1. 프로젝트 소개

1.1 프로젝트 배경

1.1.1 제품 소개

전통적인 피크 절감 저장 전력소와 신재생 에너지 발전소와는 달리, 독립 주파수 조정 저장 전력소는 기본적인 발전 기능이 없으며 전력량과 피크 절감 시장 거래에 참여하지 않는다. 그 100%의 출력 능력은 전력 주파수 조정에만 전량 사용되며, 특히 전력망의 주파수 안정성에 가장 직접적이고 효과적인 1차 주파수 조정 역할을 한다. 독립 주파수 조정 저장 전력소의 1차 주파수 조정 응답은 실제로 수배 또는 수십 배의 출력 능력을 가진 신재생 에너지 발전소가 하는 주파수 조정 작업을 대체한다. 이는 성급 전력망과 지역 전력망 관점에서 전력망의 주파수 안정 문제를 해결하며, "이중 탄소" 목표 달성에 기여한다.  

프로젝트의 주요 고객층은 전력망 회사, 대형 신재생 에너지 발전소 운영자 및 전력 품질 향상을 원하는 산업 사용자들이다. 전력망 회사는 전력 시스템의 핵심으로, 독립 주파수 조정 저장 전력소가 제공하는 주파수 안정 서비스의 직접적인 혜택을 받으며, 이를 통해 전체 전력망의 운영 효율성과 신뢰성을 향상시킨다. 풍력 발전소와 태양광 발전소와 같은 대형 신재생 에너지 발전소는 발전의 불안정성과 간헐성으로 인해 전력 주파수 조정에 대한 긴급한 수요가 있으며, 독립 주파수 조정 저장 전력소는 이들의 이상적인 협력 파트너가 될 것이다. 또한 정밀 제조, 데이터 센터 등 전력 품질에 대한 요구가 엄격한 일부 산업 사용자들도 프로젝트의 중요한 고객이 될 것이며, 독립 주파수 조정 저장 전력소를 도입함으로써 이들의 전력 공급 안정성과 연속성을 보장할 수 있다.  

위 사용자들은 프로젝트가 제공하는 서비스의 품질과 효과에 따라 해당 비용을 지불할 것이다. 종합적으로 볼 때, 프로젝트의 수익 계산은 서비스 내용, 서비스 효과 및 시장 수요 등의 요소를 종합적으로 고려하여 프로젝트의 경제성과 지속 가능성을 확보할 것이다.  

1.1.2 시장 전망  

(1) 1차 주파수 조정 수요  

주파수는 전력 품질을 측정하는 중요한 지표로, 전력 시스템의 발전과 소비 간 유효 전력 균형을 반영한다. 전력망의 주파수 변화는 발전기와 부하의 안전과 경제적 운영에 큰 영향을 미친다. 시간 차원에서, 일반적인 발전기 그룹은 전력망 주파수 변화에 대해 순차적으로 회전 관성 반응, 1차 주파수 조정, 2차 (AGC) 주파수 조정 세 가지 과정을 거친다. 그 중 1차 주파수 조정은 전력 시스템의 주파수가 목표 주파수를 벗어날 때, 병렬 연결된 주체가 자동 제어 시스템을 통해 유효 출력 조정을 통해 주파수 편차를 줄이는 기능으로, 전력망 주파수 안정성에 가장 명확한 영향을 미치는 기술이다.  

전력망의 1차 주파수 조정은 고빈도, 짧은 시간, 빠른 속도, 무작위 특성을 가지고 있다. 현재 전력 시스템 조건에서, 국내 대부분 지역에서는 1차 인공 주파수 조정 사각지대인 ±0.033Hz 내에서의 일일 1차 주파수 조정 작업 횟수가 수백 번에서 수천 번에 달하며, 평균 단일 작업 시간은 수 초에서 수십 초, 최대 단일 작업 시간은 1분을 넘지 않는다.  

