2020년 4월 30일에 작성됨 URL: http://en.cnesa.org/latest-news/2020/4/30/how-have-different-countries-facilitated-the-participation-of-distributed-energy-storage-in-power-markets
How Have Different Countries Facilitated the Participation of Distributed Energy Storage in Power Markets? — China Energy Stor
Market regulators in the United States, United Kingdom, Germany, Australia, and other countries have been active explorers of models and mechanisms which allow distributed energy storage to participate in the wholesale electricity market. The experiences o
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미국, 영국, 독일, 호주 등의 시장 규제기관은 분산형 에너지 저장장치가 대규모 전력 시장에 참여할 수 있는 모델과 매커니즘을 탐구하면서 활발히 활동해왔다. 이러한 국가들의 경험은 다른 전 세계 분산형 에너지 저장장치 시장에서 관련 시장 규칙을 업데이트하는 데 참고 자료가 되고 있다.
미국
미국은 기술과 시장 규제 양쪽에서 에너지 저장 및 분산형 에너지가 전력 시장에 참여하는 장벽을 제거하기 위한 많은 조치를 취해왔다. 기술적으로는 미국 에너지부에서 가상 에너지 저장자원의 그리드 통합을 지원하기 위한 '네트워크 최적화 분산형 에너지 시스템(NODES) 프로그램'을 발표해, 에너지 저장 등 분산형 에너지 응용 프로그램을 유연하게 조정하고 최적화할 수 있는 시스템을 개발해왔다. 이는 분산형 에너지 자원을 안전하게 통합하고 고객 전력의 품질을 유지할 수 있게 도와준다. 시장 규제 측면에서는 연방에너지규제위원회(FERC)가 2013년에 발표한 '제792호 주문 (Order)'으로 소규모 발전설비의 그리드 연결 절차를 단순화했다. 2015년에는 '제745호 주문'을 발표해 소비자 에너지 제품과 서비스가 대규모 전력 시장에서 참여할 수 있게 허용했다. 끝으로, 2016년에는 FERC가 에너지 저장장치와 분산형 에너지 참여 규칙을 종합적으로 개정하기 위한 제안을 받아들이기 시작했다.
아래에서 우리는 이러한 전력 시장 규제를 자세히 살펴본다.
2013년 11월, FERC는 '제792호 주문'을 발표해 에너지 저장 시스템을 포함한 소규모 발전설비의 그리드 연결 절차를 단순화했다. 이 정책 개발 과정에서 FERC는 에너지 저장 시스템을 소규모 발전(그리드 연결 규정 및 협약에 따라 전기를 생산할 수 있는 장비)으로 분류해야 할 문제를 해결하기 위한 세미나를 개최했다. 결국 FERC 제792호 주문은 다음과 같은 소규모 저장장치로 정의했다: 그리드에 연결한 후 전기를 생성/저장할 수 있는 장비로 출력 전력이 20MW 이하인 것을 말한다. 이러한 새로운 정의에 따라 에너지 저장 기술을 포함한 소규모 발전이 정의되어 FERC 관할 하에 그리드에 통합되어 구체적인 정책과 통합 경로를 마련할 수 있게 되었다.
2016년 1월, 미국 연방 대법원은 FERC 제745호 주문에 대한 결정을 내렸다. 이 결정은 수요 반응을 포함한 소비자 에너지 제품과 서비스가 전력 시장에서 참여하고 전통적인 발전 자원과 유사한 보상을 받을 수 있게 허용된다는 것을 의미한다. 이 결정은 재생 에너지 기술의 산업화를 촉진하고, 태양광, 에너지 저장, 에너지 관리 등 새로운 에너지 기술의 성장을 촉진하며, 수요 반응, 분산 발전, 에너지 저장 등 새로운 자원들이 전통적인 화석 연료 발전과 경쟁력을 갖추어 전력 가격을 인하시키는 데도 기여한다.
