독일 북해, ‘Offshore Energy Islands’가 그리는 미래 에너지 시스템의 청사진
[작성자 : 티엠넘버스 조승철] runchuls@tmnubmers.com
독일 북해에 설치된 가상의 ‘Offshore Energy Islands(OEIs)’가 장기적인 에너지 효율성과 비용 절감을 동시에 실현할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 최근 사례 연구 결과에 따르면, 이들 에너지 아일랜드는 해상 풍력 전력의 활용도를 극대화하고, 수소 생산 효율을 향상시키며, 기존 전력망의 구조적 한계를 극복할 수 있는 핵심 전략으로 부상하고 있습니다.
Offshore Energy Islands 예상 이미지 (출처: Copenhagen Energy Islands)
세 가지 시나리오로 비교한 북해의 에너지 미래
본 연구는 독일의 70GW 규모 해상 풍력 설비를 어떻게 활용하느냐에 따라 세 가지 시나리오를 구성해 비교 분석했습니다.
Offshore Energy Islands (OEIs) 시나리오 (출처: Fraunhofer IEE)
(시나리오 1) OEIs 없이 70GW의 독일 해상 풍력을 기존 독일 전력망에 연결
(시나리오 2.1) 두 개의 OEIs 설치, 일부 해상 풍력을 수소 생산에 사용. OEIs와 본토 간 전기 연결은 없음
(시나리오 2.2) 두 개의 OEIs 설치 및 본토와 전기 연결. 잉여 전력을 수소 생산 및 본토로 전송 가능
OEIs가 가져오는 세 가지 변화
연구 결과, OEIs를 도입한 시나리오 2.2가 가장 높은 효율성을 보였습니다. 특히 다음 세 가지 지점에서 주목할 만한 개선이 있었습니다.
(전력망 비용 절감) HVDC(고전압직류송전) 케이블 인프라 구축 비용을 연간 약 42억 유로(약 4,261백만 유로) 절감하는 효과가 관찰되었습니다.
(수소 생산 활용도 향상) OEIs가 직접 생산한 전기를 본토에 전송하거나 수소 생산에 병행 활용할 수 있어, 시나리오 2.1 대비 높은 전기-수소 전환율을 기록했습니다.
(전력망 운영 효율성 제고) 본토와 OEIs 간의 전력 교환 덕분에 에너지 잉여 및 손실이 최소화되었고, 국가 전력망의 장거리 전송에서 발생하는 손실을 줄이면서도 안정성을 확보할 수 있었습니다.
비용과 리스크, 여전히 존재
물론 OEIs는 장점만 존재하는 것은 아닙니다. 초기 인프라 구축에 소요되는 비용과 섬의 장기 운영에 대한 기술적·경제적 불확실성은 아직 해결 과제로 남아 있습니다. 그러나 연구진은 “장기적인 관점에서 보면 OEIs는 전력망과 수소 경제의 핵심 노드가 될 수 있다”는 평가를 내리고 있습니다.
결론
이번 사례 연구는 단순히 해상 풍력을 전력망에 연결하는 기존 방식에서 벗어나, 수소 생산과 전력 송배전을 통합적으로 고려하는 차세대 에너지 전략의 가능성을 보여주었습니다. 특히, OEIs와 HVDC 기술의 조합은 에너지 전환 시대에 가장 중요한 인프라 투자 대안으로 평가받을 수 있습니다.
출처: Fraunhofer, "German Offshore Energy Islands in the European Energy System - A case study analysis", 2024 (원문보기)
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독일 북해, ‘Offshore Energy Islands’가 그리는 미래 에너지 시스템의 청사진
[작성자 : 티엠넘버스 조승철] runchuls@tmnubmers.com
독일 북해에 설치된 가상의 ‘Offshore Energy Islands(OEIs)’가 장기적인 에너지 효율성과 비용 절감을 동시에 실현할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 최근 사례 연구 결과에 따르면, 이들 에너지 아일랜드는 해상 풍력 전력의 활용도를 극대화하고, 수소 생산 효율을 향상시키며, 기존 전력망의 구조적 한계를 극복할 수 있는 핵심 전략으로 부상하고 있습니다.
Offshore Energy Islands 예상 이미지 (출처: Copenhagen Energy Islands)
세 가지 시나리오로 비교한 북해의 에너지 미래
본 연구는 독일의 70GW 규모 해상 풍력 설비를 어떻게 활용하느냐에 따라 세 가지 시나리오를 구성해 비교 분석했습니다.
(시나리오 1) OEIs 없이 70GW의 독일 해상 풍력을 기존 독일 전력망에 연결
(시나리오 2.1) 두 개의 OEIs 설치, 일부 해상 풍력을 수소 생산에 사용. OEIs와 본토 간 전기 연결은 없음
(시나리오 2.2) 두 개의 OEIs 설치 및 본토와 전기 연결. 잉여 전력을 수소 생산 및 본토로 전송 가능
OEIs가 가져오는 세 가지 변화
연구 결과, OEIs를 도입한 시나리오 2.2가 가장 높은 효율성을 보였습니다. 특히 다음 세 가지 지점에서 주목할 만한 개선이 있었습니다.
(전력망 비용 절감) HVDC(고전압직류송전) 케이블 인프라 구축 비용을 연간 약 42억 유로(약 4,261백만 유로) 절감하는 효과가 관찰되었습니다.
(수소 생산 활용도 향상) OEIs가 직접 생산한 전기를 본토에 전송하거나 수소 생산에 병행 활용할 수 있어, 시나리오 2.1 대비 높은 전기-수소 전환율을 기록했습니다.
(전력망 운영 효율성 제고) 본토와 OEIs 간의 전력 교환 덕분에 에너지 잉여 및 손실이 최소화되었고, 국가 전력망의 장거리 전송에서 발생하는 손실을 줄이면서도 안정성을 확보할 수 있었습니다.
비용과 리스크, 여전히 존재
물론 OEIs는 장점만 존재하는 것은 아닙니다. 초기 인프라 구축에 소요되는 비용과 섬의 장기 운영에 대한 기술적·경제적 불확실성은 아직 해결 과제로 남아 있습니다. 그러나 연구진은 “장기적인 관점에서 보면 OEIs는 전력망과 수소 경제의 핵심 노드가 될 수 있다”는 평가를 내리고 있습니다.
결론
이번 사례 연구는 단순히 해상 풍력을 전력망에 연결하는 기존 방식에서 벗어나, 수소 생산과 전력 송배전을 통합적으로 고려하는 차세대 에너지 전략의 가능성을 보여주었습니다. 특히, OEIs와 HVDC 기술의 조합은 에너지 전환 시대에 가장 중요한 인프라 투자 대안으로 평가받을 수 있습니다.
출처: Fraunhofer, "German Offshore Energy Islands in the European Energy System - A case study analysis", 2024 (원문보기)
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