과학기술및연구개발사업동향브리프 - 과학기술및연구개발사업동향브리프 는연구개발분야에서최근에주요이슈로대두되는기술분야별 추진현황과정책동향을분석하여매년수행되는정부연구개발 투자를효율적으로지원하고자발간되고있습니다. 스마트그리드기술및시장동향 요약 1. 스마트그리드기술동향 2. 스마트

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1 과학기술및연구개발사업동향브리프 스마트그리드기술및시장동향 - 박찬국 용태석

2 과학기술및연구개발사업동향브리프 - 과학기술및연구개발사업동향브리프 는연구개발분야에서최근에주요이슈로대두되는기술분야별 추진현황과정책동향을분석하여매년수행되는정부연구개발 투자를효율적으로지원하고자발간되고있습니다. 스마트그리드기술및시장동향 요약 1. 스마트그리드기술동향 2. 스마트그리드시장동향 3. 요약및정책적시사점

3 요 약 요약 1. 스마트그리드기술동향 전세계적으로일부스마트그리드기술은상용화수준에이미도달해있지만, 상당수기술이개발단계에있으며, 성숙된기술이라할지라도대규모 시범적용이필요한상황 - 기술성숙도가높고개발동향이빠르게전개되고있는분야는정보통신기술 통합분야와 AMI* 분야임 * AMI(Advanced Metering Infrastructure) : 에너지사용량을분석, 수집, 측정하는시스템으로전력소비자와전력회사간의양방향데이터통신을통해에너지네트워크운영효율성및신뢰성을향상시킴 - 전력수요예측, 공급능력산정, 분산전원과전기차의연계및통합제어등의 지능형배전시스템분야의개발이상대적으로더디게진행되고있음 우리나라는전력IT 기술개발성과를기반으로스마트그리드핵심기술개발을위해 2030년까지약 7조원의 R&D 투자를계획중 - 1단계 ( 10~ 12년) 에 4,213억원, 2단계 ( 13~ 20년) 에 1조8,622억원, 3단계 ( 21~ 30년) 에 4조6,985억원투자계획 - 정부와민간이매칭으로기술개발에투자하되, 기술의성숙도에따라민간의부담을단계적으로확대 년부터추진된전력IT 기술개발사업이전력망효율성과안전성에초점을맞춘반면, 스마트그리드기술개발범위는소비자의효율적에너지소비, 전기자동차및신재생에너지보급촉진등전력부문전체가치사슬로확대 해외주요국및기업은스마트그리드시장을선점하기위해스마트그리드의 구축 운용, 관련기기적용등과같은성과를보여주려는노력의일환으로 실증단지및시범사업을앞다투어추진중 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 1

4 스마트그리드기술및시장동향 - 미국에너지부 (DOE) 는 2003년 스마트그리드 2030국가비전 발표후경기부양법에따라 2009년부터 45억달러를투자하기로하였으며, 2013년까지가정및기업에 2600만대스마트미터보급, 2015년까지대용량에너지저장장치비용 30% 감축및 1백만대전기자동차보급계획중 - 영국의에너지기후변화부 (DECC) 는 3천만영국가정및기업에 5천3백만대의스마트미터보급에관한전략및계획을발표 ( ) 하였고, IBM과 British telecom Cable&Wireless는최근향후 10년간영국에보급될스마트미터를연결하는클라우드컴퓨팅구축계획발표 - 일본은 1천억엔규모의 5개년사업으로서요코하마 ( 카나카와현 ), 기타큐슈 ( 후쿠오카현 ), 토요다 ( 아이치현 ), 케이하나 ( 교토, 오사카, 나라지역 ) 의 4개지역을대상으로각지역의특성을반영하여다양한스마트그리드기술에대한실증사업추진 - 중국국가전력망공사 (State Grid) 는 2020년까지전체전력망지능화를위해 4.25조위안 (700조원) 규모의 스마트그리드종합추진계획 발표 (2009.5) 한국은국가단위스마트그리드를구축하고해외시장진출의기틀을마련하기위해제주스마트그리드실증단지 (test-bed) 사업을추진중 - IT, 에너지등 170여개민간기업의참여를바탕으로 5대부문실증사업에 2013년까지 2,395억원 ( 정부 685억원, 민간 1,710억원 ) 을투입예정 2. 스마트그리드시장동향 [ 스마트그리드사이버보안위협, 중심화두로부상 ] 스마트그리드부문의사이버보안시장은 2010년 7억달러에서 2013년 17억달러를상회할전망이며, IEEE, IEC, NERC 등을중심으로국제표준화가추진 [ 핵심애플리케이션으로서의배전자동화 ] 스마트미터보급이빠르게 이루어지면서, 차세대애플리케이션으로배전자동화가주목받고있으며, 2012~2014 년내에관련시장이급팽창할전망 2 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

5 요 약 [ 유럽과중국에서의적극적인 AMI 보급 ] 유럽연합은 2012 년까지 27 개모든회원국에스마트미터보급계획에대한국가적행동계획제출을 요구하고있고, 중국은 2020 년까지 7 억개이상의스마트미터보급계획이 논의되는등, 북미지역에이어유럽과중국이 AMI 의주요시장으로 부상할전망 [ 수요반응시장확대 ] EnerNOC 와같은기존수요반응업체뿐아니라 BEMS/EMS, IT 기업까지수요반응시장을주요목표시장으로설정하고있으며, 지역내전력사업자와파트너십을확대하며에너지효율제품, 솔루션및 서비스제공시작 [ 데이터관리역량의중요성증대 ] 스마트계량기기반의가전및사무기기가확대될수록에너지사용데이터는계속늘어날것이고, 그에따라데이터의 효율적인관리역량이스마트그리드사업성공을이끌전망 [ 정보통신기업의스마트그리드사업진출본격 ] Cisco, Intel, Verizon, AT&T, Microsoft 등의주요 IT 기업들은모두스마트그리드사업에진출하면서 자신들의특화된제품및서비스판매에주력 [ 스마트그리드구축사업, 가스부문으로확대 ] 전력부문에서지능형기술을통해사업자의운영효율성향상, 전력소비효율화, 온실가스배출량감축, 공급신뢰성향상등의효과를추구하는것과마찬가지로, 가스부문에서도 비슷한양상을보일전망 3. 주요시사점 스마트그리드부문에서새롭게제기되는현안과향후변화방향을이해하는것은스마트그리드정책마련및사업추진에있어필수요소 - 사이버보안, 새로운시장, 사업활성화장애요인등의스마트그리드현안에대한심층적인분석과대응책마련이요구 - 스마트그리드의미래를긍정적으로만바라볼수는없는가운데, 현실의문제를어떻게받아들이고대응하느냐가스마트그리드관련목표달성에영향을끼칠전망 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 3

