자원 빈국인 우리나라는 전기사용량에 있어서는 세계 7위, 1인당 전기사용량은 캐나다, 미국에 이어 3위인 대표적인 에너지다소비국가이다. 특히 전기소비의 상당량은 수도권에서 소비되고 있다.

수도권에서 소비되는 전기는 해안가에 위치하고 있는 대형 원전이나 화력발전소에서 생산해 원거리의 송전시스템을 통해 공급되고 있다. 하지만 지난 2013년 밀양 송전탑건설을 둘러싼 갈등을 경험하면서 중앙집중형 전력공급시스템을 개선해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 특히 중앙집중형 전력공급시스템은 대규모 송변전시설 건설비용이 투입되며 다양한 사회적 갈등을 일으키는 원인으로 지적된다. 

발전소 인근 주민들과 송전탑이 지나가는 주민들의 희생을 줄이면서 2050 탄소중립을 실현하고자 정부는 2020년부터 ‘분산에너지 활성화 특별법안’(이하 분산에너지법) 제정을 추진해 3년만인 지난 5월25일 국회를 통과해 6월13일 법안이 공포됐다.   

분산에너지법은 에너지 관련 첨단기술 활용을 통해 분산에너지를 활성화하고 에너지공급 안정성을 증대해 국민경제에 이바지하기 위해 제정됐다. 이는 집단에너지사업법의 목적, 취지와 맥을 같이한다. 

즉 에너지다소비지역인 수도권 인근에 열과 전기를 공급하는 기존 집단에너지사업은 송·변전 회피편익이 있으면서 사회적 갈등을 완화시킬 수 있는 대표적이 에너지사업이다. 이에 따라 공포된 분산에너지법에 대표적 분산에너지사업 유형으로 집단에너지사업을 가장 먼저 언급하고 있다. 

집단에너지사업 외에도 분산에너지법에서 규정하고 있는 분산에너지사업으로 한국지역난방공사가 추진하고 있거나 추진하려는 사업이 다수 포함돼 있어 주목받고 있다.

삼송지구와 동남권 등에 전기를 직판하고 있는 구역전기사업과 현재 연구개발과 사업화 구상단계에 있는 통합발전소(VPP), 수소발전사업뿐만 아니라 섹터커플링 기반 에너지저장(P2H, 축열조 활용) 등 수요관리사업 등이다. 

글로벌 기후위기 대응을 위한 탄소중립 추진 과정에서 에너지전환이 가속화 될 경우 최종에너지가 재생에너지 기반으로 전기화된다. 이때 변동성과 간헐성 특성을 지닌 재생에너지의 잉여전력을 소비가능 시간대로 Shift해 최종에너지 생산과 소비의 수급측면에서 장주기 유연성을 제공할 수 있는 다양한 에너지저장장치가 필요하다.

에너지저장방식은 단순 전기저장(배터리 등)뿐만 아니라 가스(수소 등), 위치에너지(양수 등), 냉난방용에너지(열), 전기차(충방전) 등 다양한 부문과 결합(Sector Coupling)해 재생에너지의 수용성을 확대하고 최종에너지를 비용효율적으로 수급할 수 있다.

P2H(Power to Heat)는 전기보일러, 히트펌프 등 활용해 재생에너지 잉여전력을 열부문으로 연계(Sector Coupling) 수단으로 연계된 열에너지는 집단에너지(지역난방) 사용자에게 공급하거나 축열조에 저장, 활용한다. 

재생에너지 발전량 비중이 높은 유럽(독일, 덴마크 등)에서는 P2H를 상업운전 중이다. 대규모 집단에너지사업자인 지역난방공사를 활용, 대규모 사업이 가능하며 기술이 간단하고 인프라가 이미 구축돼 있어 즉시 실현 가능하다.  

이에 따라 지역난방공사는 집단에너지시스템에서는 활용하지 않은 속응성 중대형 전기보일러(P2eB)를 최초 도입·실증해 속응성 전기보일러를 활용한 전력과 집단에너지 상호간에 기여 가능한 섹터커플링시스템과 운영기술 개발에 나선다. 

재생에너지와 지역난방 보급률이 높은 유럽의 경우 히트펌프와 전기보일러를 활용해 전력-열변환 및 활용하는 P2H(Power to Heat) 운영기술을 통해 상업운전을 하고 있다.

△네덜란드 암스테르담 Diemem에 eboiler 150MW △독일 베를린 reuter CHP에 eboiler 120MW △함부르크 Karoline CHP의 eboiler 40MW △Wedel CHP의 eboiler 80MW △덴마크 Helsinge CHP의 eboiler 80MW △AffaldVarme ebiler 80MW 등 유럽 각국에서는 다양한 규모의 전기보일러를 통한 P2H기술을 활용해 재생에너지 출력제한시간을 줄이거나 지역난방으로 활용하고 있다.

전기보일러 생산기업인 Inopower사는 1.9GW 이상 크고 작은 규모의 전기보일러를 유럽 각국에 공급하고 있으며 이중 90% 이상 지역난방용 전기보일러다. 유럽에서 전기보일러는 재생에너지의 전력생산량이 높은 시간대에 나타나는 낮은 전기요금 또는 마이너스 전기요금을 활용(실시간 전력시장)해 기동하거나 30초 빠른 Ramping Speed(0→100%)를 바탕으로 전력시장에 직접 참여해 전력계통에 예비력을 제공해주는 유연성 자원으로 널리 활용되고 있다.