신형 전력 시스템과 신형 에너지 시스템 구축 작업이 진행됨에 따라, 신재생 에너지 발전 설비와 발전 비율의 지속적인 증가로 전력망 주파수 변동은 증가하는 횟수와 감소하는 단일 변동 시간의 뚜렷한 경향을 보인다. 이 문제는 발전 및 부하 예측 등 조정 수단으로 해결할 수 없으며, 반드시 병렬 연결된 주체의 자발적인 응답에 의한 1차 주파수 조정으로 실시간 유효 전력 균형을 맞추어 해결해야 한다. 저장 기술, 특히 고속 자기 부상 플라이휠을 대표로 하는 장수명 고출력 밀도 저장 기술은 그 백만 회 순환 수명과 강력한 제어 가능성 덕분에 신형 전력 시스템에서 전력 주파수 조정에 없어서는 안 될 요소 중 하나로 자리잡고 있다.  

국가전력망 동북분부의 통계에 따르면, 2022년 1월부터 2023년 10월까지 전력망 주파수가 사각지대인 ±0.033Hz를 초과한 일일 초과 횟수가 평균 1573회에 달하며, 평균 초과 시간은 약 25초였다.  

앞으로 몇십 년간 중국의 전체 사회 전력 소비량은 계속해서 안정적으로 증가할 것으로 예상되며, 풍력 및 태양광 자원의 특성에 의해 풍력 발전과 태양광 발전 등 신재생 에너지 발전 주체의 이용 시간 수는 더 이상 증가할 수 없고, 신재생 에너지 설비와 발전 비율은 여전히 장기적으로 빠르게 성장할 것이다. 전력 1차 주파수 조정 수요는 점점 더 강해지며, 향후 시장 규모는 지속적으로 성장할 것이다.

(2) 저장 기술 분석  

기술 발전에 따라 플라이휠 저장 기술은 순수 기계 플라이휠, 저속(<10000rpm) 기계 베어링 또는 혼합 베어링 플라이휠, 고속(>20000rpm) 순수 자기 부상 플라이휠을 거쳐 발전해왔다. 심양 미컨트롤을 대표로 하는 순수 자기 부상 플라이휠 제품은 전력 밀도, 에너지 밀도, 자기 부상 베어링의 작동 안정성, 전기 응답 등 여러 측면에서 큰 발전을 이루었으며, 비상 전원, 충격 부하 평탄화, 전력 주파수 조정 분야에서 활용되고 있다. 현재 저장 플라이휠의 제품 형태는 주로 고속 전력형 자기 부상 플라이휠과 저속 에너지형 자기 플라이휠 두 가지로 나뉜다.  

저속 에너지형 자기 플라이휠: 저속 에너지형 자기 플라이휠은 기계 베어링 또는 자기 힘 해제 베어링 시스템을 채택하며, 주로 중량이 큰 플라이휠의 회전을 통해 에너지를 저장한다. 회전 속도는 분당 약 5000-10000rpm이다. 플라이휠 회전자의 질량이 커서 매립식 배치가 필요하며, 플라이휠과 변환기가 분리된 구조를 채택한다. 저속 에너지형 자기 플라이휠은 저장량은 크지만, 전력 소모가 크고, 베어링에서 기계적 마모가 발생하며, 사용 수명이 짧고, 유지 보수가 어렵다.  

고속 전력형 자기 부상 플라이휠: 고속 전력형 자기 부상 플라이휴은 자기 부상 베어링 시스템을 사용하며, 플라이휴는 밀폐된 진공 용기 내에서 접촉 없이 완전 자기 부상 상태로 분당 수만 회전의 고속 회전을 한다. 자기 부상 베어링 기술을 사용하기 때문에 플라이휴는 회전 중 물리적 접촉이 없어, 가벼운 무게, 마모가 없으며, 낮은 전력 소비와 긴 수명 등의 장점을 가진다. 이는 가장 진보된 플라이휴 저장 기술 경로로, 일반적으로 표준 캐비닛 방식으로 배치된다.  

