자가 생산 및 자가 소비 방식의 옥상 태양광 발전에 대한 이야기를 하자면, 과거에는 사람들, 기업, 심지어 전문가들조차도 전기 생산 측면과 경제적 , 환경적 측면만 생각했을 뿐, 전력 시스템 전체의 기술적 요소, 관리, 운영에 대해서는 전혀 고려하지 않았습니다.
다음 분석에서는 현재 시기에 국가 관리 기관이 사람들이 자가 사용을 위해 태양광 발전에 투자하고 개발하도록 장려하는 이유와, 사람들이 전력망에 연결하는 방식을 선택할 권리가 있지만 잉여 전력을 사고팔 권리는 없는지에 대한 추가적인 이유를 제공합니다.
베트남 옥상 태양광 발전(RTSP) 현황
통계에 따르면 현재까지 옥상 태양광 발전(RTSP)의 설비 용량은 약 7,660MWAC로 전체 설비 용량의 약 9% 이상을 차지하며, RTSP의 발전량은 국가 전력 시스템 전력 생산량의 약 4%를 차지합니다. 따라서 이 유형은 현재 국가 전력 시스템에서 상당한 비중을 차지하고 있습니다. 설비 용량 측면에서 RTSP는 풍력 및 바이오매스 발전과 같은 다른 여러 재생 에너지원보다 높은 비중을 차지합니다. RTSP의 설비 용량은 과거 베트남 전력 구조에서 큰 비중을 차지했던 소수력 발전과 가스터빈의 용량을 능가합니다.
방사선 잠재력이 높은 시기에는 태양광 PV의 용량이 지역 전력망의 흡수 용량을 초과할 위험이 있습니다.
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| 베트남 전력 시스템에서 재생 에너지원의 설치 용량 비율 |
베트남이 막대한 잠재력을 가진 재생에너지원(태양광)을 활용한 청정 전력 개발 수요를 충족하기 위한 태양광 발전 개발은 필연적인 추세입니다. 정부는 자체 생산 및 자가 소비형 태양광 발전 개발을 장려하고 있으며, 고객에게 전력망 연결 여부를 선택할 수 있도록 하고 있습니다. 단, 전력망 연결(현 단계에서는 권장하지 않음)의 경우, 초과 전력은 전력망으로 송전되며, 송전료는 0 VND입니다.
태양광 발전은 개발 과정, 특히 전반적인 에너지 정책 및 전략 수립 과정에서 반드시 고려해야 할 고유한 특성을 가지고 있습니다. 특히 태양광 발전이 전력 시스템 운영에 미치는 영향은 전력 시스템의 안전한 운영에 직접적인 영향을 미치므로 면밀히 평가해야 할 문제입니다.
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| 일반적인 운영일 동안의 재생 에너지 발전 용량에 대한 스택 차트 |
시스템 운영에 부정적인 영향을 미치는 재생에너지의 3가지 요소
재생 에너지 투자자의 관점에서 볼 때, 그들은 모두 재생 에너지의 이점을 알고 있다는 것은 명백합니다. 가장 직접적인 이점은 단 한 번만 투자하면 되고, 전력 회사에서 전기를 구매하는 데 드는 월별 비용을 줄일 수 있다는 것입니다. 또한 녹색 개발이라는 목표에 기여하고 환경을 보호하는 데 도움이 됩니다.
그러나 옥상 태양광 발전에 투자하여 전기를 사용하는 가구의 안정적인 전기 공급을 보장하기 위해서는 옥상 태양광 발전의 운영을 전체 전력 시스템 운영에 반영할 필요가 있다. 왜냐하면 국가 전력 시스템은 전국적으로 상호 연결된 시스템으로 전국적으로 통일적으로 지휘, 규제, 운영되기 때문이다.
재생에너지원에 대한 불확실성
태양광 발전은 태양 복사열에 의존하는 전기 공급원으로, 일조 시간에만 유효합니다. 밤이나 낮에 흐리거나 비가 오는 시간에는 태양 에너지의 발전량이 감소하거나 아예 없어집니다.
따라서 전력 공급을 안정화하려면 적절한 저장 장치에 투자해야 합니다. 소규모로는 배터리 저장 장치(현재 가격은 하락하고 있지만 여전히 상당히 높은 수준)를 사용합니다. 대규모로는 양수 발전 장치를 사용하거나, 기존 전력원(수력, 석탄 화력, 가스터빈)을 활용하여 태양광 발전량에 따라 전력 공급량을 증감시켜야 합니다.
태양광 발전에 투자한 가정과 공장의 경우, 태양광 발전의 불확실성은 매우 명확합니다. 흐리고 비 오는 날에는 태양광 발전 용량이 크게 감소하여 전력망에서 전기를 구매해야 합니다. 야간에는 전기 수요가 많아 전기를 저장할 방법이 없다면 전력 회사로부터 전기를 구매해야 합니다.
