가이드라인을마련하고전력시장운영규칙개정, ESS 활용촉진요금제도입, 태양광연계 ESS 설치시신재생에너지공급인증서 (REC) 가중치부여, 공공기관의무설치등지원정책실시 년 6 월에는에너지프로슈머를허용하는전기사업법개정안을정부발의했으나 7 월더민주당이훈 의원이대표발

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학철 유
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KERI Brief 17-07 2017-04-25 에너지프로슈머시장에서의에너지저장장치 (ESS) 활용사례및제도개선필요성 송용주 / 한국경제연구원연구원 (jenna.song@keri.

1 KERI Brief 에너지프로슈머시장에서의에너지저장장치 (ESS) 활용사례및제도개선필요성 송용주 / 한국경제연구원연구원 (jenna.song@keri.org) 정부는 2016 년 6 월 ESS 확대와에너지프로슈머육성등에너지신산업확산을 위한전기사업법개정안을발의했으나여전히국회계류중으로, 이에따라소규 모전력중개시범사업실시가지연되고있다. 본연구에서는에너지프로슈머분야에서 ESS 를활용하고있는해외사례를분 석하고우리나라와의법제도적환경을비교하여제도개선필요성을검토하였다. 분석결과 ESS 는에너지프로슈머활성화의필수요소이지만기존의폐쇄적전 력산업구조에서는사업에제한이많은것으로나타났다. 또한정부에서최근다 양한 ESS 지원정책을시행하고있음에도불구하고근본적으로전력산업의폐 쇄적구조에따른진입규제와가격규제가 ESS 를활용하는신산업활성화에제 약이되고있다. ESS 는안정적이고효율적인에너지수급체계구축및전력요금 인하에효과적으로, ESS 의주요수요처인에너지프로슈머시장에민간사업자들 이자율적으로참여하고가격을책정하여신사업모델을창출할수있도록제도 개선이필요하다. 1. 검토배경 산업통상자원부는 년이후출범하는신기후체제대응방안으로 년부터 에너지신산업 확산전략 을본격추진중 년까지에너지신시장 100조원구축, 일자리 50만개창출, 온실가스 5500만톤감축을목표로 2020년까지 42조원을투자하고규제를개혁할계획으로, 에너지효율성제고, 친환경신재생에너지활용, 소규모전력거래활성화에관련된에너지신산업 8대분야 * 를선정 * 전기자동차, 전력수요자원거래시장 ( 에너지프로슈머시장 ), 에너지자립섬, ESS( 에너지저장장치 ), 친환경에너지타운, 제로에너지빌딩, 발전소온배수열활용, 태양광대여 특히 E S S 는에너지신산업거의모든분야에서활용되고에너지프로슈머 * 시장을활성화하기위한핵심요소임에따라다양한지원정책을집중실시 * 에너지프로슈머 : 태양광등신재생전원과연료전지, ESS 등저장장치를활용해스스로전력을생산 저장하고소비 판매하는소비자 - 전기사업법에규정되어있지않은 ESS 의범위를확대해석하여활용범위를넓힐수있도록 KERI Brief 1

2 가이드라인을마련하고전력시장운영규칙개정, ESS 활용촉진요금제도입, 태양광연계 ESS 설치시신재생에너지공급인증서 (REC) 가중치부여, 공공기관의무설치등지원정책실시 년 6 월에는에너지프로슈머를허용하는전기사업법개정안을정부발의했으나 7 월더민주당이훈 의원이대표발의한전력소매판매민간진입을금지하는개정안과충돌하면서여전히국회계류중 - 정부발의안은전기자동차, 신재생발전, ESS 등에너지신산업투자를촉진하고전기공급자를다양화함으로써전력소매판매시장개방을추진하려는목적 전기신사업으로서전기자동차충전사업 1), 소규모전기공급사업 2), 소규모전력중개사업 3) 을신설하고전기신사업자와전기사업자간전력거래허용, 전기자동차충전사업자와소규모전력중개사업자간전력시장에서직접거래허용등이주요내용임. 한국전력공사가독점적으로수행중인전력시장판매부문에경쟁체제를도입하는첫단계로써, 신재생에너지와관련된특정분야부터먼저소규모로민간에개방하고시장반응과민간참여확대의장단점등을파악한뒤단계적으로전력판매시장의민간참여폭을넓힐계획 4) - 반면, 이훈의원등은대기업진출로인한전기료인상가능성을제기하며전력소매판매한전 독점의법제화를주장 5) 이에따라, 지난해 11 월시작될예정이었던소규모전력중개시범사업이사업자만모집해놓은채무기 한지연되고있음. - 소규모전력중개사업은가정, 상업시설등에서신재생에너지로생산 저장된소규모전력을민 간중개기업이모아전력도매시장에서판매하여수익을창출하는모델 - 지난해 KT, 포스코에너지, 한화에너지, 이든스토리, 벽산파워, 탑솔라등 6 개기업이전력거래 소와 MOU 를체결하고사업자로선정되었으나, 전기사업법개정안끼리전력소매시장에한전 이외사업자를허용해야하는지여부를두고충돌하면서시범사업실시에난항을겪고있음. 본연구에서는에너지프로슈머시장에서 ESS 를활용하는해외사례를분석하여 ESS 보급확대를위한 국내전력소매시장제도개선필요성을검토하고자함. - 에너지프로슈머시장과 ESS 도입이활성화된미국, 독일, 일본의사례를통해가정 / 상업용 ESS 활용의장점을분석하고우리나라와의법제도적환경을비교하여정책적시사점을도출 1) 전기자동차에전기를유상으로공급하는사업 2) 신 재생에너지설비를이용하여생산한전기를전력시장을통하지않고전기사용자에게공급하는사업 3) 신 재생에너지설비, 전기저장장치 (ESS) 등의소규모전력자원을모집 관리하고, 소규모전력자원에서생산된전력을전력시장을통하여거래하는사업 4) 김병선, 전기사업법일부개정법률안검토보고서, 국회산업통상자원위원회, ) 2001 년전력시장구조개편에따라누구나전력소매판매를신청할수있고산업통산자원부장관의허가를받으면사업을할수있도록전기사업법이개정되었으나법개정전독점을유지하던한전과경쟁할만한기업이나타나지않아여전히독점구조를유지하고있음. KERI Brief 2