6 스마트그리드기술및시장동향 스마트그리드가전력뿐만아니라가스부문에서도확산될가능성이높은가운데, 장기적으로가스부문이스마트그리드관련산업을활성화시키는매개체로 작용할전망 - 앞으로에너지산업은지속적으로지능형기술의도입범위를넓혀나갈것이며, 이는에너지산업의가치사슬, 시장역학등을재편하면서, 다양한정책이슈를만들어낼것으로보임 - 스마트그리드관련기술이전력산업, 가스산업뿐만아니라물산업 ( 스마트워터그리드 ), 자원개발산업 ( 스마트오일필드 ) 으로도적용범위가확산되고있는가운데, 에너지지능화차원에서스마트그리드를재해석할필요가있음 스마트그리드구축가속화및확산장애요인극복을중심으로 R&D 지원필요 - 배전자동화, 수요반응, 데이터관리소프트웨어등향후본격적으로성장이예상되는스마트그리드핵심애플리케이션개발에대한 R&D 투자세액공제고려필요 - 스마트미터 / 가전보안모듈개발, 보안테스트베드구축및운영, 스마트그리드보안표준화지원강화 대규모투자자금이소요되는스마트그리드구축을위해서는 R&D 민간투자활성화유도가중요 년까지국가단위스마트그리드를구축하기위해서는대규모의투자자금 ( 30 년까지약 7 조원 ) 이필요할것으로전망 - 초기에는정부투자가민간투자를견인하는역할을하겠지만, 점차민간부문이중심이되어기술개발및시장창출을이끌어야함 - 궁극적으로스마트그리드실증및시범사업참여를촉진할수있는정책및제도적접근이필요한데, 스마트그리드시장문호가열려있어야하고, 시장참여자간공정한경쟁과협력이가능해야함 스마트그리드적용범위확산에대응해관련산업활성화를위한 R&D 과제발굴및지원확대 - 전력부문뿐아니라가스, 수자원, 자원개발영역에서도지능형에너지선도국가로발돋움하기위해서는기술의발전양상파악과관련산업확산을위한선제적 R&D 투자필요 - 전력, 가스, 수자원, 자원개발부문의지능화사업추진시상호시너지효과를고려하되, 중복투자를최소화할수있도록통합적에너지지능화 R&D 정책결정시스템구축 4 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

7 1. 스마트그리드기술동향 1. 스마트그리드기술동향 1.1 스마트그리드개념및특징 기존전력망에정보통신기술을접목하여, 공급자와수요자간양방향으로실시간전력정보를교환함으로써에너지절약, 신재생에너지보급, 전기차운행을가능하게하는전력인프라 발전소 공장 전력망 = Grid ㆍ공급자중심일방향성ㆍ폐쇄성, 획일성 + 정보통신 = Smart ㆍ실시간정보교환 집 = 스마트그리드 빌딩 ㆍ수요자중심양방향성ㆍ개방성, 다양성 출처 : 스마트그리드국가로드맵, < 그림 1. 스마트그리드개념 > 스마트그리드는지능형장치, 양방향통신, 고급제어시스템을갖추어분산형, 지능형전력망관리플랫폼을갖추고있음 - 이플랫폼위에서재생에너지통합, 전기자동차충전방식지능화, 스마트계량, 전력망모니터링, 수요반응 (demand response) 1) 과같은애플리케이션을가동할수있음 - 스마트그리드의특징은크게 7 가지로설명되는데, 소비자의참여, 분산전원 ( 신재생에너지 ) 의확대와저장기능의강화, 새로운전력시장, 고품질전력, 자산최적화및운영효율화, 고도화된전력망감시 보호및자기치유, 전기차운행인프라임 1) 계약혹은자의에의해전력피크시의전력사용을축소시키는기술혹은시스템으로전력수요에따라가격을실시간으로결정해서수요자에게알려주고수요자는이를근거로전력사용량을효과적으로조절함 ( 전황수외, 2010) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 5

8 스마트그리드기술및시장동향 1.2 스마트그리드기술영역 스마트그리드기술은발전에서송전, 배전, 소비자에이르기까지전력시스템전반에걸쳐분포되어있음 발전 송전 Transmission lines 배전산업상업가정 Distribution lines Padmount transformer Transmission Substation Distribution substation 광역 (wide-area) 모니터링및제어 정보통신기술 (ICT) 통합 재생에너지및분산발전통합 송전망고도화 배전망관리 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 전기자동차충전인프라 고객측시스템 (Customer-side Systems) 출처 : IEA, < 그림 2. 스마트그리드기술영역 > - 광역모니터링및제어 (wide-area monitoring and control) : 발전과송전의광범위한영역에서전력시스템요소와성능을실시간으로모니터링하고제어 - 정보통신기술통합 (ICT integration) : 전력망의효율적운영을위해통신네트워크및관련장비, 컴퓨팅, 시스템제어소프트웨어등활용 - 재생에너지및분산발전 2) 통합 (renewable and distributed generation integration) : 재생에너지및분산발전의계통연계및제어 - 송전망고도화 (transmission enhancement applications) : 송전효율성을향상시키고추가투자규모축소 - 배전망관리 (distribution grid management) : 센싱및자동화를통해정전및복구시간축소, 전압유지, 자산관리기능향상 2) 중앙의대형발전소에서전력을생산한후공급하던기존의중앙집중형발전방식과달리전력이소비되는곳에서전력을생산하는방식으로장거리전력수송에따른손실을줄이고, 대규모정전피해를최소화할수있는장점이있음 6 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

9 1. 스마트그리드기술동향 - AMI(Advanced Metering Infrastructure) : 수용가 3) 와전력회사간의양방향데이터통신을통해에너지효율을제고하고, 에너지네트워크운영효율성및신뢰성향상 - 전기자동차충전인프라 (EV charging infrastructure) : 전력망부하수준에따라 G2V (grid-to-vehicle) 와 V2G(vehicle-to-grid) 를원활하게운영 - 고객측시스템 (customer-side systems) : 산업, 상업, 가정부문고객의전력소비를관리하기위해에너지관리시스템, 에너지저장장치, 스마트가전, 분산발전원활용 스마트그리드기술영역별로하드웨어기술과시스템및소프트웨어기술로구분할수있음 < 표 1. 스마트그리드기술영역별주요기술 > 기술영역하드웨어시스템및소프트웨어 광역모니터링및제어 정보통신기술통합 재생에너지및분산발전통합 송전망고도화 배전망관리 AMI (Advanced Metering Infrastructure) 전기자동차충전인프라 고객측시스템 PMU(phasor measurement units), 기타센서장비 통신장비 ( 전력선통신, WIMAX, LTE, 이동통신등 ), 라우터, 교환기, 게이트웨이, 컴퓨터 ( 서버 ) 등 발전제어장치, 저장장치등 초전도체 (superconductor), FACTS( 유연송전시스템 ), HVDC( 고압직류송전시스템 ) 등 자동리클로저 (re-closer), 원격제어분산발전및저장, 변압기센서, 케이블센서등 스마트미터, 가정내디스플레이, 서버등 충전인프라, 배터리, 인버터등 스마트가전, 라우터, 가정내디스플레이, 건물자동화시스템등 SCADA( 집중원격감시제어시스템 ), WAMS(wide-area monitoring systems), WAAPCA(wide-area adaptive protection, control and automation), WASA(widearea situational awareness) ERP(enterprise resource planning software), CIS(customer information system) EMS( 에너지관리시스템 ), GIS( 지리정보시스템 ) 등 네트워크안정성분석, 자동복구시스템등 DMS( 배전관리시스템 ), OMS( 정전관리시스템 ), WMS( 인력관리시스템 ) 등 MDMS( 미터데이터관리시스템 ) 등 에너지빌링, 지능형 G2V 및 V2G 소프트웨어 에너지대시보드, 에너지관리시스템, 에너지관리용앱 (App) 등 출처 : IEA, ) 전력회사로부터전기를공급받아사용하는가정, 산업체등의소비자 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 7

