[제9회 에너지환경기술대상-과학기술정보통신부 장관상] 한국남부발전, 세계 최초 가스터빈 기반 관성모드 운전 실증 성공

▲김준동 한국남부발전 사장

한국남부발전(사장 김준동)이 에너지경제신문사가 주최·주관한 제9회 에너지환경기술대상에서 과학기술정보통신부 장관상을 수상했다.

남부발전은 세계 최초로 대용량 가스터빈을 활용한 관성모드(주파수 조정 기술) 운전 실증에 성공하며 재생에너지 확대에 따른 전력계통 안정화 문제를 해결할 차세대 기술 역량을 인정받았다.

기후변화 대응으로 태양광, 풍력 등 재생에너지 비중이 높아지면서 전력망의 주파수 변동 문제가 부각되고 있다. 재생에너지는 인버터 변환 방식으로 관성을 제공하지 못해 전력계통 안정성이 약화되기 때문이다. 이에 따라 해외 선진국들은 별도의 동기조상기(관성 제공 장치)를 설치하고 있으나, 막대한 부지·비용 부담이 따른다.

남부발전은 기존 발전 설비인 압축기, 가스터빈, 발전기를 그대로 활용하면서 전력계통에서 전력을 수전받아 관성을 공급하는 '관성모드 기술'을 세계 최초로 실증했다. 2023년 전력거래소와의 협업으로 1.1GW의 계통 유연성 자원을 제공하며 주파수 조정 기술 실증에 성공했다.

이번 기술 개발로 전국 9.4GW 관성자원 실시간 공급 체계 구축과 함께 정부 목표의 약 29% 수준(11차 전력수급계획 기준)으로, 국가 전력계통 유연성 보강비용 약 3400억 원 절감 효과가 예상된다. 이는 여의도 약 4배 면적의 태양광 발전 설비와 맞먹는다.

또한 제주 한림복합발전소에서 확보한 0.6GW는 150MW급 신규 복합화력 2기 공급 효과와 유사하다. 제주지역 계통 유연성 목표의 38%를 달성해 필수 운전 화력발전기 0.5대 대체 가능, ESS 설비 축소 및 재생에너지 출력제어 감소(19.8GWh 규모)가 예상된다.

관성모드 기술 도입으로 재생에너지 확대 과정에서 필수적인 주파수 안정성 문제 해결로 가스터빈 발전과 재생에너지가 상호 보완하며 안정적 전력공급이 가능해져 탄소중립 실현에도 기여할 것으로 기대된다.

이번 기술 실증 결과는 전력거래소의 유연성 자원 시장 제도 기본설계 용역의 기초자료로 활용해 노후 복합화력 발전소의 새로운 활용 가능성을 제시하며 좌초자산 리스크를 해소하는 방안으로도 활용될 전망이다.

한국남부발전 관계자는 “이번 관성모드 운전 기술은 세계 최초 사례로, 기후변화 대응과 재생에너지 확산에 따른 국가 전력망 안정화 방안으로서 의미가 크다"며 “앞으로도 국가 전력계통의 탄소중립·에너지전환 시대를 대비한 기술 개발을 지속하겠다"고 밝혔다.

▲한국남부발전 본사 전경

전지성 기자 jjs@ekn.kr