2. ESS 개요및현황 1) E S S 개요 ESS(E n erg y S to ra g e S yste m ) 6 ) 는생산된전력을저장했다가필요할때공급하는시스템으로전력저장장 치, 전력변환장치, 제반운영시스템으로구성됨 7 ) - 전력을저장하는배터리셀, 전력을변환하는 PCS(Power Conditioning System), 배터리를관 리하는

3 2. ESS 개요및현황 1) E S S 개요 ESS(E n erg y S to ra g e S yste m ) 6 ) 는생산된전력을저장했다가필요할때공급하는시스템으로전력저장장 치, 전력변환장치, 제반운영시스템으로구성됨 7 ) - 전력을저장하는배터리셀, 전력을변환하는 PCS(Power Conditioning System), 배터리를관 리하는 BMS(Battery Management System), ESS 를총괄운영하는 PMS(Power Management System) 등으로구성 < 그림 1> ESS 구성요소및기능 자료 : 한전경제경영연구원, KEMRI 전력경제 REVIEW, 2016 년제 12 호, 기술방식에따라물리적, 화학적, 전자기적장치로분류하며화학적전지가향후전력계통에서활용 잠재성이큰방식으로주목받고있음. - 화학적전지중리튬이온전지는에너지밀도가높고효율이좋으며전기차와모바일기기수요 증가등생산규모확대에따라가격이급락하고있어시장이빠르게확대될것으로예상됨. < 표 1> 저장방식에따른 ESS 분류전기저장방식에너지저장시스템종류 양수발전 (PHS, Pumped Hydro Storage) 물리적저장 압축공기저장장치 (CAES, Compressed Air Energy Storage) (mechanical) 플라이휠 (flywheels) 리튬이온전지 (LIB, Lithium Ion Batter) 화학적저장 나트륨황전지 (NaS) (electrochemical) 납축전지 (Lead acid) 흐름전지 (RFB, Redox Flow Battery) 전자기적저장 슈퍼커패시터 (Super-capacitor 또는 Ultra-capacitor) (electromagnetic) 초전도에너지저장 (SMES, superconducting magnetic energy storagy) 자료 : 이성인 조경연, 최근주요국의 ESS 추진현황과시사점, 에너지경제연구원, ) 광의의 ESS 는잉여전기또는열에너지를저장했다가필요할때공급하는장치로, 우리나라에서 ESS 는전력을저장하는장치를뜻하며해외에서는열저장장치와구분하여 Electrical Energy Storage(EES), Electricity Storage 등으로표기함. 7) 공공기관에너지이용합리화추진에관한규정 제 2 조 KERI Brief 3