또한 2016년, 캘리포니아 독립전력시장운영자(CAISO), 펜실베이니아-뉴저지-메릴랜드 상호 연결(PJM), 뉴욕 독립전력시장운영자(NYISO)는 FERC에 제안서를 제출해 분산형 에너지 자원의 집합을 전력 시장 거래에 참여시키기 위한 시장 규제 개정을 제안했다. 이에 대한 응답으로 FERC는 2016년 11월에 에너지 저장 및 분산형 에너지 집합 참여 장벽을 제거하는 방법을 제시하는 개정 공지를 발표했다. 이 공지에서는 전기 에너지 저장을 다음과 같이 정의했다: "전기 에너지 저장 자원은 그리드에서 전기 에너지를 수신하고 저장하여 나중에 그리드에 전기 에너지를 주입할 수 있는 자원을 말한다. 이러한 자원에는 크기, 저장 매체(배터리, 플라이휠, 압축 공기, 펌프드-하이드로 등), 그리드 간선 또는 분배 시스템 상에 위치한지 여부에 관계없이 모든 유형의 전기 저장 기술이 포함된다." FERC는 분산형 에너지 시스템에 대해 RTO/ISO마다 "분산형 에너지 자원 집합 참여를 최적화할 수 있는 참여 모델에 따라 분산형 에너지 자원 집합 참여자를 시장 참여자 유형으로 정의해야 한다"는 제안을 했다. 이 공지에서는 분산형 에너지 집합이 전력 시장에서 참여하기 위한 자격, 용량 요구 사항, 각 당사자 간의 조정, 계약 등과 관련된 주제에 대한 제안을 제공한다. 이러한 주제는 아래 표에 나와 있다.
2018년 2월, FERC는 "Regional Transmission Organizations(RTOs) 및 Independent System Operators(ISOs)에서 운영하는 시장에서 전기 저장 자원 참여에 관한 최종 규칙"인 '제841호 명령'을 발표했다. 이 규칙은 RTO와 ISO가 전기 에너지 저장 자원의 실체와 운용 특성을 인식하고 시장 규칙을 수립하도록 요구한다. FERC는 시장 참여 모델과 시장 규제에 대해 4가지 기준을 제시했다.
1) 모델은 RTO/ISO 시장에서 에너지 저장 자원이 가능한 모든 기술 서비스를 제공할 수 있도록 보장해야 한다(용량, 에너지, 보조서비스 포함);
2) 그리드 운영자는 에너지 저장 자원을 조정할 수 있어야 하고, 해당 자원은 기존의 시장 가격 규칙에 따라 도매 시장 정산 가격을 도출할 수 있어야 한다;
3) 모델은 에너지 저장 자원의 물리적 및 운용적 특성을 입찰 매개 변수 또는 기타 방법을 통해 고려해야 한다;
4) 시장 참여를 위한 에너지 저장 자원의 최소 용량 요구는 100kW를 초과하지 않아야 한다.
FERC는 또한 분산 에너지 자원 집합을 위한 제안을 받기 위해 새로운 규칙 제정 과정을 시작했다. 2018년 4월, FERC는 분산형 에너지 기술에 대한 세미나를 개최해 분산형 에너지 집합의 위치 요건, 분산형 에너지 연결 및 그리드 접근성, 다중 네트워크 노드에서 분산형 에너지 집합이 가능한가, 서비스의 이중 보상, 분산형 에너지 데이터 및 모델링, 연방 및 주정부 규제 경계와 조정 등과 같은 주제를 논의했다. 이 세미나 이후 FERC는 50개 이상의 댓글과 제안서를 받았고, 현재는 다음 작업 계획을 수립하기 위해 이러한 제안을 수신 및 평가하는 단계에 있다.
영국
미국의 FERC에서 발표한 일련의 명령과는 달리, 영국의 가스 및 전력 시장청(Ofgem)과 비즈니스·에너지·산업전략부(BEIS)는 2017년 7월 "스마트 시스템 및 유연성 계획"이라는 계획을 발표했다. 이 계획은 "저장 등 스마트 기술 장벽 해소, 스마트 가정 및 기업 지원, 새로운 기술과 사업 모델에 대한 에너지 시장 접근성 개선"을 통해 주로 영국의 스마트하고 유연한 에너지 시스템 구축을 촉진한다. 이 계획은 영국의 에너지 저장 시장 촉진을 위한 가장 중요한 프레임워크 문서이며 영국 전력 시스템의 주요 문제를 해결하는 역할을 한다.
