[기고] 에너지-ICT 융합형 개인 간 잉여 전력 거래 추진 및 상용화 동향
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[기고] 에너지-ICT 융합형 개인 간 잉여 전력 거래 추진 및 상용화 동향
  • 석주원 기자
  • 승인 2020.09.02 17:04
  • 댓글 0
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ICT 기술을 활용한 분산형 에너지 자원의 활성화 방안

[글=박세환 Ph.D.]
  
기술법인 엔펌(ENF) 전문위원(Chief Consultant)
  용인시정연구원 비상임연구위원
  한국생산기술연구원 클린팩토리 구축진단전문가
  한국CCTV연구소 영상보안CCTV산업발전연구회 회장
  한국산업기술진흥협회 ReSEAT프로그램 전문위원
  

이번 원고에서는 고도의 정보통신 인프라와 지식 정보 서비스 정책을 기반으로 정부 주도로 추진되고 있는 한국의 에너지-ICT 융합 산업 추진 동향과 미국, EU, 영국, 중국, 일본 등 해외 추진 동향을 중심으로 에너지-ICT 융합 지향의 IoT 추진 동향에 대해 알아본다. 아울러 ‘제2차 에너지기본계획’을 토대로 에너지-ICT 융합 플랫폼으로 자리 매김하고 있는 국내 에너지 신산업 비즈니스 모델과 미국·독일의 프로슈머(생산하는 소비자) 사례를 소개하고, 이를 토대로 에너지-ICT 융합 기술의 상용화 이슈에 대해 설명한다.

 

에너지-ICT 융합 지향의 IoT 추진 동향

1. 국내 추진 동향
한국의 에너지-ICT 융합 산업은 정부 차원에서 정보통신 인프라 고도화와 지식 정보 서비스 확대 정책을 기반으로 수립/추진되고 있다. 최근에는 사물지능통신 기반 구축 기본 계획을 수립함으로써 IoT(사물인터넷) 관련 정책 추진을 본격화하고 있다. 최종 목표는 2020년까지 경제와 산업의 생산성을 30% 이상 향상시키고 ▲국내 시장 규모 30조 원 ▲수출 기업 수 350개 ▲고용 인원 3만 명 달성을 목표로 하고 있다. 이를 위해 4개 추진 전략과 3개 과제 수행을 중심으로 Action Plan을 시행하고 있다.

2. 해외 추진동향

미국
• 각 부처별로 산발적이고 파편화된 정책을 추진하고 있으며, 민간 부문에서 IoT 관련 연구를 활발히 진행하고 있음
• 최근에는 개인정보 보호 문제가 제기되고, 다양한 주체 간 역할 조정이 필요해짐에 따라, 국가가 최소한으로 개입하는 전략을 마련하고 있음

EU
• 비교적 일찍부터 매우 적극적으로 IoT 시대를 대비하였으며, 범유럽 차원에서 추진하고 있는 R&D 프로그램을 통해 EU IoT 시장 활성화 추진
• 최근에는 디지털 단일화 시장 전략(Digital Single Market Strategy)을 통해 IoT를 EU의 글로벌 핵심 역량으로 채택하는 등 투자 확대

독일
• 산업체 주도의 Industrie 4.0 전략으로 IoT를 통해 생산 기기와 생산품 간 정보 교환이 가능한 제조업의 완전한 자동 생산 체계를 구축 중
• Industrie 4.0의 진행이 지체되면서 최근에는 정부 주도의 Platform Industrie 4.0으로 방향을 재설정

영국
• 장기적인 ICT 산업 발전 촉진을 위해 스마트 시티(smart city) 분야에 투자를 계획
• R&D는 IoT를 활용하는 민간 기업에 기술 개발 주도권을 이양 중
• IoT 확산을 위한 국제 협력 등 다양한 시도 진행

중국
• IoT 산업의 최대 소비자가 될 것으로 예상, 이를 위해 국가 전략적 차원에서 관련 정책을 수립하여 기술 개발 및 활성화를 주도적으로 지원
• 정부 주도의 top-down 방식으로 IoT 발전을 위한 기반을 마련하는 동시에 시장 개방 및 민간 육성을 동시에 도모함으로써 산업 역량 강화 추진

일본
• 2000년대 초반부터 IoT 활용을 통해 사회문제를 해결하고 국가경쟁력을 강화할 수 있도록 정부 차원에서 지속적으로 지원
• 최근에는 ICT 융합과 신산업 창출 전략을 통해 부품 기술 의존에서 탈피한 신시장 창출에 주력
• 글로벌 시장 진출, 디지털화/네트워크화, IoT 시대로의 전환 등 3대 비전을 제시하고 산업 활성화에 주력

 

국내 에너지 신산업 비즈니스 모델

국내 에너지 신산업 비즈니스 모델은 ‘제2차 에너지기본계획’에서 분산형 전원의 확대를 6대 중점 과제의 하나로 설정하면서 에너지-ICT 융합 플랫폼으로 자리 매김되고 있는 ‘분산형 자원 전력거래제도’를 운영하고 있다. 이를 통해 전체 발전량 중 분산형 전원이 차지하는 비중을 2035년까지 15%로 확대한다는 목표를 설정하고 있다.