4 E S S 는발전, 송 배전, 수용가에이르는전력계통전과정에서활용가능하며수요와공급정보의실시간 교환을통해전력의효율적생산과소비를가능케하는스마트그리드구축의핵심요소 - 전기는생산과소비가동시에이루어지는특성때문에시 공간의제약을많이받는다는이용상 의한계가있었으나유휴전력을저장하고필요시방전하는 ESS 의기능은주파수조정, 피크 저감, 신재생출력안정화등다양한필요를충족시킬수있음. 8) - 발전및송 배전사업자의비용절감및효율성향상, 수용가의전기요금절감및수익창출과 같은소비자효용과온실가스저감, 에너지안보향상과같은사회적효용을기대할수있음. < 표 2> ESS 의용도 전력 분야발전 계통 송 배전 수용가 산업시설, 상업용빌딩, 주거용등 신재생발전설비운영 서비스차익거래, 전력공급용량, 예비용량, 주파수조정, 비상용전원등송 배전설비의용량부족시보조, 설비투자대체, 혼잡도완화, 전력품질향상등시간대별최적소비를통한에너지비용절감, 전력품질및신뢰도유지, 정전대비전원등신재생에너지저장, 불규칙한출력변동성완화등 2) E S S 시장현황및전망 전세계 ESS 시장은작년 25.6 억달러에서 년 1 50 억달러, 년에는 억달러로급성장예상 9 ) - 국내시장은 2016년 3000억원에서 2020년 4400억원규모로연평균 10% 성장이예상되며, 우리기업들의 ESS 수출은 2016년 4억달러로전년대비 117% 급증 리튬이온배터리시장에서 LG화학과삼성SDI가시장점유율 1, 2위로 40% 를차지하고있으며중소기업인코캄도 ESS 경쟁력 4위를기록 10) - ESS의높은성장성에따라글로벌전기차업계에서도 ESS 시장에진입하고있는추세 Tesla는지난 11월미국의태양광발전업체인 Solar City를인수하고 2017년가정용 ESS인파워월 2를출시하는등종합에너지기업으로변모하고있으며향후전기차보다 ESS 사업이커질수있다고전망, 중국전기차업체인 BYD 역시가정용 ESS 시장에진출 우리나라는전력계통과산업시설등대규모 E S S 설치에있어서는앞서나가고있지만, 미래에는신재생 운영보조및에너지프로슈머활용분야가특히유망할것으로전망 - ESS 누적설치용량에서는독일, 미국, 한국, 일본등 4 개국이대부분을차지하고있으며, 최근 급성장하는화학적배터리설치용량에서는우리나라가 2 위를차지 8) 이성인, 에너지저장시스템 (ESS) 수요관리효과분석및시장조성방안연구, 에너지경제연구원, ) 최수진 김나리, "ESS 가뜬다 "... 한국 ESS 산업세계주도, 수출효자로부상, EBN, ) 김부미, 한국산 ESS 급성장 세계최강 ' 자리매김 ', 건설경제신문, KERI Brief 4

전력계통설비가노후화되고영토가넓어송 배전망구축비용이높은미국이최근화학적배 터리도입에가장적극적이며, 우리나라는경쟁력을갖춘리튬이온배터리위주로설치 < 그림 2> ESS 설치 / 운영용량 Top 10 국가 화학적저장 물리적저장 정격용량 (GW) 프로젝트 개수 주 : 양수발전제외 독일미국한국일본이탈리아중국인도스페인프랑스스위스 자료 : Global Energy

8% 에불과한반면, 미국과독일에서는가정및상업용프로젝트비중이각각 49.9% 와 40.4% 에달함.

5 전력계통설비가노후화되고영토가넓어송 배전망구축비용이높은미국이최근화학적배 터리도입에가장적극적이며, 우리나라는경쟁력을갖춘리튬이온배터리위주로설치 < 그림 2> ESS 설치 / 운영용량 Top 10 국가 화학적저장 물리적저장 정격용량 (GW) 프로젝트 개수 주 : 양수발전제외 독일미국한국일본이탈리아중국인도스페인프랑스스위스 자료 : Global Energy Storage Database, U.S. Department of Energy, 우리정부에서는한전주도로실증사업을진행중이나투자비용이높아일부큰규모의민간기업사업장이나전력공기업에국한되어활용되고있는실정 2017년 4월기준국내에서운영중인 ESS 프로젝트 58개중 200kW 이하규모의가정및상업용프로젝트는 8개로그비중이 13.8% 에불과한반면, 미국과독일에서는가정및상업용프로젝트비중이각각 49.9% 와 40.4% 에달함. 1MW 규모 ESS 투자비는총 8억원 ( 배터리 5억원 + 출력장치 3억원 ) 으로현재 ESS를설치한업체 ( 약 40개 ) 의평균계약전력은 22MW 수준 11) < 그림 3> 주요국가의용량별 ESS 프로젝트개수및비중 ( 단위 : 개 ) 설치용량 독일 미국 한국 일본 200kW 초과 kW 이하 총 주 : 양수발전제외 자료 : Global Energy Storage Database, U.S. Department of Energy, ESS 의전력계통활용이점진적으로확대되는가운데, 신재생비중확대, 신산업창출가능성 등을고려하면신재생운영보조와에너지프로슈머분야의성장잠재력이매우높음 12) ESS 기능의대부분은발 송 배전설비건설을통해대체가가능하지만신재생운영보조는 11) 산업통상자원부보도자료, 전기저장장치 (ESS) 활용촉진전기요금제 도입, ) 한전경제경영연구원, KEMRI 전력경제 REVIEW, 2016 년제 17 호, KERI Brief 5