반대로, 일사량이 높은 시간대에는 옥상 태양광 발전원이 높은 발전량을 발생시켜 옥상 태양광 발전 투자자에게 유리합니다. 그러나 이때 전체 시스템 용량이 부족하면 과잉 발전으로 이어져 발전 용량을 줄여야 합니다. 전력 계통 배전 부서는 이제 두 가지 선택지를 갖게 됩니다. 기존 발전소의 용량을 줄이거나, 재생에너지원의 용량을 줄이는 것입니다. 첫 번째 선택지는 매우 위험합니다. 기존의 가변형 전력원이 감축되면 옥상 태양광 발전원의 변동에 따라 전력 시스템은 수요를 감당할 수 없게 됩니다. 따라서 재생에너지원의 감축은 일반적이고 불가피한 선택입니다.
태양광 발전량이 높은 일부 국가 및 지역(예: 독일, 캘리포니아 등)에서는 과잉 공급으로 인해 재생 에너지원의 공급이 잦아지고, 이로 인해 전력 시스템 운영 비용이 증가하고 사회적 자원이 낭비됩니다. 특정 시간대의 초과 용량이 전력 시스템 전체의 초과 용량을 의미하는 것은 아닙니다. 전력 시스템은 다음과 같은 상황에 빠질 수 있기 때문입니다. 시스템 부하가 필요할 때(예: 저녁 시간대의 고부하)에는 여전히 부족하지만, 시스템 부하가 필요하지 않을 때(예: 정오)에는 초과 용량이 발생하여 공급을 중단해야 합니다.
따라서 풍력 발전이나 계통 연계형 태양광 발전과 같은 재생 에너지원이 너무 많으면 재생 에너지원과 기존 전력원(기저부하 전력이라고도 함)에 직접적인 영향을 미칩니다. 특히 재생 에너지원(재생 에너지원 포함)의 경우, 과잉 개발(투입)은 전력 수요(산출)가 낮은 시기에 과잉 발전 용량 감축으로 이어질 수 있습니다.
기존 전력원 또한 심각한 영향을 받습니다. 태양광 발전의 불확실성으로 인해 전력 시스템은 제어 가능한 기존 전력원(수력, 화력)을 태양광 발전량에 따라 간헐적으로 가동해야 합니다. 이는 이러한 전력원의 출력을 감소시킬 뿐만 아니라(계속해서 고부하로 가동할 수 없기 때문), 장비도 손상시킵니다(계속해서 가동 및 정지하거나 여러 번 시동을 걸어야 하기 때문).
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| 국가는 자체 소비형 옥상 태양광 발전(오프그리드) 개발을 장려합니다. |
재생에너지원의 분산
태양광 발전은 소규모, 또는 매우 작은 규모로 분산됩니다. 이는 전력원이 부하에 가깝기 때문에 유리합니다. 이상적으로는 이 전력원이 부하에 직접 사용되어 시스템으로 전달되지 않습니다. 그러나 앞서 언급한 태양광 발전의 불확실한 특성으로 인해, 적절한 저장 시스템 없이는 아무리 많은 용량을 투자하더라도 태양광 발전만으로는 일반 가정의 전력 수요를 충족할 수 없습니다. 일반 가정은 낮과 밤 모두 전기를 사용해야 합니다. 해가 지는 밤에는 일상생활에 필요한 전기 수요가 더욱 증가합니다. 더운 여름이나 추운 겨울과 같이 기후 조건이 점점 더 혹독해짐에 따라 야간 전기 수요는 더욱 증가합니다.
태양광 발전의 분산화에도 단점이 있습니다. 즉, 전력 시스템 운영에 필요한 데이터 수집 및 제어가 매우 어렵다는 것입니다. 아시다시피, 국가 전력 시스템은 중앙에서 제어 및 조절되는 시스템으로, 2,400MW 규모의 손라 수력 발전소와 같은 대규모 전력원부터 수십 kWp 규모의 태양광 발전원까지 모두 통합된 시스템으로 운영됩니다. 전구를 켜고 끄는 것부터 대형 산업 설비를 가동하는 것까지 모든 동작이 전력 수급 균형에 영향을 미칩니다. 국가 전력 시스템의 용량 균형을 맞추기 위해 배전 기관은 모든 전력원의 전력 데이터를 수집하는 시스템을 갖춰야 합니다. 태양광 발전의 경우, 산업 단지나 대규모 공장의 태양광 발전원과 같은 대규모 태양광 발전원에서만 이러한 시스템을 구축할 수 있습니다. 가정 단위의 소규모 태양광 발전원은 이러한 시스템을 구축할 수 없습니다. 배전 기관은 이러한 용량을 평가하고 예측할 수 있을 뿐입니다. 물론 예측이 완벽하게 정확할 수는 없으므로 전력 시스템 전체의 운영에 어려움이 따릅니다. 태양광 발전의 용량을 수집하거나 예측하는 것은 가능하지만, 이러한 재생 에너지원의 변화에 신속하게 대응하기 위해서는 매우 유연한 시스템이 필요하며, 그러한 시스템을 갖추려면 비용이 듭니다.
