에너지 전환 : 유럽 전력망의 안정성 앵커로서 노르웨이 수력 발전

펌핑 스토리지 대신 수력 발전 : 노르웨이가 유럽의 전력망을 안정화시키는 방법

유럽의 에너지 전환은 상당한 도전에 직면하지만, 천연 자원은 노르웨이 수력 발전 인 성공의 핵심 역할을 할 수 있습니다. Fraunhofer Institute for Energy Management and Energy System Technology는 Hydroconnect Composite 프로젝트를 조사 하여이 자연 에너지 원이 유럽 전력망을 안정화시키는 데 크게 기여할 수 있으며 동시에 비용이 많이 드는 새로운 펌핑 메모리의 필요성을 크게 줄입니다.

유럽에서 노르웨이의 독특한 에너지 위치

노르웨이는 유럽 에너지 환경에서 특별한 위치를 차지하고 있습니다. 수력 발전으로 전기의 약 90 %가 유럽 전역에 고유 한 위치에 있습니다. 이 인상적인 숫자는 깊은 피요르드, 가파른 산 및 무한 수자원이있는 국가의 독특한 지리적 위치를 기반으로합니다. 1,600 개가 넘는 수력 발전소가 전국에 분포되어 있으며 385,000 평방 킬로미터는 독일보다 약간 큽니다.

노르웨이 수력 발전 생산은 2024 년에 157.2 테라 와트 시간으로 역사적 기록 가치를 달성했습니다. 이 금액은 독일 수력 발전을 8 배 이상 초과하지만 두 국가 모두 공간 측면에서 비교할 수 있습니다. 이 숫자가 특히 주목할만한 것은 노르웨이가 자신의 요구를 충당 할뿐만 아니라 수출을위한 상당한 잉여를 생성한다는 사실입니다. 이 나라는 이미 약 14 시간의 테라 와트 시간의 전기를 수출하고 있으므로 유럽에서 가장 큰 전기 수출국입니다.

노르웨이 수력 발전 시스템은 1,000 개가 넘는 물 저장소에서 인상적인 저장 용량을 가지고 있으며, 이는 연간 전력 소비의 최대 70 %를 저장할 수 있습니다. 이 자연 상점은 세계의 다른 사람들이 필사적으로 수색하는 유연성을 제공하지만 노르웨이에서 수십 년 동안 이용할 수있었습니다.

유럽 ​​에너지 전환의 도전

2050 년까지 기후 중립의 목표를 달성하기 위해서는 유럽의 풍력 및 태양 광 발전의 확장 률이 오늘날 4 ~ 5 배 증가해야합니다. 그러나이 대규모 변화에는 근본적인 도전이 있습니다. 바람과 태양은 필요하지 않은 날씨에 따라 전기를 생산합니다. 이 변동성에는 수요와 수요 사이의 변동에 빠르게 반응 할 수있는 유연한 솔루션이 필요합니다.

재생 가능한 에너지의 예측 불가능 성은 현재 값 비싼 문제로 이어집니다. 독일에서는 2017 년 네트워크 과부하로 인해 전환 해야하는 풍력 터빈 감소에 대한 보상은 2017 년에 약 6 억 6 천만 유로입니다.이 상황은 유럽 에너지 시스템에서 유연한 메모리 및 보상 메커니즘에 대한 긴급한 요구를 보여줍니다.

유럽에서 풍력과 태양 에너지의 설치된 성능은 2050 년까지 3 배 이상 증가하여 1,800 기가 와트로 성장할 수 있습니다. 그러나이 거대한 용량은 안정적이고 신뢰할 수있는 에너지 시스템을 보장하기 위해 적절한 유연성 메커니즘으로 보완되어야합니다.

Hydroconnect : 에너지 미래를위한 과학적 기초

노르웨이 과학 기술 대학과 트렌토 대학이 참여한 Sintef Energy Research는 국제 연구 프로젝트 Hydroconnect가 노르웨이 수력 발전이 유럽 기후 중립에 어떻게 기여할 수 있는지 체계적으로 조사했습니다. 연구원들은 2030 년과 2050 년 동안 850 개 이상의 수력 발전 시스템과 3,600 개 이상의 개별 저수지가있는 포괄적 인 데이터베이스를 사용하여 1550 년 동안 15 개의 다른 시나리오를 분석했습니다.