제2차 에너지기본계획에서는 자가발전 설치 유도, 집단 에너지 확대 및 분산형 신재생 에너지 보급 등 다양한 추진 방안을 제시하고 있다. 에너지-ICT 융합 플랫폼으로서 국내에서 분산형 자원의 전력 거래와 관련하여 시행 중이거나 논의 중인 대표적인 정책 제도를 간단히 요약하면 다음과 같다.

1. 이웃 간 전력 거래 제도
• 2016년 1월, 산업통상자원부의 ‘전력 분야 10대 프로젝트’ 추진 방안에서 에너지 신산업 육성을 위한 규제완화 조치 시행(일정 지역 내 프로슈머와 이웃 간 전력 거래 허용을 발표)
• 기존의 요금 상계 거래와 달리, 프로슈머는 자신이 소유한 발전설비로 생산한 전력 중 스스로 소비하고 남는 전력을 누진제 등으로 전기 요금 부담이 큰 이웃에게 판매함으로써 추가 수익창출이 가능할 것으로 기대

2. ‘소규모 신·재생에너지발전전력 등의 거래에 관한 지침’ 개정
• 프로슈머 이웃 간 전력 거래 대상을 주택 단위에서 학교·빌딩·상가 등 대형 프로슈머로 확대하기 위한 2단계 프로슈머 거래 추진 조치를 시행
• 향후에는 대형 프로슈머와 대형 전기 소비자 간 전력 거래를 확산할 예정이며, 거래 요건에 맞는 프로슈머와 소비자 발굴은 민간 기업의 역량을 최대한 활용함으로써 에너지 컨설팅 등 새로운 비즈니스 기회로 확장

3. 분산 자원 중개 시장 거래 제도
• 에너지 프로슈머가 생산한 전력을 다른 소비자에게 직접 판매하는 이웃 간 전력 거래와는 달리, 다수의 에너지 프로슈머가 생산한 전력을 중개 사업자를 통해 모집한 후, 이를 도매 전력 시장에 판매하는 형태의 전력 거래
• 소규모 분산 자원의 전력 시장 참여 확대와 효율적 관리를 통한 계통 운영의 급전 유연성 강화를 위해 ‘전력 분야 10대 프로젝트’ 추진 방안 빌표
• 이를 통해 에너지 신사업자의 전력 시장 진입 제한 완화를 위한 분산 자원 중개 시장 거래 제도의 도입을 발표

 

미국과 독일 프로슈머 사례

미국 TPO(Third-Party Ownership, 제3자 소유) 모델의 대표적인 사례로 주목받고 있는 ‘Sunrun’은 사업자가 고객의 주택에 태양광 발전 설비를 설치 및 보유하고, 이를 통해 생산한 전력을 고객에게 판매하는 모델로 자리 잡고 있다.

독일의 클라우드 커뮤니티 관련 대표적인 사례로 주목받고 있는 ‘Sonnen’의 경우 sonnen Batterie를 구매한 고객은 커뮤니티(sonnenCommunity)에 가입할 수 있으며, 고객들은 클라우드 기반의 커뮤니티를 형성하고 있다. sonnenBatterie를 설치한 고객은 낮에는 자가발전, 자가소비하고 저녁에는 저장된 전기를 사용하여 자가발전 자가소비율을 70%까지 끌어올리고 있는 것으로 평가받고 있다. 전력이 부족할 때에는 Sonnen이 개발한 소프트웨어(SonnenFlat이라는 가상 발전 시스템)를 활용해 커뮤니티 내 다른 구성원으로부터 전력을 구입할 수 있다.

 

에너지-ICT 융합 기술의 상용화 이슈

최근의 지속 가능한 에너지원과 온실가스 배출 저감에 대한 노력은 기존의 에너지 산업 구조를 분산형 자원 중심의 양방향, 지역 분산적인 형태로 변화시켜가고 있다. 그런데 분산형 자원 소규모 신재생 전원(풍력, 태양광 등)의 보급 확대는 전력 공급의 안정성 및 전력 품질 저하를 유발할 수 있기 때문에, 이에 대한 상시 감시 및 전력 품질 유지를 위한 장치가 필요하다.

