충전인프라 모델 제안 - 에너지 자립호 모델 ①

에너지 자립섬 프로젝트는 2016년 에너지신산업의 주인공이었다. 50여개의 기업이 참여했고 이 중 3개 섬이 선정되어 기 선정된 울릉도와 더불어 에너지 자립섬의 꿈을 키우게 되었다. 하지만 아직도 이 섬들의 에너지 자립을 위한 건설은 시작되지 않고 있다. 한전과의 PPA(Power Purchase Agreement) 계약이 아직 이루어지지 않고 있어 선정된 사업자들이 선뜻 투자를 하지 못하고 있는 것이다. 에너지 자립섬의 기본 계획은 신재생에너지와 ESS 그리고 기존의 디젤발전기를 결합하여 한 발짝 진보된 클린에너지 섬을 만들어보자는 의미였다. 육지에서 수입된 디젤유가 여전히 공급되어야 하므로 정확한 의미에서의 자립섬은 아니었다. 하지만 이를 자립섬이라 불렀다. 그 이유는 무엇일까? 북유럽에서 이미 이뤄지고 있는 자립섬의 맹아를 찾고 작은 성공경험을 만들어주기 위함이었을 것이다.

이런 에너지 자립섬의 개념이 충전소에서도 만들어지고 있다. 테슬라는 정확하게 에너지 자립호라는 개념을 쓰고 있지 않지만 새로운 태양광 패널(솔라 루프, Solar Roof)과 가정용 ESS인 파워월2(Powerwall 2)를 소개하면서 4인 가족 기준의 에너지 소비를 해결할 수 있다고 발표했다. 물론 태양의 자원이 충분한 미국 특정지역의 예이겠지만 에너지 자립호의 개념이다. 물론 이 집(호)은 전력시스템에 연결되어 있다. 진정한 자립호라면 이 연결을 끊을 것이고 그 결과 전력시스템에 연결되었기에 지불하는 기본요금도 내지 않을 수 있을 것이다. 하지만 여전히 연결되어 있다. 특정 계절에는 태양자원이 적을 수도 있고, 또 에너지를 축적하는 ESS인 파워월2가 고장 날 수도 있기 때문이다.

그렇다면 이 테슬라의 태양광 패널과 파워월2를 설치한 가구가 테슬라의 보급형 전기차인 모델3를 가지고 있다면 어떤 일이 벌어질까? 이론적으로 태양광 패널을 통해 파워월2에 축적된 전기에너지를 가장 쉽게 사용할 수 있는 수요대상은 전기차인 모델3이다. 심지어 (아직 알려지지는 않았지만) 모델3가 파워월2에 접속되어 있다면 태양자원의 직접 충전도 가능할 것이다. 즉, 이 가구의 자동차를 활용한 생활반경이 충분히 크지 않다면 태양자원을 활용한 신재생에너지 충전소가 집안에 존재하게 되는 것이다. 만약 여름에 불볕더위가 계속되다 가정하면 14kWh 용량의 파워월2는 몇 시간이면 완충상태(국내에 가장 보편적인 3kW 태양광 패널을 이용해도 5시간이면 가능)에 이르게 될 것이다. 물론 이를 대비하여 ESS 용량을 증설할 수도 있지만 대신에 모델3가 파워월2에 접속되어 제 2의 ESS 역할을 할 수 있다면 우리는 추가적인 44kWh의 저장용량(테슬라 모델3의 배터리 용량은 44kWh와 66kWh 두 가지이다)을 갖게 되는 것이다. 즉, 에너지 자립호 충전소는 태양자원 에너지를 하나도 남김없이 축적할 수 있는 새로운 개념의 V2G를 구현할 수도 있다는 것이다.

에너지 자립호형 충전소는 이런 맥락에서 한국과 같이 태양자원이 부족한 지역에서 이 자원을 극대화할 수 있는 솔루션이 될 수 있을 것이다. 에너지 자립섬의 디젤발전기처럼 기존의 전력시스템에 이미 연결되어있으므로 태양자원이 부족할 때의 문제는 거의 발생하지 않을 것이고, 태양자원이 충분할 때는 생산된 모든 자원을 활용할 수 있는 기회가 될 것이다. 지난 한국의 불볕 여름을 생각해보면 이러한 가능성을 충분히 예측할 수 있을 것이다.