결과는 인상적입니다. 11 개의 Gigawatts에 의한 노르웨이 수력 발전의 확장과 상호 연결부의 해당 확장은 광전지, 전기 분해 및 배터리 저장에서 약 70 기가 와트의 추가 용량으로 감소 될 수 있습니다. 이 숫자는 엄청난 체계적인 부가 가치, 유연한 수력 발전소 및 유럽 인근 시스템과의 연결을 보여줍니다.

이 프로젝트는 정교한 모델링 도구, 특히 에너지 시스템 모델 범위 시나리오 개발을 사용하여 다양한 미래 시나리오를 분석했습니다. 기술적 측면뿐만 아니라 온실 가스 배출, 전기 가격 및 노르웨이 해역에 대한 환경 영향도 체계적으로 평가되었습니다.

펌핑 메모리 : 유럽의 과소 평가 잠재력

주의는 종종 새로운 기술에 중점을 두지 만 유럽에서는 펌핑 된 저장 발전소 형태로 미사용 잠재력이 크게 있습니다. 유럽의 한 연구에 따르면 EU 15 개국과 노르웨이와 스위스의 펌핑 된 저장 발전소의 가능한 위치에서 2,291 기가 와트 시간의 인상적인 잠재력을 확인했습니다. 가장 큰 잠재력은 노르웨이 남부에서 1,242 기가 와트 시간이며, 이는 전체 잠재력의 54 %입니다.

이 용량은 유럽의 현재 펌프 저장 용량보다 7 배나 높으며 몰타에 1 년 동안 전기를 공급하기에 충분합니다. 리튬 이온 배터리로 동일한 에너지 저장 용량을 달성하려면 일반 전기 자동차의 9,500 만 배터리가 필요합니다.

펌핑 된 스토리지 발전소는 현재 경제적으로 고려되지 않은 후에 컴백을 경험하고 있습니다. 그러나 이것은 에너지 전환에서 점점 더 중요 해지고 있기 때문에 빠르게 변화합니다. 이 기술은 간단하지만 효과적입니다. 과도한 전기는 물을 더 높은 저장 레이크로 펌핑합니다. 필요한 경우 터빈을 통해 흐르고 전기를 생성합니다.

예를 들어, 오스트리아에서 에너지 공급 업체 네트워크는 카린트 알프스의 펌핑 된 스토리지 발전소의 현대화에 2 억 유로 이상을 투자합니다. 이 시스템은 이제 1.5 기가 와트의 터빈 출력을 가지고 있으며 수백 개의 풍력 터빈의 전기 잉여를 일시적으로 저장할 수 있습니다.

상호 연결자 : 유럽의 전력 교량

노르웨이 수력 발전의 핵심은 국가 전력망을 연결하는 강력한 잠수함 인 So -Called Interconnectors에 있습니다. 이러한 "파워 브리지"는 국가 네트워크를 더 안전하게 만들뿐만 아니라 유럽 전기에서도 저렴합니다.

가장 두드러진 예는 2021 년 4 월부터 독일과 노르웨이를 직접 연결 한 Nordlink입니다. 623 킬로미터의 서브 마린 케이블은 최대 1,400 메가 와트를 전송하여 전기로 360 만 가구 이상을 공급할 수 있습니다. 약 20 억 유로의 투자 비용은 노르웨이와 독일 파트너 사이의 동등한 부분으로 공유됩니다.

기능적 원칙은 우아합니다. 독일 북해 연안에 양털이 있고 풍력 터빈이 여전히 서있을 때 노르웨이의 수력 발전소가 들어갑니다. 그러나 독일이 너무 많은 풍력 발전을 일으키면 노르웨이로 흐르면 수력 발전소가 일시적으로 폐쇄 될 수 있습니다. 노르웨이 피요르드는“가상 메모리”역할을합니다.