고속 전력형 자기 부상 플라이휴은 전력 분야에서 뚜렷한 장점을 가지며, 공학적 구현 가능성이 있는 유일한 플라이휴 기술 경로이다. 심양 미컨트롤 플라이휴 기술 주식회사는 국내 고속 전력형 자기 부상 플라이휴 저장 기술을 보유하고 있으며, 대량 생산이 가능한 유일한 플라이휴 저장 장비 제조 기업이다. 또한, 회전자 본체를 정밀 가공, 열 처리, 360° 비파괴 검사하는 유일한 플라이휴 저장 장비 제조 기업이다.

(3) 전력망 주파수 조정의 적합성  

독립 주파수 조정 저장 전력소는 주파수 조정 유효 변화율 공식을 기반으로 자율적으로 출력 전력을 조정하며, 현행 정책과 동북 전력망의 주파수 변동 특성에 따라, 한 번의 주파수 조정이 저장 전력소의 정격 출력의 15%~30%를 차지한다. 연속적으로 주파수 제한을 초과하는 상황을 고려하여, 고출력 밀도, 빠른 응답, 초장기 충방전 순환 특성을 갖춘 고속 자기 부상 플라이휠 저장 기술과 전력형 전기화학 저장 기술을 결합한 혼합 저장 전력소를 구축하면, 플라이휠 저장과 전기화학 저장의 각기 다른 장점을 충분히 활용할 수 있으며, 자원의 상호 보완적 활용과 효율적인 효과를 얻을 수 있다.  

실제 적용 시, 플라이휠 저장은 대다수의 한 번의 주파수 조정 요구를 커버할 수 있으며, 일정 비율의 전력형 배터리를 추가함으로써 저장 전력소의 신청 용량을 증가시키고, 드물지만 긴 시간 동안의 주파수 조정 명령과 연속 조정 명령을 처리할 수 있다. 이를 통해 주파수 조정 작업의 합격률을 보장할 수 있다.  

본 프로젝트는 송원시에 건설되며, 플라이휠 저장 기술과 고배율 배터리 기술을 활용하여 혼합 저장 주파수 조정 시스템을 구축한다. 기존 발전소보다 훨씬 빠른 주파수 조정 속도와 응답 속도, 주파수 조정 정확도를 통해, "쌍세칙"의 새로운 지침에 맞춰 지역에 우수한 주파수 조정 자원을 제공하고, 상당한 주파수 조정 수익을 얻을 수 있다. 이 프로젝트는 전력망의 운영 안정성을 높이고, 전력망이 신재생 에너지를 수용할 수 있는 능력을 증대시킬 것이다.  

종합적으로 볼 때, 본 프로젝트의 시장은 실제 발전 요구에 부합하며, 시장 전망이 매우 좋고, 프로젝트의 필요성이 크다.

1.1.3 프로젝트 건설의 유리한 조건  

(1) 정책적 우위  

《길림성 국가 경제 및 사회 발전 제14차 5개년 계획과 2035년 원대한 목표 개요》에서는 백성, 송원 등 지역의 풍력 및 태양광 자원이 풍부하고 미개발된 토지가 많은 장점을 충분히 활용하여 풍력, 태양광 발전을 대력으로 발전시키고, 성내 소비, 외부 송출, 수소 생산 3개의 천만킬로와트급 신재생 에너지 생산 기지를 건설할 계획을 제시하였다. "14차 5개년 계획"이 끝날 무렵, 풍력과 태양광 발전의 설치 용량은 3,000만 킬로와트에 달할 것으로 목표하며, 이는 장강 삼협댐 발전소의 설치 용량을 초과하는 규모이다.  

