 20~30년 사용할 수 있다. 기후부가 이날 방문한 H2의 바나듐 흐름전지는 외부 탱크에 저장된 전해액을 순환시키며 충·방전을 수행하는 기술로, 8~10시간 장주기 운전에 적합하다. 물 기반 전해액을 사용하기 때문에 화재 폭발 위험이 낮고, 2만회 이상의 충·방전 수명을 확보할 수 있다. H2는 현재 연간 330MWh 규모 흐름전지 생산능력을 갖추고 있으며, 향후 시장확대에 대비해 연간 1.2GWh 규모 생산 시설을 추가로 늘릴 예정이다. 이날 간담회에서 참석 기업들은 “차세대 분산형 전력망 정책은 비리튬계 도약의 계기”라며 비리튬계 ESS 시범사업 지원과 기술개발 확대 등을 건의했다. 이호현 기후부 제2차관은 “재생에너지가 주력 전원이 되려면 재생에너지의 간헐성을 보완할 장주기 ESS 구축이 관건”이며 “비리튬계 ESS 기술의 빠른 개발과 보급을 통해 우리 전력망을 더욱 안정적이고 유연하게 운용하는 한편, 해외 시장 진출의 트랙레코드로 활용하도록 하겠다”고 밝혔다.

2026.03.09 16:39주문정 기자

정부, '지산지소' 핵심 ESS 보급에 3210억 투입

정부가 전력이 생산된 지역 내에서 소비되는 '지산지소' 형태의 분산형 전력망을 본격 구축하기 위해 태양광 등 재생에너지의 잉여 전력을 담는 에너지저장장치(ESS) 보급에 힘쓴다. 올해는 국비 총 3210억원이 투입된다. 기후에너지환경부는 20일 서울 중구 롯데호텔에메랄드홀에서 '분산형 전력망 포럼'을 개최해 이같이 밝혔다. 현재 전력 시스템은 2001년 전력산업 구조개편 당시 도입된 대형발전기 위주로 운영되고 있다. 그러나 지금은 태양광 등이 대부분 위치한 배전망 운영의 중요성이 커졌다. 차세대 분산형 전력망은 태양광 등 분산형 발전원을 최대한 수용하고, 각 지역별로 특화된 최적의 전력 지산지소 실현을 위한 지능화된 전력망 시스템으로 구축된다. 정부는 태양광 변동성이 커 전력 포화가 나타나 접속대기가 심각한 배전망에 에너지저장장치(ESS) 등 유연성 자원을 대폭 보급해 추가접속을 유도해 나갈 계획이다. 올해 20개를 시작으로 2030년까지 총 85개의 ESS를 배전망에 구축할 계획이다. 구축이 완료되면 약 485MW의 태양광 추가 접속이 가능할 것으로 전망된다. 마을 공동체가 태양광 발전소를 토대로 전력과 수익을 공유하는 '햇빛소득 마을' 활성화를 위한 소규모 ESS 보급도 병행해 나갈 계획이다. 올해 배전망 ESS 구축 예산 중 절반은 국비 1176억원이 투입된다. 햇빛소득마을 ESS 구축도 같은 비중으로 국비 984억원이 배정됐다. 배전망에 접속된 농공단지, 대학가 등 중소형 부하에 ESS 등을 보급해 수요를 평탄화하는 소규모 자립형 전력망(마이크로그리드)도 구축한다. 마이크로그리드가 구축되면 배전망 전력 부하를 저감해 태양광 추가 접속 등 배전망 활용도가 높아질 것으로 기대된다. 전체 예산 중 국비는 70~100% 수준으로 투입되며 총 702억4000만원이 배정됐다. 차세대 분산형 전력망의 배전망 ESS 및 마이크로그리드 구축 등을 위한 사업자는 공모를 통해 선정하게 되며, 1분기 공고 후 2분기에 사업자가 선정될 예정이다. 정부는 전력망 건설을 대체하는 유연성 자원에 대한 별도 보상체계로 '전력망 비증설대안(NWAs)'제도를 도입한다. 배전망에 ESS가 구축되면 태양광 추가접속이 가능해져, 추가접속을 위한 망 건설을 대체할 수 있다. 망 공사비에 상응하는 금액을 ESS 구축 사업자에게 보상해 주는 방식이다. NWAs는 올해 상반기부터 제주에서 시범 운영되며, 하반기까지 육지 확대를 목표로 추진해 나갈 예정이다. 경직적 접속제도의 유연화도 추진된다. 정격용량 중심의 수동적인 배전망 접속관리 제도에서 탈피, 출력제어 조건부 재생에너지 접속 허용 용량을 배전선로당 16MW까지 확대하는 방안도 추진할 계획이다. 배전망에 유연성 자원이 확대되고, 태양광이 추가 접속되는 만큼 한전 역할도 확대된다. 계통 안정화를 위해 한전은 차세대 배전망 운영시스템(ADMS)을 이용해 태양광 발전량을 사전 예측하고, 추가접속 태양광으로 인해 배전망 과부하가 예상되면 ESS 충전을 지시하게 된다. 분산 전력망에 적합한 시장제도 개편도 추진한다. 제주에서 전력수요 입찰제도를 통해 재생에너지 잉여 발전으로 가격이 떨어지면 난방 자원화(P2H), 전기차 충전(V2G) 등 다양한 수요로 이전될 수 있도록 유도해 나갈 계획이다. 최소출력 보장을 위한 발전원을 제외한 나머지 모든 발전원에 대한 가격입찰도 추진한다. 육지에서도 제주에서 추진된 재생에너지 입찰제도를 연내에 도입할 계획이다. 차세대 분산형 전력망 산업 생태계도 구축한다. 정부와 에너지 공대, 광주과기원, 전남대, 전력 공기업, 민간 기업 등이 힘을 합쳐 'K-그리드 인재·창업 밸리'를 조성할 계획이다. 차세대 기술을 실증해 볼 수 있는 실증단지(테스트베드)가 마련될 예정이다. 김성환 기후에너지환경부 장관은 “탄소중립은 우리가 지구와 미래 세대를 위해 남길 수 있는 최소한의 책임이며, 탄소중립 실현의 열쇠는 결국 에너지전환에 있다”며, “차세대 분산형 전력망은 기후위기 대응과 탄소중립 실현을 위한 맞춤형 전력망으로서, 속도감 있는 구축이 필요하다”고 밝혔다. 이어 “차세대 분산형 전력망 사업은 올해부터 본격적으로 구축되는 만큼 세계의 모범이 될 수 있도록 정부와 업계, 학계, 유관기관이 힘을 합치겠다”고 강조했다.