10 스마트그리드기술및시장동향 1.3 스마트그리드기술수준 전세계적으로일부기술은상용화수준에이미도달해있지만, 상당수기술이개발단계에있으며, 성숙된기술이라할지라도대규모시범적용이필요한상황 - 기술성숙도가높고개발동향이빠르게전개되고있는분야는정보통신기술통합분야와 AMI 분야임 - 전력수요예측, 공급능력산정, 분산전원과전기차의연계및통합제어등의지능형배전시스템분야가상대적으로개발이더디게진행되고있음 < 표 2. 스마트그리드기술성숙도및개발동향 > 기술영역성숙도개발동향 광역모니터링및제어개발중빠름 정보통신기술통합성숙빠름 재생에너지및분산발전통합 * 개발중빠름 송전망고도화 ** 성숙보통 배전망관리개발중보통 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 전기자동차충전인프라개발중빠름 고객측시스템개발중빠름 성숙 빠름 * 배터리저장기술은다른분산에너지기술에비해상대적으로덜성숙되어있음 ** 고온초전도 (high temperature Superconducting) 기술은여전히개발단계에위치출처 : IEA, 국내외스마트그리드투자동향 세계주요국의 2010 년스마트그리드부문투자규모를살펴보면, 중국과미국을중심으로투자가진행되고있으나, GDP 대비투자규모면에서는중국과우리나라가주도하였음 - 중국은 2010 년에총 73 억달러의투자가이루어졌으며, 미국은 70 억달러가이루어졌음 - 국내는절대투자규모면에서중국과미국에비해크게낮은편이지만, GDP 대비투자규모는중국에이어높은수준을보이고있음 국내투자액 : 8 억달러 (2010 년 ) - 중국과인도는빠른경제성장을뒷받침할수있는전력인프라구축, 미국은전력망신뢰성향상, 유럽및호주는저탄소경제구축, 한국과일본은수출산업화에초점 8 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

11 1. 스마트그리드기술동향 출처 : CGGC, < 그림 년세계주요국스마트그리드투자규모 > 1.5 국내스마트그리드 R&D 투자현황 한국은 2005년부터전력IT를중심으로 R&D사업추진 - 테스트베드구축, 에너지관리시스템개발, 배전자동화시스템개발등을중심으로 11개과제, 3,342억원규모의투자가이루어짐 - 한국형 EMS개발, 전력분야 IT인프라구축, 전력IT 실증플랜트구축및운영, 배전지능화시스템시작품및주요원천기술확보등이주요성과로나타남 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 9

12 스마트그리드기술및시장동향 < 표 3. 전력 IT R&D 사업개요 > 사업명 사업기간 목표및내용 연구비 ( 억원 ) 배전지능화시스템개발 중앙제어장치개발 지능형배전기기개발 지능형단말기기개발 분산전원연계개발 232 디지털기술기반의차세대변전시스템개발 IEC61850 기반제어용 진단용 IED 등주요설비 IED 개발 IEC61850 기반의공통플랫폼개발 변전소디지털방식종합운영시스템개발 시스템성능검증및실증시험 194 고부가전력서비스용수용가통합자원관리시스템 부가서비스용서비스플랫폼개발 개방형표준아키텍쳐개발 전력에너지비용절감애플리케이션개발 수용가용전력자원운용최적화솔루션개발 전력서비스기반의사업화전략및시장전략추진 257 전력선통신유비쿼터스기술개발 Mbps 급 BLPC 전력선통신모뎀개발 전력선통신응용칩개발 응용부가서비스개발 전력선통신통합망실증시험 개발기기성능검증 343 지능형송전 Network 감시 운영시스템기술개발 송전설비온라인감시시스템개발 전력설비무효전력관리시스템개발 위성망을이용한위기관리시스템개발 122 한국형에너지관리시스템개발 시스템설계 / 구축 / 시험 SCADA 및통합 DB 개발 발전계획프로그램개발 전력계통해석프로그램개발 급전운영자훈련시뮬레이터개발 399 분산발전및산업용컨버터응용을위한전력반도체기술개발 /1,200V IGBT 소자기술개발 모듈 /IPM 설계 / 제조 / 공정개발 전력반도체평가기준 / 시스템개발 371 IT 기반의대용량전력수송 제어시스템개발 MVA STATCOM 개발 IT 기반 STATCOM 운영기술개발 20MVA BTB STATCOM 계통연계기술개발 309 능동형텔레메트릭스전력설비상태감시시스템개발 IT 기술을전력분야에접목하여전력기술을안심기술로격상 감시진단설비및시스템을융합 감시진단분야표준및기술선도 164 마이크로그리드용통합에너지관리시스템개발및실사이트적용기술개발 시스템모듈형 / 표준형요소기기개발 운영시스템설계및개발 성능평가기술및실증 Plant 구축 141 전력 IT 통합실증기술개발및 Test Bed 구축 전력 IT 연구성과물과전력계통간시스템인터페이스및통합운영체계개발 전력 IT 핵심기기시험환경구축및성능평가도구개발 K-Grid 기반융복합형신전력서비스개발 810 합계 3,342 출처 : 한국스마트그리드사업단, 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

13 1. 스마트그리드기술동향 스마트그리드국가로드맵에따르면, 전력 IT 기술개발성과를기반으로스마트그리드핵심기술개발을위해 2030 년까지약 7 조원의투자필요 - 1 단계 ( 10~ 12 년 ) 에 4,213 억원, 2 단계 ( 13~ 20 년 ) 에 1 조 8,622 억원, 3 단계 ( 21~ 30 년 ) 에 4 조 6,985 억원투자필요 * 2030 년까지정부는 2 조 2,143 억원, 민간은 4 조 7,677 억원 R&D 투자필요 - 정부와민간이매칭으로기술개발에투자하되, 기술의성숙도에따라민간의부담을단계적으로확대 < 표 4. 단계별스마트그리드 R&D 투자비 > ( 단위 : 억원 ) 구분 1단계 2단계 3단계 합계 정부 1,972 7,258 12,913 22,143 민간 2,241 11,364 34,073 47,677 합계 4,213 18,622 46,985 69,820 * 정부 : 민간매칭비율 : (1단계) 50:50, (2단계) 40:60, (3단계) 25:75 출처 : 지경부, 스마트그리드 R&D 분야별세부투자계획을살펴보면, 예산규모별로지능형운송, 지능형전력망, 지능형서비스등에역점을두고있음 구분 단계 1단계 2단계 3단계총투자계획년도 ( 억원 ) 지능형전력망 지능형소비자 지능형전력망구축기반조성 (800 억원 ) AMI 기반기술확보 (400 억원 ) < 표 5. 스마트그리드 R&D 분야별세부투자계획 > 도시단위지능형전력망구축 (3,679 억원 ) AMI 시스템구축 (1,839 억원 ) 국가단위지능형전력망구축 (10,990 억원 ) 양방향전력거래활성화 (5,495 억원 ) 15,469 7,734 지능형운송 시범도시충전인프라구축 (1,407 억원 ) V2G 및 VPP(virtual power plant) 기술확보 (6,469 억원 ) EV 및충전서비스보편화 (19,325 억원 ) 27,201 지능형신재생 지능형신재생발전플랫폼구축및실증 (325 억원 ) 지능형신재생발전안정적연계운영기술확보 (1,494 억원 ) 대규모신재생발전보급인프라구축 (4,465 억원 ) 6,284 지능형서비스 수요자원활용기반확보 (681 억원 ) 전력서비스다양화 (3,135 억원 ) 전력거래종합시스템구축 (5,340 억원 ) 9,156 ( 다음페이지에계속 ) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 11