2024년 2월 7일 국가발전개혁위원회와 국가에너지국은 발전소 보조 서비스 시장 가격 메커니즘 구축에 관한 《전력 주파수 조정 보조 서비스 시장 가격 메커니즘의 구축에 대한 통지》를 발표하였다. 이 문서에서는 "주파수 조정 시장은 기본적으로 주파수 조정 거리를 기준으로 한 단일 가격 메커니즘을 채택한다"고 명시하였다. 각 발전기는 규정에 따라 자율적으로 시간대별 주파수 조정 용량과 가격을 신청하고, 시장 경쟁을 통해 청산 가격과 입찰된 주파수 조정 용량을 확정한다. 주파수 조정 요금은 청산 가격, 주파수 조정 거리, 성능 계수를 세 가지 항목의 곱으로 계산된다. "주파수 조정 서비스 가격 상한선을 합리적으로 확정하며, 주파수 조정 성능 계수는 조정 속도, 정확도, 응답 시간 등의 세 가지 세부 항목의 곱 또는 가중 평균으로 결정된다." 항목별 계수는 현지에서 성능이 가장 좋은 석탄발전장치의 주요기기 (화력저장결합장치는 포함하지 않음)에 대응되는 설계 계수를 기준으로 환산한다. “성능 계수는 2를 초과하지 않는 것을 원칙으로, 주파수 조절 마일 청소 가격 상한선은 킬로와트당 0.015위안을 초과하지 않는다.”이 정책은 성능 지표가 우수한 주파수 조정 주체에 대한 유도와 가격 경향을 분명히 하고 있으며, 보상 비용은 현행 동북 지역 전력 주파수 조정 정책보다 명확히 높은 것으로 나타난다.  

(2) 자원적 우위

송원시는 동북 평원에 위치하고 있어 지형이 평탄하며 풍력 자원이 풍부하다. 이는 풍력 발전소 건설에 있어 매우 유리한 조건을 제공하며, 과학적 계획과 합리적인 배치를 통해 이 풍력 자원을 충분히 활용하여 지역에 안정적인 전력 공급을 할 수 있다. 동시에 송원 지역은 풍력 발전 장비의 제조, 설치 및 풍력 발전소 등을 포함한 비교적 완비된 풍력 산업 체계를 이미 형성하고 있다.

(3) 인재적 장점  

송원시는 우수한 교사 인력을 보유한 중등 직업 기술 학교가 14개 있으며, 이를 통해 지역 내 기업들의 중등 전문 기술 인력 수요를 충족시킬 수 있다. 또한, 송원직업기술학교와 기술학교 등 여러 직업 고등학교는 매년 8,000명의 전문 직업 기술 인력을 양성할 수 있다. 동시에 송원시 정부는 중과학원 장춘 분원 및 길림대학교와 인재 및 과학기술 전략 협력 프레임워크 협약을 체결하였다.  

1.2 프로젝트 건설 내용 및 규모  

1.2.1 건설 규모  

혼합 저장 시스템 용량은 100MW/13.216MWh이다.  

1.2.2 건설 내용  

본 프로젝트는 116,000m²의 부지에 주로 변압기 역, 저장소, 송출 라인 등 관련 보조 시설을 구축할 예정이다.

1.3 프로젝트 총투자 및 자금조달   

프로젝트 총투자는 6억 6,200만 위안이고, 그중 건설 투자가 5억 2,960만 위안이다.

1.4 재무분석 및 사회적 평가

1.4.1 주요 재무 지표

프로젝트가 설계 생산 능력의 생산량에 도달한 후 연간 매출액 4억 1,800만 위안, 연간 순이익은 1억 3,800만 위안, 투자회수기 6.8년(납세 이후, 건설 기간 2년 포함), 투자 수익률은 20.8%이다.

설명: 표 중 “만 위안”은 전부 인민폐임

1.4.2 사회적 평가  

전력 시스템의 안정성 및 신뢰성 향상: 저장 독립 주파수 조정 발전소는 전력 시스템의 주파수 변화에 빠르게 대응하여 유효 출력을 조정함으로써 주파수 편차를 줄이고, 전력 시스템의 안정성 및 신뢰성을 효과적으로 향상시킨다. 이러한 빠른 응답 특성은 저장 주파수 조정 발전소를 전력 시스템에서 중요한 구성 요소로 만들어, 전력망에 변동이 있을 때 신속히介入하여 전력 공급의 연속성과 안정성을 보장할 수 있다.  