6 ESS만이수행가능한대체불가능한고유기능으로미래에너지프로슈머실현에있어촉매제역할을담당할것임. 2016년주거용 ESS는신재생발전이경제성을갖춘호주, 독일, 일본, 미국 ( 캘리포니아, 하와이 ) 등 4개국에서시장의 81.4% 를차지하였고, 연간설치용량은 2016년 94.9MW에서 2025년 3,773.3MW 까지약 40배성장이예상됨. 13) 3. 에너지프로슈머분야 ESS 활용의장점과사례 자가소비용태양광발전설비등과연계한 ESS 는외부전기공급의존도를줄이고비상용전원으로사 용, 잉여전력판매까지가능케하여에너지프로슈머환경구축의필수조건 - 신재생전원으로발전할경우자연조건에따라발전량과발전시점이불규칙하여기존의전력 계통에모두수용되기어려운상황이발생하는데 ESS 를통해출력변동성을완화하여안정적 으로전력을공급하고설비이용률을높일수있기때문 ESS 는한번설치하면다용도로활용할수있어기존전력계통설비보다경제성이높다는점이특히 설치비부담이큰소규모상업용및주거용수요자들에게장점이될수있음 1 4 ) - ESS 활용시운영자의수익증가와에너지비용절감외에도신재생에너지의계통연계, 온실 가스감축등과같이계산하기어려운사회적편익이발생하지만이러한외부효과만으로는민 간투자및일반소비자의 ESS 설치를유인하기어려움. - 현재의비용수준에서 ESS를단일용도로사용하는경우에는내연터빈등대체재에비해 ESS 의비용편익이높지않을수있으나다용도로사용하여시너지를창출한다면한번의투자로다양한수익구조창출이가능 < 그림 4> 에서와같이 ESS를다용도로활용할경우특히수용가에서의시너지창출효과가큰것으로분석됨. 13) Navigant research, ) Deloitte, Energy storage: Tracking the technologies that will transform the power sector, KERI Brief 6

< 그림 4> ESS 다용도활용시시너지창출가능성 자료 : Eyer, Jim; Garth Corey Energy Storage for the Electricity Grid: Benefits and Market Potential Assessment Guide A Study for the DOE Energy Storage Systems Program,

7 < 그림 4> ESS 다용도활용시시너지창출가능성 자료 : Eyer, Jim; Garth Corey Energy Storage for the Electricity Grid: Benefits and Market Potential Assessment Guide A Study for the DOE Energy Storage Systems Program, Sandia National Laboratories, February 독일, 미국, 일본등에너지선진국에서는주거용태양광발전과 E S S 연계설치의경제성이향상되어 ESS 를활용하는에너지프로슈머가확산되는추세 - 독일에서는 2012년주거용태양광발전으로자가소비하는경우발전비용외에전기저장비용이 EUR 0.4~0.6/kWh 소요되었으나 ESS 성능이개선되고가격은하락하면서 2014년에는전기저장비용이 EUR 0.16~0.30/kWh 로감소, 15) 이에따라주거용태양광설비신규설치대수중 ESS 연계비중이 2014년 12% 에서 2015년 41% 로성장하는등시장확대추세 16) ( 전력망에전력공급할때받는가격 전력망으로부터가정용전력구입하는가격 ) > ( 태양광발전비용 + 저장비용 ) 인경우수용가에수익이발생하는데, 발전및저장비용은감소하고전력가격은상승하면서점차경제성이증가하여 < 그림 5> 와같이 2016년에태양광연계 ESS가 Grid parity 17) 에도달하는것으로분석됨. < 그림 6> 을보면일조량이많은 5~9월에는주거용전력소비량의거의 100% 를태양광과 ESS 연계시스템으로조달하고그외기간에도전력망에서의추가전력구입비중은높지않음. 15) IRENA, Renewables and Electricity Storage: A technology roadmap for REmap 2030, ) Jeffrey Michel, Germany sets a new solar storage record, Energy Post, ) 전력시장관점에서신재생발전단가와화석연료발전단가가같아지는, 소비자관점에서신재생에너지원 ( 태양광, 풍력등 ) 을이용한전력생산비용이현재전력망에서전력을구매하는가격과균형을이루는지점 KERI Brief 7

< 그림 5> 독일태양광연계 ESS 의 Grid parity < 그림 6> 독일태양광연계 ESS 설치가정에서의 연간에너지소비 자료 : EuPD Research & BDEW, 2013.