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| 변동하는 재생 에너지 전력에 대한 지속적인 백업 소스가 필요하기 때문에 전력 시스템 비용이 매우 높습니다. |
태양광 발전으로 인한 시스템 균형 조정에 많은 비용이 듭니다.
재생 에너지에 투자하는 사람은 태양광 패널의 용량은 얼마인가, 인버터(태양광 패널의 DC 전력을 전력 시스템의 AC 전력으로 변환하는 장치)의 용량은 얼마인가, 지지 프레임 시스템은 어떤가, 지붕의 하중 지지 구조는 적합한가, 화재 예방 및 소화 조건이 보장되는가, 배터리 저장 시스템에 투자해야 하는가? 등 특정 재생 에너지 시스템에 대한 투자 및 설치 비용에만 관심을 가질 뿐이다. 하지만 전력 시스템 관리 기관과 전통적인 발전소(수력 발전, 석탄 화력 발전, 가스터빈) 투자자의 관점에서 보면 재생 에너지의 개발은 시스템의 전체 비용에 대한 큰 우려를 불러일으킨다.
이 비용은 태양광 발전원의 불확실성에 대응하기 위해 기존 전력원을 준비 상태로 유지해야 하는 필요성에서 발생합니다. 배전 단위는 태양광 발전이 있는 시간 동안 일정량의 기존 전력원을 대기 또는 저용량으로 지속적으로 작동 상태로 유지해야 합니다. 따라서 발전된 전기에 대한 비용을 지불하는 대신 전력원이 이 상태를 유지하도록 비용을 지불해야 합니다. 전 세계적 으로, 특히 베트남에서는 이러한 준비 상태를 유지하는 것을 일종의 서비스, 즉 전력 시스템 보조 서비스로 간주합니다. 이 비용은 전력 시스템 보조 서비스 비용이라고도 하며 태양광과 같은 재생 에너지원의 변동성 수준에 따라 달라집니다. 재생 에너지원의 변동성이 클수록 비용 규모는 커집니다. 계산 관점에서 각 원인에 대해 비용을 계산해야 하는 경우, 재생 에너지원 투자자는 안정적인 전력 공급을 유지하면서 재생 에너지원의 정상적인 작동을 유지하는 시스템 비용을 실제로 지불해야 합니다.
위에서 언급한 보조 서비스 비용 외에도 전력 시스템은 전력원과 전력망의 기회비용에도 영향을 받습니다. 특히 전력원과 관련하여, 옥상 태양광 발전과 같은 전력원의 등장은 기존 발전소에 전력을 공급해야 하는 부담을 공유했지만, 이러한 발전소의 발전량 또한 감소시켰습니다.
전력망의 경우: 기회비용은 고객에게 전기를 공급하기 위해 (야간이나 흐린 날씨에) 여전히 전력망에 투자해야 하지만, 낮에는 전기를 판매할 수 없는 경우를 말합니다. 이는 불가피하지만, 투자 금액은 변하지 않는데 전력 회사의 발전량이 감소하면 전력망 투자율이 증가하게 되므로 모든 고객을 대상으로 투자율을 계산해야 합니다.
재생에너지의 이러한 특성은 재생에너지 개발 시 장점을 극대화하고 단점을 최소화하기 위한 신중한 접근이 필요하다는 것을 시사합니다. 재생에너지원은 부하 시 즉시 소비 가능한 수준에서만 개발되어야 합니다. 재생에너지를 대량으로 개발할 경우, 전력 시스템의 수급 균형에 큰 영향을 미쳐 불필요한 비용이 발생할 수 있습니다.
각 정책은 양면성을 지니고 있으며, 발행 시점의 구체적인 상황에 따라 달라집니다. 현재 상황과 재생에너지의 특성 및 특징을 고려할 때, 전력망에 연결된 재생에너지원의 경우, 재생에너지만 자가 생산 및 자가 소비하도록 장려해야 하며, 계통에 공급하는 것을 장려(또는 제한)해서는 안 됩니다. 계통에 공급되는 재생에너지는 "자가 생산 및 자가 소비" 기준에 부합하지 않을 뿐만 아니라, 위에서 분석한 바와 같이 전력 시스템 운영에 추가 비용을 발생시킵니다.
자가 생산 및 자가 소비 옥상 태양광 발전 정책 메커니즘은 관리 기관에서 과학적인 근거를 바탕으로 연구, 계산, 협의를 거쳐 국가 전력 시스템의 여러 목표를 달성하고 있음을 알 수 있습니다. 그러나 자가 생산 및 자가 소비 옥상 태양광 발전 개발 메커니즘을 규정하는 시행령 초안이 발표되자마자, 여론(심지어 왜곡되고 선동된)은 국가 전력 시스템의 전반적인 관리 및 운영을 고려하지 않고 "제로 가격"이라는 한 가지 측면에만 집중했습니다. 현 상황에서 당사자 간의 조화로운 편익을 보지 못했고, 특히 투자자 관점에서 시장 경제 측면만 고려했으며, 옥상 태양광 발전이 전력 시스템과 전체 사회경제 시스템에 미치는 단점과 부정적 영향을 명확하게 이해하지 못했습니다.
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