[기고] P2P 디지털 에너지 비즈니스 플랫폼 개발 사례 및 추진 현황

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

태양광, 연료전지, ESS(Energy Storage System), EV(Electric Vehicle) 등 다양한 분산전원을 이용하는 전력 소비자가 사용하고 남은 전기를 전력망에서 분산에너지 시스템의 각 node(소비자)와 교환하는 P2P(Peer-to-Peer) 전력 거래가 확산되고 있다. 전력 소비자가 전기에너지를 생산하는 에너지 프로슈머(에너지 생산과 소비 주체)가 되는 것이다. 이번 호에서는 에너지 프로슈머의 등장과 이로 인한 시장 변화, 그리고 국내의 관련 정책 및 주요 사례를 소개한다.

P2P 전력 거래의 특징

P2P 전력 거래는 기존의 인터넷 P2P와 차이가 있다. 인터넷상의 P2P란 동등한 peer node들이 클라이언트/서버 역할을 하면서 정보를 공유하는 방식으로, 소수의 공급자가 다수의 소비자에게 정보를 전달하는 B2C 방식의 상거래다.

반면, P2P 전력 거래는 네트워크 내 에너지 프로슈머들 간에 에너지 자원을 공유하는 플랫폼이다. 이 플랫폼의 구조는 한 노드에서 과잉 생산 데이터를 저장-처리-전송하는 서버/클라이언트 방식의 분산 처리 방식으로 이루어져 있다.

P2P 전력 거래 시장은 블록체인 기술을 활용하여 기존의 중앙 집중형 단방향 전력 구조(소수의 대규모 생산자로부터 다수의 소비자에게 에너지를 전달)를 양방향 전력 구조(다수 생산자와 프로슈머가 분산형으로 서로 에너지를 공유)로 전환되어 가고 있다.

국내에서는 2018년부터 개인이 주택에 설치한 태양광 전력을 이웃 간에 사고 팔 수 있는 P2P 전력 거래가 가능해졌다. 이를 통해 한국전력이나 전력 거래소를 통한 전력 거래에서 벗어나 새로운 P2P 비즈니스 모델이 확산되고 있다.

에너지 플랫폼 등장 배경과 주요 플랫폼

첨단 ICT 기술과 에너지 기술의 융합, 에너지 정책의 변화, 프로슈머 등장 및 시장 변화와 함께 ICBM(IoT, Cloud, Big data, Mobile) 기술 발달로 인해 방대한 규모의 에너지 데이터 수집·분석이 가능하게 됐다. 이를 통해 에너지 정책 및 규제의 변화 패러다임을 견인하면서 에너지 전환 및 온실가스 감축을 위해 재생에너지 발전(저탄소 전원) 확대, 에너지 효율 개선 등 프로슈머가 등장하게 됐다.

이 같은 분산자원(태양광 발전·전기자동차·마이크로 그리드 등) 확산은 에너지 소비자이면서 동시에 에너지 생산자로 변모한 신규 사업자들(ICT기업·통신사·제조업체 등)이 에너지 시장에 진입하기 용이한 환경을 조성하고 있다.

에너지 기업의 디지털 비즈니스를 지원하는 주요 플랫폼에는 ▲정보 시스템 플랫폼(information systems platform) ▲고객 경험 플랫폼(customer experience platform) ▲데이터 및 분석 플랫폼(data and analytics platform) ▲사물인터넷 플랫폼(IoT platform) ▲생태계 플랫폼(Ecosystems platform) 등이 있다.

P2P 전력 거래 플랫폼 개발 사례

P2P 전력 거래에 대한 논의는 에너지-ICT 융합이 본격적으로 추진됐던 2000년대 중후반 미국과 유럽에서 시작됐다. 인터넷망에서의 P2P처럼 전력망에서도 P2P를 가능하게 하는 방안을 고민한 것이다. 이후 2010년대 중반, 에너지 시장이 자유화된 지역에서 P2P 전력 거래 형태가 실질적인 비즈니스 형태로 구현됐다. P2P 전력 거래 플랫폼으로는 영국의 피클로, 네덜란드의 반데브론 등이 주요 개발사례로 평가받고 있다. 주요 P2P 전력 거래 플랫폼 개발사례를 [표 2]으로 정리했다.

네덜란드 반데브론의 경우, 각 전력 생산자는 전력 생산 형태를 소개하는 웹을 통해 자신과 연결하며, 독립 생산자가 공급하는 것은 아니지만 천연가스 거래도 지원하고 있다. 기타 미국 보스톤의 옐로하(Yeloha), 미국 뉴욕 Brooklyn의 마이크로 그리드 샌드박스, 독일의 소넨 커뮤니티(sonnen Community) 등이 있다.