2026.02.20 10:00김윤희 기자

실내 액자도 6G 안테나로 쓴다...AI로 기지국 공간 배치

LG유플러스가 포항공과대학교 홍원빈 교수 연구팀과 무전력 분산형 지능형 표면(RIS)과 AI를 활용한 차세대 실내 커버리지 확장 기술을 실증했다고 25일 밝혔다. RIS는 별도의 전원이 없어도 전파를 정교하게 반사 또는 투과하며 제어해 도심 빌딩이나 지하 공간 등 음영지역에서도 원활한 신호 전달을 가능하게 하는 솔루션으로, 6G 후보 주파수 대역의 전송 효율을 획기적으로 높일 수 있는 핵심기술로 평가받고 있다. 분산형 RIS를 활용하면 6G 후보 주파수대역인 어퍼 미드밴드 환경에서 품질을 고도화할 수 있다. 어퍼 미드밴드 대역은 넓은 대역폭과 커버리지를 동시에 확보할 수 있지만 건물 벽과 유리, 도심 구조물로 인한 침투 손실과 셀 내부의 미세 음영 지역 발생이 여전히 문제로 지적돼 왔다. 특히 액자, 벽지, 간판 등 생활 속의 실내 소품 형태의 분산형 RIS를 보급하면 실내 커버리지를 크게 향상시킬 수 있다. LG유플러스와 홍원빈 교수 연구팀은 현재 RIS는 정교한 정렬이 필요해 설치 장소의 제약과 설치 소요 기간이 오래 걸리는 문제점을 분산형 RIS를 통해 개선되는 것을 확인했다. 이어 강화학습 기반 AI 알고리즘으로 기지국 위치, 실내외 구조, 주파수 대역을 고려해 RIS 배치를 최적화한 '지능형 전파 제어 인프라'로 작동하게 했다. 또한 연구팀은 분산형 RIS를 활용하면 전파 도달 과정에 장애물이 있는 실내 환경(NLoS)애서 전파 손실을 획기적으로 줄이고 커버리지를 확장할 수 있음을 확인했다. 이 기술은 6G뿐 아니라 현재 5G와 와이파이 환경에도 적용 가능해 전반적인 통신서비스 품질 향상에 기여할 수 있을 것으로 전망된다. 향후 분산형 RIS가 상용화되면 실내 환경뿐 아니라 ▲공장, 물류센터와 같은 산업 현장 ▲터널과 지하철 역사 등 공공 인프라 ▲대형 엔터테인먼트 시설 등 다양한 공간에서 저지연 균일 커버리지를 형성하며 품질 개선에 기여할 수 있을 것으로 전망된다. 이상헌 LG유플러스 네트워크선행개발담당은 “이번 분산형 RIS의 기술 검증으로 기존 RIS의 기술적 한계를 넘어 보다 넓은 커버리지 제공이 가능함을 확인할 수 있었다”며 “앞으로도 LG유플러스는 차세대 통신 기술을 선도하며, 6G 시대를 대비해 최적화된 통신 환경을 제공할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다. 홍원빈 POSTECH 교수는 “분산형 RIS 기술은 세계 최초로 무전력 전파 스킨을 지능적으로 배치·활용함을 통해 무선 통신 전파 환경을 제어해 효율적인 통신 시스템 구성을 가능케 한다는 점에서 의미가 크다”며, “특히 기존 RIS가 반드시 정렬된 설치를 요구했던 한계를 극복해, 건물 내외 어디서든 자유롭게 설치할 수 있다는 점에서 큰 혁신을 이뤘으며, 앞으로도 다양한 연구 개발을 통해 글로벌 기술 경쟁력을 확보해 나가겠다”고 말했다.