14 스마트그리드기술및시장동향 구분 단계 1단계 2단계 3단계 총투자계획 년도 ( 억원 ) 표준및인증 인프라구축 (320 억원 ) 체계수립및운영 (936 억원 ) 국제기술선도 (1,170 억원 ) 2,426 보안 스마트그리드보안아키텍쳐및컴포넌트보안 (280 억원 ) 상호운용구간보안및보안관제 (1,070 억원 ) 스마트그리드보안고도화 (200 억원 ) 1,550 합계 4,213 억원 18,622 억원 46,985 억원 69,820 출처 : 지경부, 년부터추진된전력IT 기술개발사업이전력망효율성과안전성에초점을맞춘반면, 스마트그리드기술개발범위는소비자의효율적에너지소비, 전기자동차및신재생에너지보급촉진등전력부문전체가치사슬로확대되었음 - 전력과 IT의융합으로기존통신및데이터보안위협이스마트그리드에서도발생할가능성이높아진가운데, 보안부문의별도 R&D 사업이계획됨 1.6 국외스마트그리드 R&D 투자현황 국외의경우지능형전력망구축을위해 2000년초부터북미, 유럽을중심으로스마트그리드 R&D 사업을추진하고있음 - 미국은주로민간이중심이되어기술개발에앞장서고정부의법적, 재정적지원을받는가운데, 2001년 EPRI(Electric Power Research Institute) 를중심으로추진된 IntelliGrid를비롯하여, Modern Grid Initiative, GridWise, Advanced Grid Applications 컨소시엄, CERTS, NYSERDA, Galvin Electricity Initiative 등의다양한 R&D사업이있음 * IntelliGrid사업은디지털시대의에너지요구사항을충족하고자비용효과적으로 SQRA(Security, Quality, Reliability and Availability) 를제공할수있는전력인프라구축을위해기존전력망에통신, 컴퓨팅, 전자기술을통합하는사업이며, 2006년한전 / 한전전력연구원이이컨소시엄에가입하였음 * Modern Grid Initiative는 2005년미국에너지부가창설한이니셔티브로, 에너지부의 Office of Electric Delivery and Energy Reliability와 National Energy Technology Lab을통해추진중 12 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

15 1. 스마트그리드기술동향 * GridWise는 2003년에너지부 Office of Electricity Delivery and Energy Reliability의펀딩에의해창설된연합체로 IBM을비롯한 IT기업들이중심이되어결성된 GridWise Alliance와 Gridwise Architecture Council이활동하고있음 * Advanced Grid Applications 컨소시엄은 2005년에너지부후원하에 Concurrent Technologies Corporation이창설한컨소시엄으로전력송배전운영을현대화하기위해가장최선의유틸리티기술및사례를적용하고있음 * CERTS(Consortium for Electric Reliability Technology Solutions) 는 1999 년미국에너지부와캘리포니아에너지위원회 (CEC, California Energy Commission) 의후원하에창설된컨소시엄으로전력계통의신뢰성보호및향상을위한새로운방법, 툴및기술에관한일련의연구를추진하고있음 * NYSERDA(New York State Energy Research and Development Authority) 는 1975년설립된공익기관으로디지털시대를맞아뉴욕의노후화된송배전시스템을현대화하기위한프로젝트를추진중임 * Galvin Electricity Initiative 모토롤라의이전 CEO인 Bob Galvin에의해 2005년창설된 initiative로디지털경제및사회의니즈를충족시키기위한 Perfect 전력수송시스템을개발하고있고, 특히수용가영역에중점을두고있음 - 유럽연합은제5차및제6차프레임워크프로그램 (FP) 을실시하면서재생가능한자원및분산발전을전력네트워크와통합시키는과정에서 IT 기술을활용하고있고, FP7(2007~2013) 에서스마트그리드전략을실행에옮기기위해구성원, 재정지원규모, 주요연구프로그램등을결정하였음 * 유럽연합은유럽이당면하고있는문제를근본적으로해결하고국제경쟁력확보에필수적인과학기술역량을강화하고자공동연구개발프로그램인 FP(Framework Program) 을추진해오고있음. FP7은 2007년부터 2013년까지총 532억유로가투입될예정임 * 유럽연합은스마트그리드전략을위해 5개의연구부문과 19개의세부과제를설정했는데, 주요연구과제로는스마트배전망구축, 효율적장거리에너지공급, 송ㆍ배전자산관리, 지속가능한운영과전력공급관련미래예측기술의개발, 고객인터페이스기술의혁신및표준화, 규제개혁방안등이있음 1.7 스마트그리드시범사업동향 해외주요국및기업은스마트그리드시장을선점하기위해스마트그리드의구축 운용, 관련기기적용등과같은성과를보여주려는노력의일환으로실증단지및시범사업을 앞다투어추진중 - 미국에너지부 (DOE) 는 2003 년 스마트그리드 2030 국가비전 발표후경기부양법에따라 2009 년부터 45 억달러를투자하기로하였으며, 2013 년까지가정및기업에 2600 만대 스마트미터보급, 2015 년까지대용량에너지저장장치비용 30% 감축및 1 백만대전기자동차 보급계획중 4) 4) DOE strategy plan, Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 13

16 스마트그리드기술및시장동향 - 영국에너지기후변화부 (DECC) 는 3천만영국가정및기업에 5천3백만대의스마트미터보급에관한전략및계획을발표 ( ) 하였고, IBM과 British telecom Cable&Wireless는최근향후 10년간영국에보급될스마트미터를연결하는클라우드컴퓨팅구축계획발표 - 일본은 1천억엔규모의 5개년사업으로서요코하마 ( 카나카와현 ), 기타큐슈 ( 후쿠오카현 ), 토요다 ( 아이치현 ), 케이하나 ( 교토, 오사카, 나라지역 ) 의 4개지역을대상으로각지역의특성을반영하여다양한스마트그리드기술에대한실증사업추진 - 중국국가전력망공사 (State Grid) 는 2020년까지전체전력망지능화를위해 4.25조위안 (700조원) 규모의 스마트그리드종합추진계획 발표 (2009.5) 한국은국가단위스마트그리드를구축하고해외시장진출의기틀을마련하기위해제주스마트그리드실증단지 (test-bed) 사업을추진중 - IT, 에너지등 170여개민간기업의참여를바탕으로 5대부문실증사업에 2013년까지 2,395억원 ( 정부 685억원, 민간 1,710억원 ) 을투입예정 지능형전력망 지능형소비자 지능형운송 지능형신재생 지능형서비스 전력망감시제어시스템 전력망고장자동복구체계 전국스마트미터보급 에너지관리자동화시스템 전국단위충전인프라 전기차운행시스템 대규모신재생발전단지 대용량에너지저장장치 다양한요금제도개발 온라인전력거래시스템 < 그림 4. 제주도스마트그리드실증사업 5 대부문 > - 스마트그리드국가로드맵 에따라, ( 12 년 ) 거점지구구축 ( 20 년 ) 광역단위확산 ( 30 년 ) 국가단위구축완료계획 5) 5) " 지능형전력망의구축및이용촉진에관한법률안검토보고서 " (2011, 지식경제위원회 ) 14 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