노르웨이는 이미 Norned (2008 년부터)을 통해 네덜란드와 함께 여러 연결을 통해 덴마크와 새로운 케이블을 통해 영국과 함께 유럽 전력 그리드에 이미 연결되었습니다. 이 네트워킹을 통해 다른 국가의 풍력과 태양 에너지의 변동을 보상하기 위해 유연한 노르웨이 수력 발전을 최적으로 사용할 수 있습니다.

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에너지 전환의 핵심으로서의 유연성

수력 발전은 가장 유연한 재생 가능 에너지 공급원입니다. 단기간 동안 에너지 만 절약 할 수있는 배터리 저장과 달리 수력 발전소는 밀리 초에서 전체 계절까지 광범위한 시간으로 유연성을 제공합니다. 이 속성은 네트워크 안정성을위한 필수 불가결 한 빌딩 블록입니다.

노르웨이 수력 발전은 몇 분 안에 요구의 변동에 반응 할 수 있습니다. 유럽에서 바람과 태양이 거의 없으면 전기를 크게 수출 할 수 있으며, 공급 과잉이있을 때 그 반대도 마찬가지입니다. 이 능력은 노르웨이가 기후 중립적 인 네트워크 유럽 에너지 시장의 중앙 선수로 만듭니다.

수력 발전의 유연성은 순수한 발전을 훨씬 뛰어 넘습니다. 수력 발전소는 주파수 축산, 전압 축산 및 맹인 성능 보상을위한 제어력을 포함한 다양한 시스템 서비스를 제공 할 수 있습니다. 이러한 서비스는 안정적인 네트워크 운영에 필수적이며, 특히 휘발성 재생 가능 에너지의 비율이 증가함에 따라 필수적입니다.

경제적, 정치적 차원

그러나 노르웨이 수력 발전이 유럽 전기 시장에 통합되는 증가는 또한 어려움을 초래합니다. 노르웨이 인구는 전기 가격 상승을 경험하고 대량의 전기가 수출됩니다. 이 상황은 정치적 긴장을 일으켰으며 심지어 노르웨이 정부의 휴식에 기여했습니다.

EU-Critical Center Party 및 기타 당사자는 수력 보호금이 해외에 판매되기 때문에 노르웨이 가구가 더 높은 전기 가격을 지불해야한다고 비난합니다. EU 요구 사항은 노르웨이 의이 매장량에 대한 통제를 제한합니다. 노르웨이 재무 장관은 심지어 정부 붕괴에 대한 EU 에너지 정책을 비난했다.

이러한 정치적 도전에도 불구하고 통합의 경제적 이점은 여전히 ​​남아 있습니다. 11 기가 와트의 수력 발전 및 새로운 인터커니터의 확장은 시스템 비용을 줄이고 전기 가격과 유사하며 낮은 풍력과 태양 에너지의 가격 절정을 약화시킵니다. 분석에 따르면 풍력이 더 많아지면 노르웨이 전기 수출이 증가하고 유럽 시스템을 안정화시키는 데 도움이됩니다.

가상 전력 저장 및 분산 솔루션

대형 수력 발전소 외에도 가상 전력 저장소도 중요합니다. 이 네트워크는 수천 개의 작은 저장 장치를 크고 지능적인 시스템으로 향합니다. 예를 들어, 독일에서는 Sonnen Company가 이미 25,000 개의 배터리를 250 메가 와트의 용량을 가진 가상 발전소에 연결했습니다.

이 분산 솔루션은 대형 수력 발전소를 완벽하게 보완합니다. 노르웨이는 수력으로 장기 안정성을 제공하지만 가상 발전소는 지역 변동에 빠르게 반응하고 유통 네트워크를 완화 할 수 있습니다. 중앙 노르웨이 수력 발전과 분산 스토리지 솔루션의 조합은 강력하고 유연한 에너지 시스템을 만듭니다.

