안녕하세요.
오늘은 미국에서 ESS Net Metering 정책에 대한 실제 사례를 분석한 글이 있어서 번역 내용으로 공유드리고자 합니다.
과거 태양광 넷미터링이라는 개념이 지속 확장되면서 미국에서도 정책적으로 많은 시도가 확대되는 것으로 보입니다.
결과적으로 민간 수요를 끌어내면서 이것이 국가적으로 Grid 전력망에서 Balance하는데 도움이 되는 점을 강조하고 있습니다. 참고하시면 좋겠습니다.
에너지 저장 넷미터링 : 왜 그렇게 가치있는지에 대한 사례
Energy storage net metering: An illustration of why it’s so valuable
By SPW | April 21, 2020
By Adam Gerza, COO of Energy Toolbase
에너지 저장 순 에너지 측정(NEM Paired Storage라고도 함)을 통해 미터의 태양광 + 스토리지 시스템을 사용하는 고객은 배터리를 방전하고 저장된 에너지를 그리드로 다시 내보내고 Net Energy Meterting Credit을 받을 수 있습니다(배터리가 태양광으로부터 100% 충전될 수 있는 경우). 경우에 따라 NEM 쌍으로 구성된 저장장치는 Energy Storage System(ESS)에서 저장할 수 있는 량을 의미 있게 늘릴 수 있습니다. 아래 그림에 표시된 것처럼 에너지 저장 Net Metering 은 고객 사용여부과 관계없이 강력한 가격 신호가 존재할 때 배터리를 완전히 방전됨으로써 최대 용량을 효과적으로 활용할 수 있도록 동작합니다. .
정책 배경
NEM Paired Storage는 2019년 2월 캘리포니아 공공 유틸리티 위원회(CPUC)가 ESS를 보유한 고객이 스토리지 시스템이 태양광로부터 완전히 충전된 경우 그리드로 돌려보낸 스토리지 에너지 크레딧을 받을 수 있도록 허용하는 결정을 확정하면서 법으로 개정되었습니다. 이 정책 변경은 캘리포니아 Solar and Storage Association(CALSSA)가 NEM 페어링 스토리지의 사용 가능성을 인정하기 위해 조정 탄원서를 신청함으로써 시작되었습니다. CALSSA의 탄원서는 캘리포니아의 3대 투자자 소유 공익 사업자들의 지지를 이끌어냈고, 이는 CPUC의 결정으로 가는 길을 터주는데 도움이 되었습니다. Energy Toolbase는 해당 CPUC 판정에 명시된 자격 요건을 요약한 블로그 "CPUC가 에너지 스토리지 Net Metering을 승인한다"는 글을 게시했습니다.
몇 달 후 IOU는 NEM Paired Storage 시스템을 그리드에 상호 연결할 수 있도록 허용하기 시작했습니다. Energy Toolbase는 2019년 12월에 "California Utilities now Acceptinginging for Net Energy Metering – Paired Storage"라는 제목의 다른 블로그를 게시했습니다. 이 블로그는 유틸리티가 다음을 수행할 수 있도록 새로 만든 CRD(Certification Requirement) 표준을 포함하여 새로운 계측 및 검증 요구 사항을 요약했습니다.ESS는 완전히 PV로부터 충전됩니다. 이전에는 10kW보다 큰 ESS 시스템의 경우, 고객이 추가적으로 Metering 하드웨어를 설치해야 했는데, 이는 시간이 많이 걸리고 비용이 엄청나게 많이 들 수 있습니다.
사례 연구: NEM Paired Storage 시스템
에너지 저장 망 측정의 가치를 설명하기 위해 사용 시간(TOU) 조정 모드에서 작동하는 동일한 태양광 + 스토리지 시스템 두 개를 비교했습니다. 사례 1에서는 ESS가 그리드로 내보낼 수 없다는 가정 하에 ESS 배치설계 시뮬레이션을 실행했고 사례 2에서는 NEM Paired Storage 스토리지를 가정하여 시뮬레이션을 실행했습니다. ESS는 그리드망로 내보낼 수 있지만 PV에서 완전히 충전해야 합니다.
사례 연구에 사용된 가정은 다음과 같습니다.
Utility | Rate: Southern California Edison (SCE) | TOU-D-PRIME rate
Annual usage: 13,243 kWh
Interval data file: my house, located in Alhambra, California
PV system size: 8 kWDC
PV production profile generation: PV Watts v5 API (10 tilt, 180 south azimuth)
ESS size: 5 kW | 10 kWh
ESS dispatch profile generation: Energy Toolbase, TOU Arbitrage dispatch simulation
Case No. 1: ESS가 Grid로 송전 불가
설명은 다음과 같습니다. 위의 차트에는 10일 동안의 에너지 사용량, PV 생산, ESS 발송, 순 사용량 및 ESS 충전 상태(SoC)가 표시됩니다. 6월 27일부터 7월 6일까지입니다. 처음 5일 동안은 휴가를 떠나 사실상 소비가 없었습니다. 그 결과, ESS는 부하 상쇄를 위해 방전만 제한되었기 때문에 매일 정격 용량의 5%까지만 방전할 수 있었습니다.
SCE 주거용 TOU-D-PRIME 요금제는 연중 TOU(Time Of Use) 가격 차이가 크기 때문에 ESS 경제성에 유리한 요금입니다. on-peak vs. off-peak 차액은 여름에는 $0.26, 겨울에는 $0.23입니다. 하지만 처음 5일 동안 제가 없어지고 소비가 없었던 점을 고려하면, ESS는 수갑이 채워져 피크시간인 오후 4시에서 9시 사이에 실질적으로 퇴실할 수 있는 유리한 기회를 놓쳤습니다. 또 7월 4일, 귀국 후 오후 4~9시 사이에 자리를 비우고 사실상 사용이 없어 ESS가 다시 출동해 최대 용량을 활용할 수 없게 됐다는 점도 주목했습니다.
