중국이 2030년까지 전력 시스템의 중심을 석탄에서 풍력·태양광 등 신재생에너지로 전환하는 대규모 전력망 개편 계획을 공개했다.
중국 국영 전력망공사 산하 중국전력과학연구원 연구팀은 16일(현지시간) 국제학술지 '엔지니어링'(Engineering)에 2030년 국가 온실가스 감축 목표(NDC) 달성을 위한 전력망 전환 시나리오와 핵심 기술 요건을 담은 연구 결과를 발표했다.
연구에 따르면 중국의 전력 공급원은 풍력과 태양광이 보조 에너지원에서 주요 설비 및 발전량의 큰 부분을 차지하는 핵심 에너지원으로 바뀐다. 반면 기존 기저부하를 담당하던 석탄 화력발전소는 점차 유연한 규제 자원으로 역할이 전환된다.
전력망 구조도 크게 변한다. 사막이나 해상 등에서 생산된 대규모 전력을 장거리로 보내기 위해 초고압직류송전(UHVDC) 선로가 대폭 확충된다. 배전망 역시 기존의 수동적 전력 공급 시스템에서 분산형 태양광, 에너지저장장치(ESS), 전기차 충전 시설 등을 능동적으로 배분하고 관리하는 플랫폼으로 진화한다.
연구팀은 2030년 전력망의 모습을 5가지 대표 시나리오로 제시했다. 구체적으로는 △사막·암석 지대 대규모 풍력·태양광 기지 송전 △대규모 심해 해상풍력발전 송전 △중국 서남부 대규모 수력발전 기지 송전 △초고압직류송전을 통한 도심 부하 중심지 전력 공급 △고비율 분산형 신에너지 활용 등이다.
이러한 대전환에는 기술적 난제도 뒤따른다. 신재생에너지의 간헐적 특성은 실시간 전력 수급 균형을 맞추기 어렵게 만든다. 또한 전력전자 설비 중심의 약한 전력망 구조는 전압 및 주파수 불안정 위험을 높인다.
이에 연구팀은 해결 과제로 세 가지 기술 방향을 제시했다. 먼저 안정적 전력 공급을 위해 극한 기상 조건에서의 신재생에너지 발전량 예측 정확도를 높이고, 유연한 자원 배분 기술을 개발해야 한다고 지적했다.
이어 전력망 안정을 위해 전력전자 설비 중심 시스템의 안정성 메커니즘을 규명하고, 재생에너지 발전소의 '계통 형성'(grid-forming) 기술을 확보해야 한다고 강조했다. 이 외에 심해나 지진 다발 지역 등 열악한 환경에 설치될 송배전 설비의 신뢰성과 내구성 향상도 과제로 꼽았다.