2025.12.25 09:00박수형 기자

한전, 국내 첫 '장기 배전계획' 수립 추진…분산에너지 시대 본격 준비

한국전력(대표 김동철)은 지역에서 생산한 전기를 지역에서 소비하는 분산에너지 시대에 대응하기 위해 국내 최초로 '장기 배전계획(2028년까지)'을 수립, 하반기 중 공개할 예정이라고 1일 밝혔다. 한전의 장기 배전계획은 지난해 시행된 분산에너지법에 따라 수립하는 국내 첫 법정 배전계획으로 3년 이하 단기 중심이던 기존 계획과 달리 지역별 전력 수요와 분산에너지의 향후 장기 보급 전망을 반영한 5년 단위 종합적인 계획이다. 한전은 지난해 10월부터 전국 173개 지자체와 협력해 배전망 연계 분산에너지 실태조사를 실시한 결과, 현재 약 26GW(전체 발전원의 17%) 수준이던 분산에너지가 2028년에는 약 36GW(전체 발전원의 20%)로 약 40% 증가해 기존 전기사용자뿐만 아니라 다수 발전사업자도 배전망을 이용하는 상황이 될 것으로 전망됐다. 현재 배전망에 연계된 분산에너지의 약 95% 이상은 태양광으로 호남권에 집중돼 있지만, 앞으로는 영남권 등 전국적으로 확산하면서 이를 고려한 전력망 운영이 중요할 것으로 예상된다. 한전은 지역별 상황에 맞는 배전망 증설과 운영계획 수립이 필요함에 따라, 제11차 전력수급기본계획의 분산에너지 확대 전망을 반영하고 올해 상반기 중 장기 배전계획을 마련할 예정이다. 하반기에는 지역별 배전망 증설 정보와 운영 강화 방안, 신산업·분산에너지 활성화 등 주요 추진 정책을 함께 대외에 공개할 예정이다. 한전은 장기 배전계획으로 급격하게 변화하는 에너지 환경과 분산형 전원 확대에 대응하고, 국민이 신뢰하는 안정적인 배전망 운영 체계를 구축해 전력공급 기반을 강화할 수 있을 것으로 기대했다. 한전은 앞으로도 탄소중립 실현과 지속 가능한 에너지 생태계 조성에 앞장서며, 지역에서 생산한 전기를 지역에서 사용하는 분산형 전력 시스템 기반을 마련해 국민이 안정적이고 효율적인 전기 서비스를 누릴 수 있도록 한다는 계획이다.

2025.05.02 13:03주문정 기자