5kWh 규모 ESS 설치비는약 3천달러 (2014년기준 ), 이를 4% 의자본비용으로 20년간대출하면매월소요비용은약 18달러임. 평균적으로여름철몇개월내설치비용회수가가능하며그이후부터소비자는전기요금을절약하고전력회사의피크전력수익은감소하게됨. 소비자가일일사용량의 1/3인 10kWh를저장하면매월 36.

8 < 그림 5> 독일태양광연계 ESS 의 Grid parity < 그림 6> 독일태양광연계 ESS 설치가정에서의 연간에너지소비 자료 : EuPD Research & BDEW, 자료 : Fraunhofer ISE(IEC, Electric Energy Storage, 2011 재인용 ) - 미국에서월 18달러투자로 ESS를설치하여하루 4시간의전력을저장하는소비자는피크시간대의높은전력요금을피할수있고여름철에는한달에수백달러까지요금절감가능 18) 미국주택의월평균전력사용량은 903kWh으로하루 30kWh 수준, 하루 4시간전력을저장하는 5kWh 규모 ESS 설치비는약 3천달러 (2014년기준 ), 이를 4% 의자본비용으로 20년간대출하면매월소요비용은약 18달러임. 평균적으로여름철몇개월내설치비용회수가가능하며그이후부터소비자는전기요금을절약하고전력회사의피크전력수익은감소하게됨. 소비자가일일사용량의 1/3인 10kWh를저장하면매월 36.8달러비용이소요되며, 가장낮은가격에에너지를구매하고잉여에너지를저장하여전력을판매할경우수익창출이가능함. - 미국캘리포니아의농장에서는태양광연계 ESS를 64,000달러에설치하여연간 27,000달러의디젤연료비를절감함으로써 3년이내에투자금을회수 19) Aquion Energy사는캘리포니아주전력망외부에위치한한농장의 10.8kW 태양광설비에 54kWh 규모수성하이브리드이온 (AHI, Aqueous Hybrid Ion) 배터리를설치함. 기존전력망을확장하기에는비용이많이소요되어소규모분산전력망 (microgrid) 을건설하고 30kW 디젤비상발전기를설치. 설비유지관리비용이들지않고투자대비수익성이확실했기때문에정부보조금없이농장주개인이투자함. 비용분석결과태양광연계 AHI배터리설치로디젤사용량이대폭감소하면서균등화발전단가 (LCOE: Levelized Cost of Electricity)* 가대폭하락됨. * 발전시설의초기투자비용, 유지운영비및이자비용의현재가치를총발전량의현재가치로나눈값마이크로그리드용디젤발전기및 ESS 방식별발전비용분석 자료 : Acquion Energy 18) 토니세바, 에너지혁명 2030, 교보문고, ) IRENA, case studies: battery storage, KERI Brief 8

9 전력소매판매시장에민간기업이진출하고신규비즈니스모델이도입되면서소비자의 ESS 설치비용 은하락하고추가수익창출까지가능 - 미국의 Solar Grid Storage사는수용가에 ESS를무상설치하는대신 10년간직접운영하며예비력을제공할뿐만아니라전력업체에송 배전보조서비스까지제공하여수익을창출하는신사업모델을도입 20) Solar Grid Storage사는메릴랜드주의부동산개발기업인 Konterra사사옥에 400kW 태양광패널과연결한 500kW ESS를설치함. 전력계통정전시예비력을제공할뿐만아니라지역전력망에주파수조정및균형조정서비스까지제공하여추가수익을창출함으로써시스템비용을절감하고수용가와전력계통에모두편익을제공함. 설비가지역전력업체에연결되어있어전력업체와전력망의요청시전기를방출함으로써다양한보조서비스를제공할수있는것임. 회사는매우낮은비용에설비를제공하고시스템을 10년간소유하고운영하는대신설치비용을대납해주는데, 회사는전력망에보조서비스를제공함으로써송배전업체로부터받는대금으로설치비용을회수하고추가적인수익까지창출하는것임. 이러한비즈니스모델은보조서비스제공시정산금지급기준을제시한새로운제도때문에가능하게된서비스로, 설치비용을절감할뿐아니라수용가와전력망의탄력성을제고할수있음. - 일본에서는 ESS를포함한스마트마이크로그리드시스템을구축하여피크시간대에전기요금을절감하고비상전원으로도이용하는차세대상점모델 (Next generation store) 이도입됨. 21) Sanyo사는교토시의한편의점에 10kW 태양광발전과연계한리튬이온배터리를설치하고스마트마이크로그리드시스템을구축함. 시스템은연중 24시간작동하여발전하고잉여전력을저장함으로써피크수요시간대에저장전력을이용할뿐만아니라정전시에도계산대, LED 조명, 매대등상점운영에필수적기능들을작동할수있게되었음. 4. 에너지프로슈머시장에서의 ESS 활용촉진제도 1) E S S 지원정책과전력산업구조개혁필요성 ESS 도입선진국에서는 ESS 의법적지위확보, 보조금지급, 금융지원, 의무화제도등다양한지원정 책을시행하여초기수요를확보함. - ( 미국 ) 송 배전단계와수용가를중심으로의무화제도, 세제혜택, 차별적요금제도등지원정책 도입, ESS 의법적지위보장하고사례별로용도를확대해석가능하도록허용 22) - ( 독일 ) 재생에너지발전과연계한주거용 ESS 위주로보조금지급하고세금및전력계통접속 수수료등을면제하여에너지프로슈머환경구축 23) 20) IRENA, case studies: battery storage, ) IEC, Electrical Energy Storage, ) IEA, Technology Roadmap: Energy storage, KERI Brief 9

