제주도는 2012년부터 선도적으로 ‘Carbon Free Island Jeju by 2030(CFI2030)’ 에너지계획을 발표하며 온실가스 감축과 에너지자립을 목표로 지속적인 정책들을 추진 중이다. 

2030년까지 제주도 내 전력사용량의 100%를 신재생에너지로 공급하기위해 태양광 1,411MW, 육상풍력 450MW, 해상풍력 1,895MW 외 기타 329MW 재생에너지보급이 목표다. 이러한 지속적인 신재생에너지 보급정책으로 2020년 기준 제주지역의 신재생에너지는 36% 이상 설비용량 보급과 에너지소비의 16.9%를 차지했다. 설비용량은 전국대비 30% 이상 높은 수준을 유지하고 있으며 발전량 점유율도 전국 최고다. 

그러나 2015년부터 제주도 내 신재생에너지의 급격한 보급 증가로 인한 기존 전력계통과 충돌로 발전출력제한 급증, 신재생에너지 수익성 악화, 전력계통 불안정 등 새로운 문제가 발생함에 따라 제주지역 에너지생태계의 커다란 과제가 됐다. 

2015년도 3회를 시작으로 2020년까지 총 366회(7만5,223MWh)의 출력제한이 시행됐으며 제주 HVDC 1, 2연계선의 역송 불가 및 3연계선 사업지연 등 기존 전력계통의 유연성을 확보하기 위한 대책이 늦어질수록 출력제한 비중이 크게 상승해 2030년에는 제주도 신재생에너지 예상 최대 발전량(5164GWh)의 40.2%(2,078GWh)에 달하는 출력제한이 발생할 것으로 추정되고 있다. 단기적으로 2020년 2% 초과, 2023년 역송 불가 시 16%까지 예측되며 장기적으로 2030년도 역송가능 시 30%, 불가 시 약 40%까지 예상된다. 

제주도가 시행 중인 에너지정책 및 계획은 발전 및 수송부문만 집중돼 있어 온실가스 배출 감축목표에 효과적인 대응이 필요한 상황이다. 전기에너지는 대부분 주택, 상업·공공 등 건물(냉난방, 조명, 전기제품 등)에서 사용되고 있으며 석유제품(등유, 경유, 휘발유, LPG)은 수송분야 및 건물·시설농가 열공급(냉난방)원으로 대부분 사용된다. 농업부문에 사용되는 화석에너지 중 67%는 난방에 사용되고 있으며 농업부문 온실가스 배출량은 18%로 전국대비 월등히 높은 수준이다.

우리나라 농업에너지 석유사용량은 2001년 이후 86%에서 60%로 에너지전환이 이뤄지고 있지만 제주지역은 기술개발 및 정책·제도 문제로 전환율이 저조한 상황다. 또한 최근 국제유가 증가로 농가의 난방비 부담은 지속적으로 증가하고 있으며 지역열공급사업자가 없어 열수요부문 화석연료 사용량이 많음에도 불구하고 관련 정책이나 제도가 미흡한 실정이다. 수송분야 석유제품 사용량은 친환경자동차 보급으로 대체 가능하지만 열공급분야 에너지전환 및 효율개선의 구체적인 계획과 제도 마련이 시급한 상황이다. 

제주특별자치도는 ‘발전’ 및 ‘수송연료’부문을 중심으로 신재생에너지 보급 확대 정책을 시행하고 있으나 산업구조상 열공급 비중이 높음에도 불구하고 이 부문에 대한 신재생에너지 활용 기술개발 및 보급계획이 미미한 실정이다. ‘CFI2030 수정보완계획’에는 히트펌프를 활용한 전력-열저장기술이 언급돼 있으나 구체적인 계획이나 목표치는 전무한 실정이다.

2018년 12월 수립된 2030 제주특별자치도 온실가스 감축 로드맵에는 농업분야 온실가스 감축목표를 제시했지만 난방용 화석연료사용 감축 목표는 제시하지 않았다. 이에 따라 보다 정밀하고 구체적인 기술개발·보급 계획 수립과 수요관리측면에서의 열에너지 관리체계가 마련이 시급하다.  

제주도, 청정에너지·농업문제 해결

제주도는 청정에너지 문제와 1차산업인 농업 문제를 해결해야 한다. 청정에너지 관련 △초과전력 문제 해결기술 △지역 재생에너지 발전사업자 손실 최소화 △재생에너지에 대한 가치보상체계 정립 등이 필요하며 1차산업 관련 △농업용 에너지전환 △에너지전환을 통한 에너지안보 구현 △농업부문 열관리플랫폼 개발 등이 해결해야할 과제다. 이에 따라 전력과 열에너지 최적 통합(integration)과 연계(coupling)를 위한 통합 열관리 플랫폼 구축이 필요하다. 

생산기술연구원은 과학기술정보통신부가 수행하는 문제기획리빙랩을 통해 제주지역의 현안을 해결할 통합 열관리 플랫폼 개발에 나선다. 리빙랩(Living Lab) 개념은 ‘살아있는 실험실’ 또는 ‘일사생활 실험실’, ‘우리 마을 실험실’, ‘사용자 참여형 혁신공간’ 등 다양한 개념으로 사용되고 있다. 즉 특정 공간 및 지역을 기반으로 다양한 혁신주체가 협력해 혁신활동을 수행하는 일종의 혁신 플랫폼이다. 문제기획 리빙랩은 지역주민, 지자체, 유관기관 및 연구자가 3개월 동안 지역현장에서 지속적으로 소통하면서 주민이 공감하고 체감할 수 있는 문제해결 방안을 함께 기획하는 리빙랩을 뜻한다. 

이번 리빙랩을 통해 기술 실증에 따른 열저장 및 관리측면 기술력 향상에 기여할 것으로 기대된다. 또한 신재생에너지 보급에 따라 향후 증대될 수 있는 발전 출력제약의 에너지 활용처를 발굴하고 열관리 플랫폼 구축에 따른 지역농가 소득증대에 따른 농가의 청년유입 및 제주도 내 발전 출력제약 문제도 해결할 수 있다. 특히 향후 사업확장으로 인한 일자리창출 및 고용확대는 물론 주민참여에 따른 신재생에너지 관련 지역주민 인식개선과 수용성도 증대할 것으로 전망된다.

생기원의 관계자는 “이번 리빙랩을 통해 통합 열관리 플랫폼이 개발돼 제주도 농가에 보급‧확산이 된다면 많은 농민이 정확한 에너지사용에 대한 정보를 획득할 수 있어 경영에 많은 도움이 될 것”이라며 “통합열관리 플랫폼 실증 및 정보수집에 적극 참여해 추후 제주 전역에 보급될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 

이어 “특히 통합 열관리 플랫폼이 도내에 널리 보급‧확산되고 향후 플러스 DR과 같은 수요반응제도와 연계돼 다수의 수요반응자원이 확보되면 현재와 같은 출력제한 문제가 발생하지 않고 이로 인해 발전사업자의 손실을 완화할 것”이라고 밝혔다. 이 관계자는 “향후 통합 열관리 플랫폼과 연계된 수요반응시장에 적극적으로 동참해 재생에너지보급은 물론 농업부문 탄소중립도 실현할 수 있을 것”이라고 강조했다.