재생 가능 에너지의 수용 촉진: 저장 독립 주파수 조정 발전소는 에너지를 저장하고 방출함으로써 재생 가능 에너지 발전이 불안정할 때 필요한 주파수 조정 서비스를 제공하고, 이를 통해 재생 가능 에너지의 수용 비율을 높일 수 있다. 예를 들어, 장쑤성은 여름철 피크 수요 기간 동안 새로운 유형의 저장 발전소를 동원하여, 전력망의 안전하고 안정적인 운영을 효과적으로 보장하고 청정 에너지 이용을 촉진했다. 저장 독립 주파수 조정 발전소는 기술적으로 뛰어난 장점뿐만 아니라 사회적 효익 면에서도 중요한 역할을 하여, 전력 시스템의 안정적인 운영과 에너지 구조 최적화를 추진하고 있다.

1.5 협력 방식

독자, 합자, 합작 

1.6 필요한 외국측 투자 방식  

자본, 기타 방식 면담 가능

1.7 프로젝트 건설 지점  

송원시 

1.8 프로젝트 진척 상황  

프로젝트 기획서 작성 완료

2. 협력측 소개  

2.1 기본 정보  

명칭: 송원시 상무국  

주소: 녕강구 흥원로 265호 

2.2 개황  

송원은 송늑평원의 남부에 위치하며, "곡물 창고, 고기 창고, 어촌"이라는 미칭을 가지고 있다. 북위 45도에 위치한 세계적인 옥수수 벨트와 쌀 벨트에 속하며, 중온대 대륙성 몬순 기후에 속한다. 연평균 기온은 6℃이고, 서리가 없는 기간은 150일로, 연 강수량은 약 432mm이다. 전 시에는 2092.8만 무의 경지, 476만 무의 임야, 245만 무의 수면을 보유하고 있으며, 국가 대형 상업 곡물 및 기름류 생산 기지로, 연간 곡물 생산량은 156억 근에 달한다. 관할하는 네 개의 구(시)는 모두 전국 곡물 생산 우수구에 속한다. 그 중에서도 잡곡과 잡콩의 연간 생산량은 약 2억 근에 달하며, 이는 전국에서 가장 큰 잡곡 및 잡콩 집산지이다. "선덕량미" 유기농 쌀은 항주 G20 정상 회담과 하문 브릭스 국가 회담의 지정 쌀로 선정되었다.  

현재 시는 녹색 산업 도시 및 녹색 농업 도시로의 전환을 목표로, 쌀, 땅콩, 감자 등 137개의 녹색 농업 시범 기지를 건설하고 있으며, 송원, 전곽, 삼강구, 라림 네 개의 관개 지역을 중심으로 균형 있는 발전 구도를 형성하고 있다. 축산업과 수산업도 매우 발달해 있으며, 시의 연간 돼지, 육우, 양, 가금류 사육량은 각각 545만 마리, 72만 마리, 531만 마리, 4807만 마리에 달한다. 중곡그룹의 건강한 돼지 산업화, 커얼친의 만두 육우 사육, 건양 양고기 도축 및 정밀 가공 프로젝트 등 많은 프로젝트가 실현되며 송원은 축산 강시로 자리 잡고 있다. 연간 수산물 생산량은 5만 톤으로, 이는 전 성에서 가장 많은 양이다. 송원에서는 잉어, 연어, 초어 등 63종의 물고기, 특히 차간호의 화련어가 국가 AA급 친환경 식품으로 선정되었고, 차간호의 단망 얼음밑 잡는 양은 기네스 세계 기록을 갱신하였다. 차간호툰은 농업부 등 부처에서 "중국 10대 아름다운 마을" 중 "가장 아름다운 어촌"으로 선정되었다.

2.3 연락처  

프로젝트 소재시(주) 연락처:  

연락부처: 송원시 상무국 투자유치 서비스 센터  

담당자: 우리리  

전화: +86-18004388787