17 2. 스마트그리드시장동향 2. 스마트그리드시장동향 2.1 스마트그리드사이버보안위협, 중심화두로부상전력망에 IT가결합되는스마트그리드에서는정보통신네트워크기기에서나타나는보안문제를포함한다양한사이버보안위협발생가능 - NIST의 스마트그리드사이버보안을위한가이드라인 (Guideline for Smart Grid Cyber Security) 에서는스마트그리드에서발생가능한잠재적인보안취약성을 인력과정책및절차, 플랫폼소프트웨어및펌웨어취약성, 플랫폼취약성, 네트워크 의네가지로분류 - 보안솔루션전문업체 Secure Computing은전력기반시설을필두로한중요인프라의보안취약요인으로센서, 디지털계량기, 원격접속기능등의활용으로인한액세스포인트 (Access Points) 수의증가, IP 기반네트워크의활용, MS Windows와같은범용 IP플랫폼선호등을지적 6) - 다양한사회기반시설과연계되어있는스마트그리드환경에서의보안위협은단순히전력망에대한위험을넘어사회전반에걸쳐심각한피해를야기할가능성존재 네트워크침입 사이버테러 전력망마비 발전 SCADA 전력시스템마비 대체에너지 스마트공장 송배전 에너지저장 전기자동차 고객정보유출 비즈니스마비 스마트빌딩 교통안전위협 스마트홈 사용정보조작 스마트미터기 출처 : 임종인, < 그림 5. 스마트그리드와연계된기반시설의보안위협 > 6) 박찬국, 전력인프라사이버보안이슈와정책대응, 주간기술동향통권 1398 호 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 15

18 스마트그리드기술및시장동향 중요인프라별사이버보안취약성인식에관한설문조사 7) 결과에너지산업 ( 유틸리티와석유 가스 ) 부문이보안공격에가장취약한것으로나타남 (% of respondents) Energy(utilities, oil & gas) Financial services Transportation Telecommunications Other Biggest target Most vulnerable Most detrimental 출처 : Secure Computing, < 그림 6. 산업별공격가능성, 보안취약성, 피해의심각성 > 그동안전력인프라에대한사이버보안우려가지속적으로제기 - Gartner는 2004년전력망과같은핵심인프라에 IP 네트워크를사용하는것이사이버공격자들을강하게유인할수있다고경고 8) - 미국의회계감사원 (GAO) 에서미국전력회사인 TVA사소유의전력망에대한모의사이버공격을수행하여인터넷을통한발전소내시스템침투및발전기제어에성공하여보안취약성을확인 9) (2008.5) - 미국의보안전문회사 IOActive는스마트그리드가프로토콜변경, 버퍼과다, 루트킷 (rootkits), 코드증식과같은일반적인보안취약점에노출되어있다고주장 (2009.3) 10) - 블랙햇 (Black Hat) USA 2009에서는스마트미터를통해자가전파하는웜을시뮬레이션한결과불과 24시간만에 2만가구가감염 (2009.7) 7) 설문조사는보안전문회사인 Secure Computing 에의해중요인프라부문 ( 유틸리티 ( 전기, 도시가스, 수도 ), 석유및가스, 금융서비스, 정부, 통신, 수송분야 ) 전문인력을대상으로이루어짐 8) Donoghue, A., "Report: IP networks easy prey for cyberattackers", ) 임종인외, 신 IT 기술응용확산과디지털재난유형예측연구, KISDI, ) Steffens, J., "IOActive Verifies Critical Flaws in Next Generation Energy Infrastructure", IOActive Press Release, 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

19 2. 스마트그리드시장동향 스마트그리드사이버보안에대한대책이선진국을중심으로본격화 - 미국은 FERC(Federal Energy Regulatory Commission: 연방에너지규제위원회 ) 와 NIST(National Institute of Standards and Technology: 국립표준기술원 ) 를주축으로전력인프라의사이버보안을전력산업정책에서핵심의제로설정 11) * FERC는 스마트그리드표준정책및액션플랜 보고서에서스마트그리드보안지침이다른표준화원칙들과조화될것을요구 * FERC는전송되는데이터의무결성, 통신의인증절차포함, 비인가된수정조치금지, 스마트그리드장비의물리적보호, 스마트그리드장비의비인가된사용시잠재적영향평가라는다섯가지원칙준수강조 * NIST에서는최근 (2010.9) 스마트그리드사이버보안을위한가이드라인 (Guideline for Smart Grid Cyber Security) 발표 - 유럽은스마트그리드비전및향후연구개발전략을설정하고운영, 복구, 방어계획을위한아키텍처와도구, 스마트그리드장애및외부공격대응방안, 송배전시스템의사이버보안및복구능력향상방법론연구 12) - IEEE, IEC, NERC 등을중심으로스마트그리드보안을위한국제표준제정노력도적극적으로추진중 < 표 6. 스마트그리드분야별보안표준화추진동향 > 표준내용 스마트그리드기기 / 시스템보안 표준화단체 IEEE , UCAlug AMI-SEC SSR 스마트그리드 / 인프라보안 NERC CIP 스마트그리드에서의데이터통신보안 IEC 스마트그리드개인정보보안 NIST SP, NERC CIP 출처 : 도윤미외, ) 박찬국, 전력인프라사이버보안이슈와정책대응, 주간기술동향통권 1398 호 ) 서우석, 스마트그리드전력망과정보통신망융합보안방향, 한국전자통신학회논문지제 5 권제 5 호, Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 17

20 스마트그리드기술및시장동향 Pike Research는세계스마트그리드보안시장이 2010년 7억달러에서시작하여 2013년에는 17억달러를상회할것으로전망 - 산업계에서는전기자동차, 스마트미터, 배전자동화와같은스마트그리드애플리케이션별로보안을강화할수있는기술개발에대한투자를점차확대 출처 : Pike Research, < 그림 7. 애플리케이션별스마트그리드사이버보안세계시장규모 (revenue) 전망, > 18 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

21 2. 스마트그리드시장동향 2.2 핵심애플리케이션으로서의배전자동화 AMI 는스마트그리드의기초인프라로서 AMI 를중심으로스마트그리드보급이추진되어왔으나플러그인전기차와분산발전에대한논의확대와함께배전자동화가 핵심스마트그리드애플리케이션으로부상 - 배전자동화의도입은전력사업자에게운영효율과에너지관리의개선에의한대폭적인비용절감효과도제공 세계각국은스마트그리드확대를위해배전자동화분야에대한투자를급격하게늘리고있는추세 - 미국과유럽, 우리나라등을중심으로스마트그리드시스템구축이준비단계에접어드는가운데각국정부가추진하고있는주요전력사업이배전인프라의지능화와제어성의강화에주력 - GTM Research(2010) 는배전자동화가스마트그리드시장에서빠르게성장할것으로전망 - Pike Research(2010) 역시스마트그리드확산으로세계시장에서배전자동화분야에대한투자액이향후 2~3 년간대폭확대될것으로전망 배전자동화부문에대한투자는배전용개폐기중심으로이루어질전망 - 배전자동화투자대상중섹셔널라이저 (sectionalizers), 단로기 (disconnect switches), 퓨즈컷아웃스위치등을포함한배전용개폐기가전체투자액의 53% 를차지할전망 (Pike Research, 2010) 13) - 배전용개폐기는전력망최적화에필수적인요소기술로서현재기술개발과투자가미흡한상황이지만향후시장규모확대예상 (GTM Research, 2010) 13) " 세계스마트그리드시장확대에배전자동화가중심될것 ", 전기신문, Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 19

22 스마트그리드기술및시장동향 출처 : Pike Research, < 그림 8. 배전자동화세계시장규모 (revenue) 전망 : > 2.3 유럽과중국에서의적극적인 AMI 보급 최근스마트미터보급의주된관심사는텍사스, 캘리포니아, 온타리오와같은북미지역에집중되어있지만 2011 년에는영국, 프랑스, 스페인에서총 1 억개에달하는스마트미터보급과 관련한주요사업들이진행될예정 - 영국 14) 의에너지기후변화부 (DECC) 는 3,000 만영국가정및기업에 5,300 만대의스마트미터 보급에관한전략및계획발표 * British Gas 는소프트웨어및통신전문기업 (OSIsoft, Trilliant), 빌링시스템공급업체 (SAP), 무선네트워크기업 (Zigbee), 휴대폰제조업체 (Vodafone) 등과컨소시엄을구성하여 2012 년까지 200 만가정에실시간에너지사용 정보를제공할수있는기능을갖춘스마트미터보급계획발표 14) 영국의프로그램은전력과가스양측에서서로다른배전시스템운영자를포괄한다양한소매기업들을지원할수있는공통의통신기반을마련하고자한다는점이주목할만하며규제기관입장에서는산업계에서소비자들을위한가정내디스플레이기기를공급하도록유도 20 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