환경 영향과 지속 가능성

유럽의 수력 발전은 지속 가능한 에너지 시스템의 핵심 역할을합니다. 저렴한 비용으로 많은 양의 저산소 전기를 제공하고 기후 중립 에너지 시스템의 개발을위한 사회적 지출을 제한합니다. EU위원회 (EU Commission)는 유럽 녹색 거래에 대한 수력의 중요성을 명시 적으로 확인했으며 유연하고 제어 가능한 재생 가능 에너지 공급원으로 필수 불가결임을 깨달았습니다.

방수 저수지는 전기 생성 이외의 추가 이점을 제공합니다. 홍수 방지, 관개, 물 공급 및 휴식을위한 물 가용성을 확보합니다. 이 다기능 성은 기후 변화의시기에 특히 소중한 자원을 만듭니다.

HydroConnect 프로젝트는 또한 노르웨이 저수지 및 강 시스템에 대한 환경 영향을 조사했습니다. 학제 간 프로젝트는 기상학, 에너지 분석 및 환경 연구를 결합하여 날씨 데이터, 전기 생성 및 저수지의 얼음 눈물 형성과 같은 생태 요인을 연결합니다.

유럽의 수력 : 47 % 잠재력은 여전히 ​​사용되지 않습니다

유럽 ​​수력 발전에 대한 관점은 유망합니다. 아직 개발되지 않은 유럽의 경제 수력력은 기술적으로 접근 가능한 잠재력의 47 %입니다. 특히 알프스, 스칸디나비아 및 피레네 산맥에는 여전히 미사용 가능성이 있습니다.

기존 수력 발전소의 현대화는 전기 생산을 늘리고 동시에 환경 오염을 최소화 할 수있는 가장 효율적인 기회 중 하나로 간주됩니다. 속도 제어 기계율과 같은 신기술은 수력 발전소를 훨씬 더 유연하고 효율적으로 만듭니다.

유럽은 또한 혁신적인 수력 발전 개념을 선도하고 있습니다. 알페우스와 같은 프로젝트는 해수를 에너지 저장소로 사용하는 원형 해상 댐을 개발합니다. 앞으로 이것들은 수천 개의 배터리에 해당하는 추가 저장 용량을 만들 수 있습니다.

네트워크의 디지털화 및 자동화는 특히 유통 네트워크 수준에서 더 많은 유연성을 위해 분산 수력 발전소를 제공 할 것입니다. 동시에, Hydroconnect Hydropower Belt와 같은 지능형 어류 홍보 원조는 수력 발전이 생태 요구 사항을 충족하도록합니다.

기후 중립에 대한 체계적인 중요성

노르웨이 수력 발전은 앞으로 유럽의 기후 중립 에너지 시스템의 중심 구성 요소가 될 것입니다. Hydroconnect 프로젝트의 분석은 체계적인 부가가치 유연한 수력 발전소와 유럽 인근 시스템과의 연결을 분명히 보여줍니다.

덜 새로운 펌핑 저장 공장의 확장은 실제로 다른 기술의 여러 성능을 불필요하게 만들 수 있습니다. 이 발견은 에너지 정책의 기본입니다. 새로운 기술에 의존하는 대신 유럽은 기존 자연 저장 용량과 네트워크를 지능적으로 최적으로 사용해야합니다.

노르웨이 수력 발전, 현대화 된 펌핑 메모리 및 지능형 상호 연결자의 조합은 안정적이고 저렴한 에너지 시스템을 만듭니다. 이 인프라는 유럽에서 방대한 풍력과 태양열 용량을 성공적으로 통합하기위한 백본을 형성합니다.

유럽은 기존 수력 발전 용량을 네트워킹하고 현대화하는 데 대한 몇 가지 목표 투자를 통해 공급이나 경제성의 보안을 위험에 빠뜨리지 않고 기후 중립을 향한 중요한 단계를 밟을 수 있습니다. 노르웨이 수력 발전은 유럽이 성공적인 에너지 전환을 위해 긴급히 필요로하는 자연 안정성 앵커임을 입증합니다.

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