10 보조금지원조건이계통운영자가접근가능한오픈인터페이스를유지하는것으로, 주거용 ESS 를자가소비용으로만활용하지않고송 배전망서비스제공까지활용하도록장려 - ( 일본 ) 원전가동전면중단에따라전력부족위험성을해소하기위해가정내비상발전용 ESS 에대한보조금제도재개, 공공사업활성화등 ESS 보급확대를지원 24) - ( 한국 ) 2016년 ESS 법적지위확보, 지원정책등을집중적으로마련하여정책 2016년 ESS 비상전원인정가이드라인발표 (2.24), ESS 활용촉진요금제도입 (3.24), ESS 저장전력의전력시장거래허용 (4.7), 풍력발전소에이어태양광발전소에 ESS 설치시신재생에너지공급인증서 (REC) 가중치부여 (6.19), 2017년부터공공기관 ESS 설치의무화 25) 그러나수용가, 특히소규모상업용및주거용 ESS 시장이본격확대되고자생력을갖추기위해서는에 너지프로슈머가활성화될수있도록전력산업구조개편이필수적 - 전력계통과대규모산업에서는 ESS 설치로인한규모의경제를달성할수있지만소규모상업및주거용 ESS가경제성을확보하기에는아직비용대비효용이낮은수준 ESS 설치비용은지속하락하고있는추세로, 통신, 전자, 금융, 건설등다양한분야와의결합상품을만들어추가적인수익모델이도입된다면경제성향상가능 - 주요국가들은전력요금을다양화하여소비자에게선택권을제공함으로써수요탄력성을높이고, 저장된잉여전력을거래할수있도록전력소매판매시장의민간진입을허용하는등에너지프로슈머활성화를위한환경을구축하고있음. 독점적판매구조하에서는소규모전력거래에따르는수익이크지않기때문에에너지프로슈머가확산될유인이부족함. - 궁극적으로 ESS 가전력산업밸류체인의각단계를넘나드는다양한서비스를제공하고이에 대한정당한요금체계를구성하며자유로이거래할수있도록산업생태계를조성하는것이민 간투자와신규비즈니스모델의도입을촉진하는데에더효과적이기때문 - 그러므로전력산업구조개혁을추진하여에너지프로슈머환경을구축한독일의판매시장자율화제도를우리나라와비교해볼필요가있음. 미국은각주별로전력산업민영화를추진하여과도기를거치고있으며, 일본은 2016년소매판매시장을민영화하고요금자율화를단계적으로추진하여 2018년전면자율화예정 2) 한국전력산업제도의문제점 23) IRENA, Renewables and electricity storage: a technology roadmap for REmap 2030, ) 이성인 조경연, 최근주요국의 ESS 추진현황과시사점, 세계에너지시장인사이트제 호, 에너지경제연구원, ) 산업통상자원부보도자료, 에너지저장장치 (ESS) 시장이빠르게확산되고있다., KERI Brief 10