시장 진입 장벽을 낮추기 위해, 이 계획은 정부가 에너지 저장 및 수요 반응 장비의 시장 진입 및 관리 요건을 낮추는 것, 수요 반응 공급 업체가 자산을 재할당할 수 있도록 하는 것, 용량 시장과 보조 서비스 간의 수익 적립 허용 등을 제안한다. 이 계획 발표 후, 많은 에너지 저장 프로젝트가 용량 시장과 보조 서비스 시장에 참여하기 시작했다.
2017년 12월, 비즈니스·에너지·산업전략부와 국가 전력망은 T-4 용량 시장의 30분짜리 배터리 저감계수 (de-rating factor) 를 현재 등급의 96%에서 17.89%로 낮출 것을 발표했으며, T-1 용량 시장에서는 21.34%로 낮출 것이다. 4시간 이하의 지속 시간을 가진 에너지 저장 시스템은 보상이 감소하게 되어, 에너지 저장 응용 분야가 용량 시장에서 에너지 차익거래를 위해 도매시장 및 보조서비스 시장으로 도망치는 상황이 벌어졌다.
이 시장 변화에 대응하고 분산형 에너지와 다른 부하 측 자원이 균형 시장에 참여하는 장벽을 제거하기 위해 국가 전력망인 National Grid는 2018년 5월에 보고서를 발표하며 균형 시장 진입 요건을 완화하기로 결정했다. 이 보고서는 "가상 리드 파티(Virtual Lead Party)"라는 새로운 시장 참여자 범주와 "보조 균형 메커니즘 유닛(Secondary Balancing Mechanism Units, SBMU)"라는 새로운 균형 시장 서비스 제공자를 발표했다. SBMU는 최소 1MW의 크기를 가지며, 독립적으로 또는 집적된 리소스로 작동할 수 있다. 추후, 그리드 연결 지침은 보다 간단하게 개정되어 집적자가 균형 시장 (balancing market) 에 참여하는 과정을 명확하게 하게 된다.
독일
독일은 "커뮤니티 에너지 저장" 및 "가상 발전소"와 같은 모델을 먼저 시도한 나라 중 하나이다. 이러한 노력들은 분산형 에너지 저장이 전력 시장에 참여하는 데에 많은 장애물이 있다는 것을 드러냈다. 최근 몇 년간, 독일은 시장 규정을 수정하여 분산형 에너지 자원이 전력 시장에 더 쉽게 참여할 수 있도록 노력했다. 그 중 가장 중요한 변화 중 일부는 독일 연방네트워크청이 보조 주파수 제어의 입찰 시간과 최소 입찰 금액을 업데이트한 것이다.
2018년 7월부터, 2차 및 3차 주파수 제어 입찰 시간은 주간 일정에서 매일 일정으로 조정되었다. 또한, 경매 시간은 하루에 6회의 4시간 주기로 조정되었다. 입찰은 납기 전 주에 오전 10시부터, 납기 전날 오전 8시까지 진행된다.
또한, 2018년 7월부터 연방네트워크청의 승인을 받은 소규모 서비스 제공업체는 이전의 최소 입찰 크기인 5MW보다 작은 2차 및 1분 주파수 제어 예비 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 입찰은 각 주파수 제어 지역 및 납기 기간마다 제공자가 주파수 제어 제품 당 하나의 입찰만 제출하도록 조건이 부여되어, 대용량 에너지 저장소가 입찰에 참여하려는 경우 작은 단위로 분할될 수 없게 되어 있다.
이러한 규제 조정으로 소규모 재생 에너지 시스템, 수요 측 관리 시스템, 배터리 에너지 저장 등의 운영자들이 부수적 서비스 시장에 참여할 기회가 생기게 되었다. 매일 입찰과 더 짧은 서비스 제공 기간은 이용 가능한 에너지 저장 용량이 더 많은 대상 시장에 참여할 수 있게 해주었으며, 집적된 저장용량의 수익 기회를 늘려주는 데에 도움이 되었다.
호주
호주는 더 개방적인 시장을 허용하는 규제 변화를 통해 에너지 저장 참여를 촉진했다. 이러한 규제 변화는 공정하고 합리적인 경쟁 환경을 유지하고 새로운 시장 주체 범주를 만드는 데 중점을 두고 있다.