23 2. 스마트그리드시장동향 - 유럽의대표적인전력네트워크공급자인 EDF, Endesa, Iberdrola는 2010년각각프랑스와스페인에서시범사업을추진하였으며, 올해이시범사업들이각각의국가에서대규모로진행될예정 (Berg Insight, 2010) 15) * 현재시장의선두주자인 Endesa와 Iberdrola가본격적으로작업을추진하고있으며이베리아반도의연간스마트미터설치량은 2014년에서 2015년에각각 600만대가량을기록하며최고치에이를것으로예상 16) 중국은 2009년도부터국가전력망공사 (State Grid) 를주축으로스마트그리드를구축해왔으며, 2020년까지 7억개가넘는스마트미터를설치하려는계획을논의중 - 국가전력망공사는 2015년말까지전력과정보를함께주고받을수있는시스템을갖출계획 17) - 국가전력망공사는 10년내에스마트그리드구축을위해 40,000억위안 ( 약 5,970억달러 ) 에달하는비용을투입할예정 18) 출처 : Pike Research, < 그림 9. 중국스마트미터출하전망 : > 15) 16) Berg Insight 는향후유럽의스마트계량기분야에서주목할만한지역으로이베리아반도를지목 17) 18) Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 21

24 스마트그리드기술및시장동향 2.4 수요반응시장확대 수요반응 (demand response) 시장이빠르게성장하고있고, 향후몇년간커다란변화를맞이할것으로예상 19) - 에너지수요증가속에에너지가격신호에기반해수요를다른시간대로옮기는수요반응애플리케이션은고비용의첨두자원수요를줄일수있는유용한수단 - 수요반응은기존의공급자위주의일방향적인에너지시장구도를변화시키면서기업의광범위한에너지관리플랫폼이나서비스로서중요한애플리케이션이될전망 (Pike research, 2010) 출처 : Pike Research, < 그림 10. 미국의수요반응시장규모 (market revenue) 전망 : > 상업및산업부문에서는현재수요반응이자리를잡고있으며수직계열화되어있는수요반응기업들은상업및산업부문시장을점유하기위해치열한경쟁중 (Pike Research, 2010) - 에너지절감서비스공급자 (CSP; curtailment service provider) 는새로운비즈니스모델을제시하며전력자원의보다효율적인사용유도 * EnerNOC 와같은선도적기업들은상업 산업고객을중심으로광범위한에너지관리서비스를제공해주는방향으로그들의비즈니스영역설정 19) 22 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

25 2. 스마트그리드시장동향 - BEMS(Building Energy Management System)/EMS(Energy Management System), IT 기업들역시수요반응시장을주요목표시장으로설정하고있으며지역내전력사업자와파트너십을확대하며에너지효율제품, 솔루션, 서비스제공시작 * Cisco 와 IBM 과같은주요 IT 기업들은개방형네트워크기반장치와 BEMS 를통합함으로써수요반응서비스기회를확장시키고에너지소비데이터의양을급증시킬전망 수요반응시장확대를위해서는최종소비자가수요반응프로그램에참여할수있도록유도하는인센티브마련과가정내홈네트워크특성의표준화필요 - 미국에너지부는수요반응확산을위해가격기반수요반응프로그램으로서 RTP (real-time pricing), CPP(critical-peak pricing), TOU(time-of-use) 등의요금제와인센티브기반수요반응프로그램추진중 20) - 가정내의전원을공급받는시스템, 홈네트워크방식이다양하여수요반응애플리케이션들이확산되는데장애요인으로작용 21) 2.5 데이터관리역량의중요성증대 전력사업자들이스마트그리드를추진하는데당면하게되는도전과제중하나로방대한데이터관리문제가지적되고있음 22) - 데이터관리및최적화는전력사업자에있어미래과제라기보다는단기적으로해결해야하는과제 - 전력사업자들은수백만대의스마트계량기로부터생성되는데이터를최적으로제어하고활용할역량이상대적으로부족한것이현실 - 실제많은전문가들은 AMI 시스템과기타스마트그리드기술을보급하는유틸리티들이월별데이터수집에서매 15 분간격으로데이터를수집하고관리하게됨에따라 데이터쓰나미 (data tsunami) 문제에대해언급 - 앞으로스마트미터기반의가전및사무기기가확대될수록에너지사용데이터는계속증가할것이고, 그에따라효율적인데이터관리에대한필요성도더욱높아질전망 (PricewaterhouseCoopers, 2010) 20) 21) 22) PricewaterhouseCoopers(2009) 는스마트그리드구축과관련하여주요문제로늘어나는자본지출, 소비자의스마트그리드에대한수용성확보, 스마트그리드비용편익계산, 사이버자산관리, 방대한데이터관리, 신규파트너들과의협력등을제시 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 23

26 스마트그리드기술및시장동향 New devices in the home enabled by the smart meter Annual Rate of Data Intake 800 TB 600 TB 400 TB 200 TB You are here. RTU Upgrade Mobile Data Goes Live OMS Upgrade PCTs Come On-line Advanced Distribution Automation Distribution Management Rollout GIS System Deployment Time AMI Deployment Substation Automation System Workforce Management Project 출처 : EPRI; Pike Research, < 그림 11. 스마트그리드발전에따른연간데이터생성량 > 23) 결국방대한양의데이터를얼마나효율적으로관리하며유용한정보를이끌어낼수있는지, 또는변화되는환경에맞게기존의비즈니스프로세스를유연하게변화시키며대응할수있는지여부가핵심경쟁력 - 대다수전력사업자는여전히자산관리, 인력관리, 정전관리, 계량기관리, 요금청구, 고객관리등을위한기존의인터페이스와데이터베이스를그대로사용 - 반면일부기업들은이미서비스지향아키텍처 (SOA) 나다른표준아키텍처를사용해통합어플리케이션구축추진 23) RTU: remote terminal unit, OMS: outage management system, PCT: Programmable Communicating Thermostat 24 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