11 ESS 관련제도개선에도불구하고주거용및소규모상업용 E S S 설치와민간참여를통한신규사업모 델개발은아직저조한편인데, 그이유는기존전력산업구조하에서경제성확보가어렵기때문 - 산업계에서는수용가입장에서는전력요금이낮아서수요관리의유인이없고신재생발전단 가가높아신재생연계 ESS 에대한수요가낮은것을가장큰이유로지적함. - 또한, 소규모전력의소매판매시장이활성화되지않아수용가에서절약하거나발전한전력으로 수익을창출할기회도제한적인형편임. 근본적문제는전기사업시작시기에제정된전기사업법이신기술인 E S S 의특성을반영하지못하고신 규사업자의진입규제로작용하고있으며불합리한요금구조로인해수익을창출하기어려움에따라 에너지프로슈머가확산될환경이마련되어있지않다는것임. - 현재의에너지시장구조에서는민간의전력소매시장참여가사실상어렵고, 민간기업이에너 지신사업에부분적으로참여하더라도에너지가격의차별화전략또는시간대별차등가격에 따른소비자행동변화를통한수익모델을개발할수없기때문에수익창출가능성이낮음. 26) - ( 진입규제 ) 전력판매시장을실제적으로는한전이독점하다보니민간전력중개업자의시장진 입에한계가있어주거용 상업용소규모 ESS 저장전력의전력시장판매가어려움. - ( 가격규제 ) 독점판매자인한전에서전기요금을규정하는전력요금체계의경직성때문에소비자선택권이제한적이고소비자에게가격정보가전달되지않아수요탄력성이낮으며, 전력직접구매제도가도입되었지만한전에서구입하는것이더저렴하여제도가유명무실화됨. 한전자회사인발전사들에대해보정계수를적용함으로써전력가격을강제로낮추고있음. 3) 독일의전력산업구조개혁과에너지프로슈머시장활성화 독일에서는전력시장민영화로자유로운시장진입이가능하고민간전력기업에서자율적으로요금을 책정함에따라에너지프로슈머확산을위한기반이일찌감치마련됨. - 유럽에서 1997년전력소매의자유화, 발전시장의신규진입개방등에대한의무화가시작되면서 1998년시장을전면개방하고독점기업의발전, 송전, 소매사업을분리하기시작, 발전과판매사업에신규진입을허용하는동시에탈원전과재생에너지확대정책을추진 기존에약 970여개의전력회사가존재했지만실제로는대규모발전소를보유한소수의전력회사가대규모권역을나누어시장을지배하는독점구조를띄고있었음. 27) - 현재발전과판매분야에서다수의사업자가경쟁하고있으며, E.ON, RWE, Vattenfall( 스웨덴 기업 ), EnBW 등대규모전력기업과각지역별소규모전력배급회사가존재 28) 26) 이유수, 에너지신산업의제도적장애요인분석, 에너지경제연구원, ) 임성진, 독일전력산업의구조와문제점 - 환경적측면을중심으로한분석 -, 사회과학논총 14 권, KERI Brief 11

12 배전회사만 950개, 판매면허를보유한사업자는 1000여개를상회하고있고, 시장점유율 5% 이상을점유하는 3개사업자의총시장점유율이 50% 로낮은시장집중도를보이고있음. 대부분의배전회사가판매사업을겸하고있으나, 경쟁부분에미치는영향을차단하기위한독립성확보조치로써회계적으로분리하도록하고있음. 신재생에너지시장이성숙기에진입함에따라 년재생에너지법 (EEG ) 시행후신재생에너지발전 보조금규모를축소하고시장자율화를촉진 년부터 10kW 를초과하는상업용태양광발전설비로부터생산된전력을자가소비할경 우 EUR /kWh 의세금을부과 - 최근에는신재생에너지발전이 Grid parity 에도달함에따라신재생발전보조금인 FIT 를인하 하는추세로, 기준 EUR /kWh 에서 EUR 0.124/kWh 로 FIT 이하락함에 따라전기요금이인상되어가정용전기저장, 즉 ESS 에대한수요를일부증가시키는효과 29) - 가정용전기요금이상승하고선택권이부여됨에따라신재생발전원을이용한자가발전수요가증가하고 ESS 설치가확대되고있음. 전기요금은민영화초기에는경쟁촉진으로인해인하되었으나신재생에너지도입확대로인한발전단가상승과보조금축소로인해상승한것으로, 소비자들은더저렴한요금을제공하는사업자로이동하고있음. 30) 에너지프로슈머확산을위해 P 2 P (P ee r to P ee r) 거래허용하고지역별로활성화추세 - 커뮤니티내에서생산한전력의공유가가능하도록전력회사를거치지않고개인간전력거래 를허용 - 각지역에너지기업 (Stadtwerke) 들은태양광과 ESS 를패키지로제공하는한편, 설비도입고 객간직접전력거래가가능한 P2P 커뮤니티서비스를제공하고있음. 31) < 표 3> 한국-독일전력산업구조비교 구분 한국 독일 법적으로민간기업진입가능하나진입요건이까 1998년 100% 시장개방, 민간판매기업 1000여소매판매다로워한전의실질적독점유지개를통한소규모전력거래활성화시장 이웃간전력거래사업추진중 커뮤니티내전력소비자간직접거래허용 전력요금 보정계수적용하여소매요금규제 자율화, 기업별차별화된요금제실시 동적요금제, 그린요금제등의보급률이높음 28) 전력거래소, 2015 년해외전력시장동향, ) IRENA, Renewables and electricity storage: a technology roadmap for REmap 2030, ) 대한전기협회, 독일, 가격이싼인터넷전매사업자로공급처변경이증가, 전기저널, ) 김신아 박종일, 에너지프로슈머사업에너지비즈니스의새로운기회, LG 경제연구소, KERI Brief 12