국내 P2P 전력 거래 추진 현황

국내에서는 산업통상자원부와 한국전력을 중심으로 2016년 3월 10일부터 수원 솔대마을과 홍천 친환경에너지타운에서 태양광을 이용한 P2P 전력 거래 실증 사업이 추진되고 있다. 이 사업은 전기요금 부담이 많은 소비자 간에 직접 전력 거래가 이루어질 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있다. 2016년 당시 구상된 이웃 간 전력 거래 실증사업 모델을 [그림 2]에 나타낸다.

P2P 전력 거래 비즈니스 모델

블록체인을 이용한 스마트폰 플랫폼 중심의 새로운 비즈니스 모델이 확산되고 있다. 특히 스마트 에너지와 블록체인 기술을 이용한 에너지 저장 기술이 발전하면서 잉여 에너지 문제를 해결할 수 있는 Smart Grid(지능형 전력망) 같은 새로운 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System)이 등장하고 있다.

또한 스마트 에너지 산업에 웹 3.0, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터 분석 기술 등을 적용한 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)이 새로운 비즈니스 모델로 주목받고 있다. 블록체인 에너지 비즈니스 모델로서의 P2P 전력 거래 관련 주요 사례를 간단히 요약하면 [표 3]와 같다.

에너지를 생산하는 사업자(개별 가정 등)와 소비자를 블록체인 기술로 연결하여 당사자(판매자와 구매자) 간 거래 시 발생하는 수수료가 수익이 되는 P2P 비즈니스 모델이 소규모 전력 거래소 역할을 하고 있다.

블록체인 기반의 P2P 전력 거래 비즈니스 모델은 누구나 쉽게 전력 시장에 참여함으로써 간편하고 안전한 전력 거래가 이루어질 수 있으며, 전력 거래에 필요한 정보를 블록체인을 통해 실시간으로 공유하므로 확인 및 증빙 절차를 축소할 수 있어 간편하고 신속한 전력 거래를 가능케 한다.

P2P 전력 거래 활성화를 위한 비즈니스 모델 발굴 필요

P2P 전력 거래를 포함한 에너지(전력: 주로 태양광) 중개 사업을 통해 P2P 전력 거래의 수익성 유지 방안 및 에너지 저장장치(ESS)의 연계 활용 방안 등 다양한 정책적 지원으로 보다 수익성이 높고 공공의 이익을 창출할 수 있는 P2P 비즈니스 모델을 확대하는 데 주력할 필요가 있다. 디지털 에너지 플랫폼의 최종 목적은 신사업과 관련성이 크므로 정책 목표 달성에 이바지하면서 가치를 창출할 수 있는 방향으로 구축될 필요가 있다.

정부가 추진하고 있는 ‘에너지 신서비스 거래장터(Smart E-Market)’는 미국의 유틸리티 회사가 서비스하고 있는 Share My Data와 플랫폼의 목적이 거의 유사하다. Share My Data는 공인된 제3자와 유틸리티 고객 간의 데이터 공유를 간편하게 한 플랫폼으로, 정부가 승인한 사업자만이 고객의 데이터를 공유·활용할 수 있으며 고객의 주소 또는 서비스 ID를 다른 회사와 절대 공유할 수 없도록 했다.

에너지 신서비스 거래장터는 제3자와의 데이터 공유를 보다 간편하게 하기 위해 구축된 플랫폼으로 평가받고 있다. 시범 단계에서는 4개 회사(KT·LG U+·SKT·인코어드)가 서비스 사업자로 참여하고 있으며, 본격 운영 단계에서는 모든 사업자가 참여할 수 있다. 고객은 본인의 에너지 사용 데이터에 대한 기업의 접근을 관리할 수 있는 권한을 가지고 있어야 하는데, 에너지 신서비스 거래장터는 아직 이 같은 제도적 장치가 없으므로 이에 대한 보완이 필요하다.

또한, 재생에너지 발전 단가를 경쟁력 있는 수준으로 맞추어 P2P 전력 거래를 활성화하기 위해서는 ▲배전망에 대한 영향은 어떠한지 ▲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 수용할 수 있어야 한다.

P2P 전력 거래 활성화 환경 구축에 따른 현재 전력 시장의 변화 페러다임은 매우 큰 변화를 겪게 될 것인 바 이러한 현안을 해결할 수 있는 논의가 필요한 시점이다