2016년 11월, 호주 에너지 시장 위원회(AEMC)는 보조 서비스를 기존 공급 소스 시스템에서 풀어내어 대규모 발전회사 이외의 시장 중심적 보조 서비스 제공업체가 참여할 수 있도록 하는 "국가 전기 개정 규칙 2016"을 발표했다. 호주 주파수 규제 보조 서비스 규정을 개정한 후, 시장 참가자들은 한 지역에서 보조 서비스를 제공하거나 여러 지역의 부하 또는 발전기를 결합하여 서비스를 제공할 수 있게 되었다. 이 규칙은 2017년 7월부터 시행되어 에너지 저장이 보조 서비스 시장에 참여하는 기회를 크게 높였으며, 주파수 조절 서비스 자원의 공급을 늘리고 시장 가격을 낮추는 데에도 도움이 되었다.
합리적인 경쟁 환경을 조성하기 위해, AEMC는 2017년 8월 "국가 전기 개정 규칙 2017 (에너지 서비스의 경쟁 가용성)"을 발표했다. 이 규칙은 다음과 같은 조치를 취했다.
1) 그리드가 behind-the-meter 리소스를 소유하거나 제어하는 것을 제한하고, 소비자가 자산 이용을 더욱 제어할 수 있도록 해준다.
2) 분배 시스템 운영자의 behind-the-meter 리소스 이용이 규제자에 의해 허가되지 않은 불합리한 보상(즉, 정규제기관이 승인하지 않은 보상)을 얻는 것을 제한한다. 분배망 운영자는 이러한 서비스를 소비자나 다른 에너지 공급업체로부터 구매해야 한다.
3) 에너지 규제 프레임워크의 명확성과 투명성을 향상시키고, 경제 규제의 대상이 되는 에너지 서비스의 범위를 정의하고, 에너지 시장 개방의 경계를 정의한다.
4) 시장 경쟁을 촉진하여 고급 에너지 솔루션의 혁신과 응용을 촉진한다.
5) 분배 회사가 behind-the-meter 리소스가 여러 서비스를 제공하는 것을 제한함으로써 그리드 이익을 최대화하는 것을 방지한다.
6) 소비자가 에너지 공급 방법을 선택할 때 시장 방법을 이용하는 것을 지원한다. 이 규칙은 behind-the-meter 리소스의 소유권과 제어를 정의하고, behind-the-meter 리소스가 제공할 수 있는 서비스 범위를 명확히 함으로써 전력 시장에 참여할 때 불공정한 경쟁으로부터 behind-the-meter 리소스를 보호하기 위한 것이다.
또한, AEMC는 현재 규칙을 개정하여 수요 반응 자원이 대규모 에너지 공급자와 직접적으로 입찰할 수 있도록하는 "수요 반응 서비스 제공업체(Demand Response Service Provider, DRSP)"라는 새로운 시장 주체를 만들기를 희망하고 있다. DRSP의 생성은 수요 측이 더 많고 더 투명한 시장 기회를 제공받을 수 있게 하며, 대규모 에너지 공급자들이 인위적으로 높은 가격을 부과하지 못하도록 하며 전력 시스템 안정성을 유지하기 위해 더 많은 경쟁을 유도할 것이다.
요약
소비자 측면에서 분산된 에너지 저장소가 많은 만큼, 많은 나라들이 분산된 에너지 저장소를 집합시켜 발전소 시장 거래에 참여하는 문제에 직면하고 있다. 미국, 영국, 독일, 오스트레일리아 등의 나라들은 진입 장벽을 낮추고, 새로운 시장 엔티티 범주를 만들며, 분산된 에너지 저장소를 더 많은 시장에 개방함으로써 발전소 시장에 참여하는 분산된 에너지 저장소의 장벽을 없애기 시작했다. 그러나 분산된 에너지 저장소는 다양한 기술 장비, 작업 조건, 기술적 특성뿐만 아니라, 에너지 저장 장비 소유자, 집합 업체, 분배 회사 및 RTOs/ISOs와 같은 다양한 시장 엔티티 및 에너지 시장, 부가 서비스 시장 등과 같은 다양한 수익 범주를 포함한다. 이처럼 많은 요소들이 존재하기 때문에, 미래의 전력 시스템은 분산된 에너지 저장소의 가치를 극대화하기 위해 기술, 시장 모델, 정책 및 시장 규칙에서 더 큰 조정과 최적화가 필요하다.
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