13 5. 결론및시사점 에너지선진국에서는적극적 ESS 지원책과함께전력산업민간개방을실시하여 ESS 수요가증가하고 에너지프로슈머가활성화되도록자생적생태계를조성 - 독일에서는전력산업이민영화되면서기존의정부독점구조에서의비합리적가격정책에따라 전력가격이발전원가를반영하지못하던문제가해결되고, 이에따라소비자전력요금이상 승하여수요관리의필요성이증가함에따라신재생발전과 ESS 수요가확대되고있음. - 전력소매판매시장에민간기업진입이자유로운국가에서는소규모수요자원을관리하고중 개하는사업자들이다양한사업모델을도입하여 ESS 의비용대비편익을증가시키고있음. 우리정부는최근다양한 ESS 지원정책을적극시행중이지만근본적으로전력산업의폐쇄적구조에 따른진입규제와가격규제가 ESS 를활용한신산업활성화에제약이되고있음. - ESS 는배터리, PCS 와같은하드웨어뿐아니라에너지관리시스템 (EMS), 전력업체, 건축, 금 융, ICT 등다양한분야가관련된융합산업으로기술과기업의자유로운융합과서비스창출이 가능할때산업이활성화될수있음. - 판매시장규제와한전독점구조로인해가정이나상업시설에서소규모로발전한전력을모아전력시장에파는민간중개업자가진입하기어려워에너지프로슈머시장활성화지연 독일과미국처럼 Grid parity에도달한경우에는신재생발전사업자가자가발전량을먼저소비하는것이이익이지만, 우리나라와같은경우신재생발전량은판매하고기존전력계통의판매사업자로부터저렴하게전력을구입하여소비하는것이더이익이기때문에 ESS 보급이확산되고민간중개업자와새로운사업모델이증가한다면수요자원시장성장가능 - 근본적으로원가가전력생산비용을반영하지않아판매가격이너무낮은현재의전력가격수준에서는 ESS 활용과프로슈머시장확대에는한계가있음. 또한, 시간대별수요, 전력요금등에대한정보가공개되지않아소비자로서는수요관리의유인이없는상황 ESS 는안정적이고효율적인에너지수급체계구축및전력요금인하에효과적으로, ESS 의주요수요 처인에너지프로슈머시장에기업들이자율적으로참여하고가격조정할수있도록제도개선필요 - 소매판매시장에민간진입을허용하는방향으로전기사업법을개정하여민간투자를통한다 양한신규사업모델이창출되는신산업생태계를조성해야함. - 장기적으로요금규제를완화함으로써에너지신산업의경제성을향상하고자생적성장기반을 마련할수있음. KERI Brief 13

14 현재전력요금수준에서는 ESS를활용할유인이없고이는전력과소비를야기하고있으며그로인한부담 ( 원가와가격의차이 ) 은결국국민들이세금으로부담하고있는것임. 전력요금이비용을정확하게반영하도록하고전력업체가비용을절감하면이윤을얻을수있도록가격제도를유연화하여전력시장의효율성을높이는근본적구조개혁이필요 KERI Brief 14

ESS( 에너지저장장치 ) 는신재생에너지확대에필수적인기술 ESS는생산된전기를저장하여필요할때사용할수있게하는솔루션 1) - 전력산업구조가생산후소비 소멸에서 < 저장 수요관리 소비 > 로전환 - 전력계통 ( 공급자 ) 과수용가 ( 소비자 ) 모두에서폭넓은활용이가능 * ESS

ESS( 에너지저장장치 ) 는신재생에너지확대에필수적인기술 ESS는생산된전기를저장하여필요할때사용할수있게하는솔루션 1) - 전력산업구조가생산후소비 소멸에서 < 저장 수요관리 소비 > 로전환 - 전력계통 ( 공급자 ) 과수용가 ( 소비자 ) 모두에서폭넓은활용이가능 * ESS 우리금융경영연구소경제연구실 2018. 4. 5. ESS( 에너지저장장치 ) 는생산된전기를리튬이온배터리를이용해저장하고필요할때사용할수있게하는솔루션으로, 신재생에너지확대및전력산업의효율성제고등의효과가기대국내 ESS 시장은정부의강력한지원에힘입어민간의투자 운영수요가크게늘어날전망이며, 특히 1 태양광발전연계형과 2 산업부문피크저감용도의성장성이높을것으로예상태양광발전설비에