이를 위해 ICT 기술력을 적용한 다양한 소규모 분산형 자원의 연계를 통해 규모에 따라 분산적이고 독립적으로 운영할 수 있는 유연한 분산형 에너지 공급망 구축을 가능하게 하고 있다. 결과적으로 소비자 측의 모든 전기기기와 네트워크로 연결되어 전력 공급자와 소비자 간 상호작용을 통한 에너지 이용 효율성을 향상시켜가고 있다.

최근 들어 에너지 산업 패러다임의 전환에 있어 ICT의 역할은 더욱 중요해지고 있다. 특히 에너지-ICT 융복합 기술은 소비자의 에너지 소비 패턴을 분석하고 이를 시각화함으로써 소비자들의 행동 변화를 유도하며, 자동화된 형태로 에너지 소비를 실시간으로 최적화하는 형태로 적용할 수 있도록 발전하고 있다.

이를 통해 소규모 분산형 자원과 최종소비자의 에너지 소비를 하나의 일관된 시스템으로 통합해 전체적인 에너지 수급 흐름을 최적화하는 데 기여하고 있다. 대표적인 에너지-ICT 융복합 기술 활용 분야로는 스마트 그리드(Smart Grid), 에너지 인터넷(Internet of Energy), 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System), 사물인터넷(IoT: Internet of Things) 등이 있다.

 

에너지-ICT 비즈니스 모델 개발을 위한 과제

에너지-ICT 융합 에너지 신산업 비즈니스 모델을 구축하는 데 있어 매우 영향력이 있는 에너지-ICT 융합 플랫폼으로써의 국내 분산형 자원 전력 거래 제도는 ‘P2P 전력 거래 및 공유를 위한 비즈니스 모델’을 구축하는 데 매우 중요한 기반이 될 수 있다.

특히 국내에서는 전력망 연동 기술(V2G: Vehicle-to-Grid)용 전력 거래가 제도적으로 허용되지 않아 기술적으로 해결해야 할 사항이 많이 존재하고 있다. V2G 기반 서비스를 시행하기 위해서는 국제 표준과 EV(Electric Vehicle), 충전기, 전력 시장 등의 인프라가 적정 수준으로 갖춰져 있어야 한다.

이에 2017년 말에 재정된 V2G 국제 표준 규격의 성능 및 점검 관련 제도를 적극 적용할 필요가 있다. V2G 사업은 일정 규모가 갖춰져야 비로소 효과가 나타나기 때문에 EV의 보급이 가장 중요한 핵심 사항이며, 국내의 경우 2020년까지 100만 대의 EV 확보를 목표로 적극적인 EV 보급 확대를 추진하고 있다.

또한 전력 거래소는 중개 사업자를 통해 전력 시장에 참여하는 분산형 자원에 대해서 거래 수수료를 면제할 필요가 있다. 소규모 분산 자원으로 구성된 집합 발전기의 예측 가능성 및 출력 안정성을 제고하기 위해 해당 집합 발전기가 일정 조건을 만족하는 경우에는 추가적인 인센티브 제공도 필요해 보인다. 이를 통해 소규모 분산 자원을 기존 발전 자원과 경쟁할 수 있는 보다 전략적인 자원으로 활용하기 위한 기반 구축과 관련 기술 개발을 도모할 수 있을 것으로 기대된다.

재생 에너지 발전 단가가 상대적으로 경쟁력을 갖추게 되어 개인 간 잉여 전력 거래를 활성화시키기 위해서는 ▲배전망에 대한 영향은 어떠할지? ▲배전 네트워크 비용 증가는 어떻게 공정하게 분담할지? ▲새로운 전력 거래 환경에서 기존 중앙 집중형 전력 공급 시스템은 어떻게 변화하고 새로운 시스템과 조화를 이룰 것인지? 등에 대한 전제 조건을 만족시킬 수 있는 정책이 필요하다.

더욱이 개인 간 잉여 전력 거래 활성화 환경 구축에 따른 현재 전력 시장의 변화 페러다임은 매우 큰 변화를 겪게 될 것으로 예상되므로 전력 부하, 전력 시장 참여자 경쟁 구도, 거래 시스템 등 많은 현안들에 대한 논의가 필요하다.

향후에는 관련 기술 개발 및 고도화를 통해 모집된 분산 자원에 대한 통합 제어 및 급전 여부에 따라 전력 시장에서 거래할 수 있는 서비스를 차등함으로써 소규모 분산 자원의 가치를 극대화할 수 있는 기반을 구축하는 데 주력할 필요가 있다.



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