연간 ESS 결과 : Energy Toolbase 스토리지 시뮬레이션 엔진을 사용하여 ESS가 그리드로 내보낼 수 없는 제한을 두고 365일 배치하여 실행했습니다. ESS는 504달러의 공공요금 절감 효과를 거두어, 연간 236번의 동등한 사이클을 사이클링했습니다.
Case No. 2: NEM Paired Storage (ESS can export to grid)
설명: 같은 기간을 확대해보면, 초기 5일 동안 ESS는 완전히 사이클링되어 한낮의 피크 시간 동안 태양열로부터 완전히 충전된 후 피크 시간 동안 100% SoC에서 0%로 완전히 방전되었습니다. NEM은 스토리지 페어링을 통해 제가 휴가 중이고 소비가 없는 동안 수익성이 높은 0.26/kWh TOU 차액을 완벽하게 확보할 수 있었습니다.
연간 결과 : 우리는 ESS가 PV로부터 완전히 충전되고 ESS가 그리드로 내보내도록 하는 ESS 배치설계 시뮬레이션을 실행했습니다. ESS는 715달러의 공공요금 절감 효과를 거두며, 연간 360주기를 사이클링했습니다. 사용량이 많은 기간 소비량에 상관없이 배터리 용량을 충분히 활용할 수 있게 됨으로써 ESS-export 실행 시보다 30% 더 많은 유틸리티 비용을 절감했습니다.
참고: 이것은 선별된 예가 아닙니다. 이 비교는 제 집의 실제 사용량을 기준으로 한 것입니다. NEM Paired Storage로 인해 주택 소유자가 달성할 수 있는 비용 절감률이 훨씬 더 높은 경우는 분명히 있습니다.
NEM이 Paired Storage가 가치있는가.
위에서 설명한 것처럼, 에너지 저장 Net Metering은 가격 신호가 강할 때 아무런 제한 없이 방전함으로써 배터리의 전체 용량을 활용할 수 있게 했습니다. 이와 같은 이유로 NEM Paired Storage는 상업용 및 산업용(C&I) 고객에게도 의미 있는 이점을 제공할 수 있습니다. 특히 낮에는 대부분의 에너지를 사용하고 밤에는 크게 떨어지는 부하 구조를 가진 고객(사무실 건물)이 있습니다. 캘리포니아의 C&I 솔라 + 스토리지 고객의 경우 SDG&E의 DG-R 요금, PG&E의 B-19(옵션 R) 또는 SCE의 GS-2-TOU(옵션 E) 요금과 같은 "태양광 친화적인" 요금 옵션으로 전환하는 것이 일반적으로 경제적으로 가장 유리합니다. 이러한 "태양광 친화적인" 요금은 kWh당 더 높은 에너지 요금을 받는 대가로 kW당 수요 비용을 효과적으로 절감합니다. 따라서 TOU 재정거래 가치 스트림을 확보하는 것이 ESS 절감 기회의 훨씬 더 의미 있는 부분이 됩니다. 유틸리티 비용 절감을 극대화하기 위해 배터리 발송을 제어하는 스토리지 에너지 관리 시스템(EMS)은 수요 비용 관리와 TOU 재정 거래 가치 스트림을 모두 대상으로 합니다. Energy Toolbase에서는 사용자가 ESS 배치 시뮬레이션을 실행하는 데, ESS가 Grid로 내보내기를 제한하거나 또는 사용하게 할 수 있습니다.
마지막으로, NEM Paired Storage는 유틸리티 및 독립 시스템 운영자(ISO)에게도 상당한 이점을 제공합니다. 저장장치 시스템이 최대 용량을 할당할 수 있도록 지원하면 낮은 공급량, 높은 수요의 그리드 불균형 문제를 완화할 수 있습니다. 캘리포니아에서 "duck curve"은 초저녁부터 온라인에 들어오는 주거 부하로 인해 시스템 피크에 급격한 상승이 발생한 결과이며, 태양광 PV 생산에서 공급되는 공급은 0으로 감소합니다. 이는 NEM Paired Storage가 역할을 수행할 수 있는 완벽한 기회이며, 분산된 에너지 리소스를 도매 시장에 참여하고 수요 대응을 통해 수익을 획득할 수 있는 유틸리티 그리드 서비스 프로그램과 크게 다르지 않습니다.
Energy storage net metering is a win-win situation:
에너지 스토리지 Net Metering은 배터리가 최대 용량을 활용하고 가치를 확보하는데 극대화할 수 있도록 지원하며 전력회사의 그리드 균형을 조정할 수 있도록 도와줍니다. 바라건대, 다른 States에서 메커니즘을 법으로 규정화하여 매력적인 P가격 신호를 만들어, 모든 당사자들이 혜택을 볼 수 있도록 주기를 바랍니다.
Energy storage net metering: An illustration of why it's so valuable
By Adam Gerza, COO of Energy Toolbase Energy storage net energy metering (aka NEM paired storage) allows a customer with a behind-the-meter solar +
www.solarpowerworldonline.com
개인적으로 신재생에너지를 반영한 적극적인 전력시장 정책 반영되었으면 합니다. 환경에도 영향이 크니까요.
그럼 오늘도 좋은 하루 되세요.
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