27 2. 스마트그리드시장동향 2.6 정보통신기업의스마트그리드사업진출본격화 Cisco, Intel, Verizon, AT&T, Vodafone, Microsoft 등의주요 IT기업들은스마트그리드사업에진출하고있으며제품출시계획발표 - 미국최대이동통신사업자인 AT&T와 Verizon 사이의고객유치및시장점유율경쟁은현재에너지효율화를위한스마트그리드분야로이동 24) * AT&T는최근 Current Group 25) 과파트너십을맺고자사의무선네트워크를전력사업자의스마트그리드프로젝트의통신망으로임대하는서비스를제공하겠다는계획발표 * Verizon Wireless는스마트계량기업체 (Itron), 스마트그리드솔루션업체 (Ambient), 전자부품업체 (Qualcomm) 와파트너십을맺고전력사업자를위한스마트그리드네트워크제품출시 이동통신기업들과의파트너십을통해새로운스마트그리드비즈니스영역창출 - 신생기업인 Smart Synch는 AT&T와 T-Mobile과협력하여전력사업자들에이동통신스마트그리드네트워크제공 - 네트워크구축업체인 Silver Spring Networks는 AT&T와파트너십을맺고스마트그리드사업확대계획발표 정보통신기업들은자신들의강점을부각시키면서새로운사업영역개척중 - 전력사업자들역시소유권이자신들에게있는스마트그리드네트워크구축추진 * 자체적으로네트워크를구축하게되면, 전력사업자들은이동통신고객들과대역폭을공유하지않아도되므로통신사업자들에구속되지않고, 사업의재량권을확대할수있기때문 - 통신서비스사업자들은자신들의첨단기술수준의네트워크가유틸리티들로하여금기존사설네트워크를포기하고자신들의네트워크를사용하도록할수있을정도로충분히매력적일것이라는점을강조 - 이동통신사업자들은그들의네트워크를고도화하기위해수십억달러를투자해왔으며 Verizon은자사의 LTE 네트워크가스마트그리드용으로활용될수있다고강조 * 실제 Texas-New Mexico Power(TNMP) 와같은전력회사는기존휴대폰네트워크를활용할수있고, 굳이자체적으로이동통신네트워크를구축하고운영하는데들어가는막대한비용을피할수있기때문에이동통신회사와협력중 24) 25) Current 는전압및전류와같은전력네트워크의여러상황을모니터하는센서를공급하고있고, 전력사업자고객을위해센서정보를처리하는소프트웨어도제공중 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 25

28 스마트그리드기술및시장동향 2.7 스마트그리드구축사업, 가스부문으로확대 가스 AMI 시장성장 스마트미터와통신인프라가기반이되는 AMI 구축사업이전력부문에서본격화면서, 가스산업에서도 AMI 의효용을활용하기위한관련사업이빠르게성장할전망 - Pike Research(2010) 에따르면, 전세계스마트미터시장은출하량기준 2009~2016 년간 연평균약 24% 성장할전망 * 위의기간에서전반기에는주로북미와유럽시장의빠른성장이돋보일것으로보이는데, 정부의강력한스마트 그리드사업지원정책에기인 - 북미와유럽에서복합유틸리티 (multi-utilities) 는전기 AMI 보급에이어가스 AMI 보급을 추진하고있으며, 가스전용공급업체들도 AMI 구축사업추진중 * 복합유틸리티인미국의 DTE Energy 는 130 만고객을대상으로가스 AMI 를구축하기시작 * 가스전용공급업체인미국의 Southern California Gas 는 2010 년에 CPUC(California Public Utiltiy Commission) 으로부터 550 만대의스마트가스미터 AMI 시스템구축계획을승인받았으며, 영국의 British Gas 는 2010 년에걸쳐 일반가정에 100 만대의스마트가스미터를보급하였음 * 가스 AMI 사업은위의선도적인보급업체들에의해실제사업환경에서테스트될것이며, 그결과에따라다른사업자들의 진입이크게영향받을것으로보임 - 스마트가스미터시장은출하량기준으로볼때, 장기적으로브라질, 인도, 호주와같은국가에서 시장성장을주도할것으로보이지만, 초기에는북미와유럽지역이주요시장을형성할전망 * 초기에라틴아메리카와아시아 - 태평양지역은북미와유럽에비해시장규모가매우작을것이며, 브라질, 인도, 호주에서의스마트가스미터대형보급은 2014 년까지는이루어지지않을전망 26 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

29 2. 스마트그리드시장동향 출처 : Pike Research, < 그림 12. 지역별스마트가스미터출하량전망 : > 전체가스미터출하량중스마트가스미터출하량비중을볼때, 북미와유럽지역은 년까지꾸준히빠르게성장할전망이며, 라틴아메리카와아시아-태평양지역이완만하게성장할전망 년에북미지역은전체가스미터출하량중스마트가스미터비중이 18% 를초과할전망이며, 유럽지역은약 15% 에달할전망 - 아시아-태평양, 중동및아프리카 (MEA) 지역은단기적으로현재보급또는계획중인 AMR(automated meter reading) 및사전지불미터링 (prepaid metering) 으로인해 AMI 보급이상대적으로더디게진행될전망 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 27

30 스마트그리드기술및시장동향 출처 : Pike Research, < 그림 13. 지역별전체가스미터출하량당스마트가스미터출하량비중 : > 지역별스마트가스미터설치대수는스마트가스미터출하량추세와비슷한모습을보일전망 출처 : Pike Research, < 그림 14. 지역별스마트가스미터설치대수 : > 28 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

31 2. 스마트그리드시장동향 전체가스미터중스마트가스미터의비중은 2016년까지북미와유럽지역이각각 18.0%, 17.2% 전망 - 라틴아메리카지역은천연가스파이프라인네트워크구축이지속되면서, AMR 대신곧바로 AMI 구축사업을추진할전망 - 라틴아메리카와아시아-태평양지역은스마트미터출하량과설치대수에있어비슷한추세를보이겠지만, 라틴아메리카지역이현재의낮은가스미터보급률때문에전체가스미터대비스마트가스미터비중은높게나타날전망 출처 : Pike Research, < 그림 15. 지역별전체가스미터대비스마트가스미터보급비중 : > 가스 AMI 시장의성장동인및장애요인가스사업자의운영효율성향상, 가스소비자의가스사용절감, 온실가스배출량감축, 가스공급신뢰성향상등의기대효과가가스 AMI 시장의성장촉진 - 사업자의운영효율성향상측면에서는미터검침인력비용절감, 미터검침빈도와정확성향상, 가스공급중단점검자동화, 가스관부하관리, 원격공급중단지시등의효과기대 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 29

32 스마트그리드기술및시장동향 - 소비자측면에서는스마트가스미터를통해자신의가스소비정보를 1시간에준하는간격으로상세하게파악할수있고, 자신과비슷한소득및환경에있는타인의가스소비행태와비교할수있게됨으로써가스소비절감기대 - 가스공급및소비의효율성향상으로온실가스배출저감기대 - 가스망관련사고알림, 보호, 계획설정의정교화를통해가스공급의신뢰도를더욱향상 가스 AMI 시장성장을가로막는장애요인으로는가스가저장될수있다는점, 스마트미터의기술표준및보안문제, 소비자의저항, 정부지원부족등을들수있음 - 전기와다르게가스는저장될수있어다양한부하를충족시켜줄수있고, 수급균형을유지시켜줌으로써수요반응 (demand response) 의필요성과소비, 공급, 가격정보의실시간확인필요성을축소시킴 - 스마트가스미터의기술표준정립이이제시작단계이며, 기존물리적보안위협뿐만아니라사이버보안위협도확대 - 스마트가스미터가진화하는스마트가스그리드 (smart gas grid) 애플리케이션들과함께진화해야함에도불구하고, 개방형소프트웨어환경미비, 높은초기구축비용대비긴수명 (10~20년) 등으로인해기술무용화 (technical obsolescence) 현상발생가능 - 가스 AMI 구축과계시별요금제 (TOU) 도입에따라피크시간대상대적으로높게책정되는가스요금, 스마트미터의정확성, 스마트미터의사이버보안위협등에대한소비자불안증가가능 - 전세계적으로 AMI 구축지원이지능형전력망구축과연동되어추진되고있고, 전력망에비해노화가덜됐고상대적으로신뢰도가높은가스망에대해서는지능화사업이국가적으로추진되지않고있는상황 30 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

