P2G Power to Gas

독일은 이미 2014년 기준으로 전체 발전량의 27%를 재생가능에너지로 전환하는데 정책적 성공을 거뒀다고 한다.

하지만 전기의 송전 제약이나 효율저하 문제를 해결해야 하는 문제에 봉착해 있다.

그래서 P2G는 독일에서 활성화되고 있는데, 이는 높은 신재생보급률과 전력 분야 외에 가스·수송 등 호환될 수 있는 높은 유연성 등의 장점 때문이라고 한다.

P2G란 Power to Gas는 전력계통에서 수용할 수 없는 풍력·태양광 등의 출력을 이용,

물을 전기분해하여 수소를 생산·활용하거나, 생산된 수소를 이산화탄소와 반응시켜 메탄 등의 연료형태로 저장·이용하는 기술을 말한다고 한다.

전력계통에 여유가 있을 경우에는 풍력 및 태양광 발전량을 계통으로 투입하지만,

전력계통이 포화될 경우 P2G 기술을 적용하여 수소나 메탄을 얻어,

연료전지나 가스터빈 또는 수송연료 등으로 활용하는 방식이다.

위의 그림을 보면, 풍력이나 태양열로 생산된 전기는 빨간색 화살표가 가리키 듯, 송전이 되던가 물을 전기분해하게 된다.

전기분해된 물에서 수소를 추출해 탱크에 저장을 하게 된다.

저장된 수소는 우선 가스파이프를 통해 산업체로 가게 되고

가정용/건물용 연료전지를 통해 주택과 건물에 전기를 공급하기도 하고

수소탱크로리를 이용해 수소충전소로 보내져 수소전기차에 공급되기도 한다.

 

P2G가 ESS와 어떻게 다를까?

ESS가 2차전지인 관계로 전기를 전기로 저장하는 반면

P2G는 전기로 물분해를 해서 수소를 만들게 된다.

그런데 ESS는 최대 20MWH까지 저장 가능한 반면, P2G는 1GWH까지 저장이 가능해서 대용량에 적합하다.

구분	P2G	ESS	특징
저장형태	전력 → 연료	전력 ↔ 전력	P2G는 CO2 재사용 가능
기능/역할	신재생출력안정화 (송전제약 해소)	신재생출력안정화 (주파수, 예비력)	P2G : 단방P향 ESS : 양방향 (충방전)
설비용량(MW)	0.01∼1,000	0.1∼20	P2G : 대용량 가능 ESS : 소용량 한정
효율	60∼70%	85∼95%	P2G 효율은 CH4 생산기준

그리고, P2G에서는 수소만 만드는 게 아니고 메탄을 만들기도 한다.

메탄으로 만들어지면 천연가스처럼 사용된다.(하단의 연청색 화살표)