6/5 일본 에너지 동향

※ 오탈자 및 내용 수정요청, 일본 에너지 시장에 관련된 문의사항은 언제든 환영입니다 :)

 

일본의 재생에너지 출력제한에 대한 논의 - 1부: 현황 및 평가

(https://www.meti.go.jp/shingikai/enecho/shoene_shinene/shin_energy/keito_wg/)

系統ワーキンググループ （METI/経済産業省）

제주를 시작으로 발생하고 있는 재생에너지의 출력 제한 이슈는 일본에서도 발생하고 있는 내역입니다. 일본의 경우 2018년부터 경부하기(휴일 등)에 큐슈 지역에서만 실시되고 있었으나, 사회적 비용 전반의 최소화를 위해 2021년 말 재생에너지 출력저감을 위한 대책 패키지가 수립되었으며, 시코쿠·토호쿠·추코쿠(2022/4~), 홋카이도(2022/5~), 오키나와(2023/1~), 추부·호쿠리쿠(2023/4~)에서 새롭게 출력 제어가 실시되고 있습니다. (현재 출력제어가 실시되지 않는 지역은 도쿄 및 관서뿐) 이번주에는 재생에너지 출력 제어에 대한 5/29의 논의를 2회에 걸쳐 전해드립니다.

---

1. 실시지역의 확대

최초 출력 제어가 시작된 큐슈지역은 2018년부터 2022년까지 최대 4.0%에 이르는 출력제어율을 기록하였으며, 홋카이도, 토호쿠, 추코쿠, 시코쿠, 오키나와 지역은 2022년 0.04~0.45% 수준의 출력제어율을 보였습니다. 2023년 현재 재생에너지 출력 제어는 큐슈에서 4.8%로 가장 높은 수준과 제어 빈도를 보이고 있는 가운데, 추코쿠 지역에서 그 다음으로 높은 제어 수준 (0.67%) 및 빈도를 보이고 있습니다.

[출력제어율(%) = 변동재생에너지출력제어량(kWh) / (변동재생에너지출력제어량(kWh) + 변동재생에너지실발전량(kWh)) * 100]

 

 

재생에너지 발전량은 탄소중립 목표 달성 및 다양한 정책적 수단으로 인해 지속적으로 증가하고 있으며, 현재 오키나와 및 호쿠리쿠 지역을 제외한 출력 제어 지역은 최소 수요량(2022년 4월~5월 8일까지의 수요 수준 (오키나와는 3월))을 태양광 및 풍력으로 충당할 수 있을 정도로 많은 설비가 보급되어 있는 상황입니다. 이는 향후 지속적인 출력 제어 수요가 발생할 것임을 시사하며, 현재 시행되고 있지 않은 도쿄 및 관서 지방도 시간문제라는 지적이 있습니다. 

---

2. 출력제어량의 증가

이러한 보급량의 확대로 인해 재생에너지 출력제어량 또한 증가하는 추이를 보이고 있습니다. 2022년도에 발생한 출력제어량은 약 6억kWh 수준으로, 연평균으로 산정할 경우 그 수치는 보합세를 보이고 있으나, 3~5월에 집중적으로 발생한다는 측면을 고려할 때 최대 10%까지의 제어가 요구되는 상황입니다. 이러한 수치의 변화는 태양광 및 풍력발전의 지속적인 보급확대와 더불어, 전국적으로 엄격하게 실시되고 있는 수요관리 또한 주요한 원인으로 분석되고 있습니다.

---

3. 현재까지의 관리 방안 및 평가

재생에너지 출력 제어가 지속적으로 확대될 것으로 전망됨에 따라, 일본은 (1) 공급측면에서 출력제어 시 화력 등의 감발 동시 추진, (2) 수요  대책으로 양수 및 축전지로 잉여전력의 저장, (3) 광역계통정비계획 등의 수립을 추진해왔습니다.

위 이미지는 출력제한 계획에 대한 개념도로, (1) 발전설비의 계통정보 공개 등을 통한 출력제어 효율화, (2) 화력+바이오매스 등에 대한 조정력의 확보, 초과 전력량에 대한 정산 등 미실시 수행, (3) 수요대책으로서 양수 및 축전지의 활용 극대화, 섹터커플링 도입, (4) 계통 용량확대 등의 내역이 포함되어 있습니다. 일본의 대책에는 '온라인화'라는 개념이 많이 언급되고 있는데, 전일 16시에 제어량을 확정하여 발전사업자가 당일 8~16시에 발전을 정지하는 '오프라인 제어'와 대응되는 개념으로, 당일 2시간 전 수급예측에 따른 유연한 조정을 수행하는 체계입니다.

 

현재 운영되고 있는 다양한 대책으로 인해 연간 제어율이 3~4% 수준에 그치고 있다는 점은 고무적인 상황입니다. 하지만, 현재 태양광이 재생에너지 중 높은 비중을 차지하고 있는 일본과 달리, 유럽은 풍력이 주가 되었다는 점에서 다른 관점에서의 출력 제어 대책 마련이 요구되는 상황입니다. 특히, 태양광만으로 수요를 크게 웃도는 시간대가 발생하고 있다는 점에서는 플러스 DR 등 수요 대책의 강구가 필수 불가결합니다. 향후, 재생에너지의 지속적인 보급을 위해,  지역간 연계선의 운용 용량 확대, 광역적인 운용 심화 등 다양한 대책이 강구되어야 할 것입니다.