33 3. 요약및정책적시사점 3. 요약및정책적시사점 3.1 요약 세계각국은스마트그리드시장을선점하기위해스마트그리드의구축 운용, 관련기기적용등의성과를보여주는노력의일환으로실증단지및시범사업을앞다투어추진중 - 세계주요국의 2010년스마트그리드부문투자규모를살펴보면, 중국과미국을중심으로투자가진행되고있으나, GDP 대비투자규모면에서는중국과우리나라가주도하였음 - 한국은 2005년부터전력IT를중심으로 R&D사업을추진해왔으며, 전력IT 기술개발성과를기반으로스마트그리드핵심기술개발을위해 30년까지약 7조원의투자를계획하고있음 2011년이후주목해야할스마트그리드트렌드로서사이버보안시장성장, AMI에이어배전자동화시장부상, 유럽과중국의성장가속화, 수요반응시장의확대, 데이터관리역량의중요성증대, IT기업들의스마트그리드사업진출본격화, 가스부문으로의스마트그리드사업확대등을들수있음 - 스마트그리드부문의사이버보안시장은 2010년 7억달러에서 2013년 17억달러를상회할전망이며, IEEE, IEC, NERC 등을중심으로국제표준화가추진되고있음 - 스마트미터보급이빠르게이루어지면서, 차세대애플리케이션으로배전자동화가주목받고있으며, 2012~2014년내에관련시장이급팽창할전망 - 유럽연합은 2012년까지 27개모든회원국에스마트미터보급계획에대한국가적행동계획제출을요구하고있고, 중국은 2020년까지 7억개이상의스마트미터보급계획이논의되는등, 북미지역에이어유럽과중국이 AMI의주요시장으로부상할전망 - EnerNOC와같은기존수요반응업체뿐아니라 BEMS/EMS, IT기업까지수요반응시장을주요목표시장으로설정하고있으며, 지역내전력사업자와파트너십을확대하며에너지효율제품, 솔루션및서비스제공시작 - 스마트미터기반의가전및사무기기가확대될수록에너지사용데이터는계속증가할것이고, 그에따라데이터의효율적인관리역량이스마트그리드사업성공을이끌전망 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 31

34 스마트그리드기술및시장동향 - Cisco, Intel, Verizon, AT&T, Microsoft 등의주요 IT 기업들은모두스마트그리드사업에진출하면서 자신들의특화된제품및서비스판매에주력 - 전력부문에서지능형기술을통해사업자의운영효율성향상, 전력소비효율화, 온실가스배출량감축, 공급신뢰성향상등의효과를추구하는것과마찬가지로, 가스부문에서도 비슷한양상을보일전망 * 2016 년에북미지역은전체가스미터출하량중스마트가스미터비중이 18% 를초과할전망이며, 유럽지역은약 15% 에달할전망 * 가스가저장될수있다는점, 스마트미터의기술표준및보안문제, 소비자의저항, 정부지원부족등은가스부문의지능형기술확산의장애요인으로작용 3.2 정책적시사점 스마트그리드부문에서새롭게제기되는현안과향후변화방향을이해하는것은스마트그리드정책마련및사업추진에있어필수요소 - 앞서제기된사이버보안, 새로운시장, 사업활성화장애요인등에대한심층적인분석과대응책마련이요구 - 스마트그리드가전력뿐만아니라가스부문에서도확산될가능성이높은가운데, 장기적으로가스부문이스마트그리드관련산업을활성화시키는매개체로작용할전망 - 스마트그리드관련기술이전력산업, 가스산업뿐만아니라물산업, 자원개발산업에서도적용범위가확산되고있는현재, 에너지지능화차원에서스마트그리드를재해석할필요가있음 - 앞으로에너지산업은지속적으로지능형기술의도입범위를넓혀나갈것이며, 이는에너지산업의가치사슬, 시장역학등을재편하면서, 다양한정책이슈를만들어낼것으로보임 스마트그리드구축가속화및확산장애요인극복을중심으로 R&D 지원필요 - 배전자동화, 수요반응, 데이터관리소프트웨어등향후본격적으로성장이예상되는스마트그리드핵심애플리케이션개발에대한 R&D투자세액공제고려 - 스마트미터 / 가전보안모듈개발, 보안테스트베드구축및운영, 스마트그리드보안표준화지원강화 32 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

35 3. 요약및정책적시사점 민간의스마트그리드투자활성화를위해정부는 R&D전주기를포괄하는기술개발정책추진, 공정경쟁환경조성노력필요 년까지국가단위스마트그리드를구축하기위해서는대규모의투자자금 ( 30년까지약 7조원 ) 이필요할것으로전망 - 초기에는정부투자가민간투자를견인하는역할을하겠지만, 점차민간부문이중심이되어기술개발및시장창출을이끌어야함 * 정부는중장기기술개발과제를중심으로예산을지원하고, 단기상용화가능분야는실증등을통해민간투자활성화지원 - 민간투자를확대하기위해서는민간기업들이스마트그리드실증및시범사업참여를통해신규비즈니스모델을시험하고수출산업화할수있는환경을조성해야함 * 기술개발-표준화-실용화에이르기까지전주기적기술개발정책추진필요 * 스마트그리드시장진입장벽완화, 시장참여자간공정한경쟁과협력을촉진할수있는제도설계 스마트그리드적용범위확산에대응해관련산업활성화를위한정부R&D 과제발굴및지원확대필요 - 전력부문뿐아니라가스, 수자원, 자원개발영역에서도지능형에너지선도국가로발돋움하기위해서는기술의발전양상파악과관련산업확산을위한선제적 R&D 투자필요 - 전력, 가스, 수자원, 자원개발부문의지능화사업추진시상호시너지효과를고려하되, 중복투자를최소화할수있도록통합적에너지지능화 R&D 정책결정시스템구축 Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 33

36 스마트그리드기술및시장동향 자료원 도윤미외, " 스마트그리드기술동향 : 전력망과정보통신의융합기술 ", 전자통신동향분석제24권제5호 박찬국, " 전력인프라사이버보안이슈와정책대응 ", 주간기술동향통권 1398호 벤처기업협회, " 그린SW 기술및시장동향 ", 서우석, " 스마트그리드전력망과정보통신망융합보안방향 ", 한국전자통신학회논문지제5권제5호, 임종인외, " 신IT 기술응용확산과디지털재난유형예측연구 ", KISDI, 전황수외, " 주요국가의스마트그리드정책동향 ", 전자통신동향분석제25권제3호 지식경제부, 스마트그리드국가로드맵, 지식경제위원회, 지능형전력망의구축및이용촉진에관한법률안검토보고서, CGGC, "U.S. Smart Grid : Finding new ways to cut carbon and create jobs", DOE, "DOE Strategy Plan", Donoghue, A., "Report: IP networks easy prey for cyberattackers", ETRI, "2008 Update of the Profiling and Mapping of Intelligent Grid R&D Programs", Major Economies Forum on Energy and Climate, "Technology Action Plan Smart Grids", IEA, "Smart Grids Technology Roadmap", Pike Research, "Smart Gas Meters", 과학기술및연구개발사업동향브리프 호

37 Pike Research, "Smart Grid: Ten Trends to Watch in 2011 and Beyond", Steffens, J., "IOActive Verifies Critical Flaws in Next Generation Energy Infrastructure", IOActive Press Release, Korea Institute of Science & Technology Evaluation and Planning 35

38 과학기술및연구개발사업동향브리프 - 스마트그리드기술및시장동향 I 저자 I 박찬국 KEEI 전력정책연구실전문연구원 031) , green@keei.re.kr 용태석 KISTEP 성장동력사업실연구원 02) , tsyong@kistep.re.kr 본동향브리프의내용은필자의개인적견해이며, KISTEP 의공식적인견해가아님을밝힙니다.