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1 주요국의스마트그리드추진현황과정책적시사점 고동수

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9 제 1 장서론 현대화된전력기술과정보통신기술의발달은차세대전력망이라할수있는스마트그리드를개발하여전력산업은물론이고지금까지존재하지않던새로운사업영역및기회를창출하는등제반산업을획기적으로변화시킬것으로전망되고있음. 이처럼스마트그리드가녹색전력이면서미래의성장동력으로부각되는상황에서스마트그리드를전력산업의일부분으로서가아니라새로운산업으로규정하고정부의산업정책적지원이필요한때임. 정부가산업정책측면에서우선적으로고려하여야할사항으로는인프라구축, 기술표준화 (standardization) 와재정적지원등이있음.

10 10 제 2 장스마트그리드기술및시장동향 스마트그리드기술은전력망부문, 소비자부문, 전기자동차및운송부문, 신재생에너지부문, 그리고전력서비스부문등 5개부문으로구분할수있음. ( 지능형전력망기술 ) 은지능형송전시스템, 지능형배전시스템, 지능형전력기기, 지능형전력통신망기술등이있으며, 스마트그리드구현을위해서는특히전통적인전력기술과결합하는통신기술의개발및이를실제계통에적용하는상용화전략이요구됨. ( 지능형소비자기술 ) 이란소비자측에양방향통신망의 AMI 시스템을구축하여전력의수요 공급정보에따라전력소비를최적화하고전력망의효율을높이고자하는기술로, AMI(Advanced Metering Infrastructure), 에너지관리시스템 (EMS: Energy Management System), 양방향통신네트워크기술등이있음. ( 지능형운송기술 ) 이란전력망과전기자동차가상호자유롭게접속하여전력망의효율을높이고온실가스배출량을감축시키는기술을총칭하는것으로, 충전인프라기술, V2G 기술, 부품 소재기술등이있음. ( 지능형신재생에너지기술 ) 이란다양한신재생에너지를사용하여발전된전력의보급을어렵게하는기술적인장벽을극복하여신재생전원을기존의전력망에안정적으로연계하는기술

11 11 을의미하며, 마이크로그리드 (Micro Grid), 에너지저장장치 (ESS: Energy Storage System), 전력품질보상기술, 전력거래인프라기술등이있음. ( 지능형전력서비스기술 ) 이란여러가지전기요금제도를개발하고소비자전력거래시스템을구축하여전력망의효율을증대시킴으로써수요반응및지능형전력거래등다양한비즈니스를가능하게해주는기술을의미하며, 실시간요금제 (RTP), 수요반응 (DR), 전력거래기술등이있음. 우리나라는 2005년부터총 2,532억원을투입하여전력산업분야에서의신성장동력을육성하기위하여전력IT 10대과제를선정하여기술개발을추진하여왔으며, 전력 IT 10대과제중에서5 개과제성과물이현재제주도실증사업에적용되고있음. 전력분야전문시장조사업체인 SBI(2009) 에따르면세계스마트그리드시장규모는 2009년의 639억달러에서 2014년에는 1,714 억달러규모로연평균 20% 정도성장하여, 2030년도에는 8,700 억달러규모의시장을형성할것으로전망하고있음. 지식경제부 (2010) 의 스마트그리드국가로드맵 에의하면, 우리나라스마트그리드시장은 2030년까지총 73.9조원규모의시장으로성장하고해외수출부문에서는총 49.2조원규모의수출이이루어질것으로전망하고있음.

12 12 제 3 장미국의스마트그리드 스마트그리드의미래기술을중시하여경기부양법 (ARRA 2009) 에서규정하고있는스마트그리드투자보조 (SGIG) 프로그램은송 배전시스템의현대화, 전력망의유연성, 기능성, 상호운영성 (interoperability), 사이버보안, 상황적인식 (situational awareness), 경영효율성등을증가시키는스마트그리드관련기술등에의투자를촉진시키자는것으로, 적격의스마트그리드투자의 50% 까지보조금을제공하는것임. 스마트그리드실증프로그램 (SGDP) 은스마트그리드비즈니스모델의타당성을입증하기위해서현재부각되고있는스마트그리드기술이어떻게적용되고통합될수있는지를실증하는것이며, 총프로젝트비용의 50% 까지재정적지원을제공하도록함. FERC가 2009년 7월에발표한정책은스마트그리드시스템과관련장비의상호운영성 (interoperability) 과기능성을달성하기위한주요표준 (standards) 의개발에초점을맞추고있으며, 국가의송전시스템관련스마트그리드발전을위한가이드를제공하고있음. 또한 FERC는효율성, 보안, 신뢰도, 상호운영성을향상시킴으로써대량전력시스템에의어려움을해결해줄수있는스마트그리드기술에의투자를장려하기위하여잠정요금정책 (Interim Rate Policy) 을제안하고있음.

13 13 제 4 장유럽의스마트그리드추진현황 EEGI(European Electricity Grid Initiative) 는유럽의미래형스마트그리드의혁신및개발을가속화하기위하여, 전력산업의송 배전사업자들이주창한 9년계획의RD&D(research, development and demonstration) 프로그램을제안하고있음. 유럽의송전네트워크및전력시장관련계획을수립하고운영하는데있어서국경을접하고있는국가간에적절한협력이필요한데, EEGI RD&D 프로그램은유럽형표준화및상호이용성을지원하는방안을촉진시킬것임. - 제안된 RD&D 프로그램은기술혁신보다는시스템혁신에초점을맞추고있으며, 실생활에서의신기술을통합하고그결과를입증하는도전과제를다루고있음. EEGI가전력RD&D를위해제안하고있는상기프로그램은 9년동안약 20억유로의비용을예상하고있음. 다만, 여기에는유럽전역에솔루션을적용하는비용은포함되어있지않음. 프로젝트의지연을막기위해서는, 새로운요금인센티브제도가이행될때까지의과도기에네트워크운영자들의참여를촉진시키기위해서는 EC와회원국과같은공공당국 (public sources) 으로부터의막대한지원을필요로하고있음.

14 14 제 5 장정책적시사점 첫째, 스마트그리드산업은스마트미터기에서부터네트워크보안에이르기까지그범위가매우넓고광범위하며기술수준에따라적용범위도매우다양할것으로보고되고있음. - 따라서, 스마트그리드를단순히전력산업의일부분으로간주하는견해를벗어나서미래의성장동력산업으로분류할필요가있으며, 스마트그리드산업의성장을위하여산업정책적지원이필요함. - 스마트그리드산업을육성하기위해서는현재앞서나가고있는대기업은물론이고, 중소기업도스마트그리드산업에기꺼이참여할수있는방안을제시할필요가있음. 즉, 정부는관련중소기업을발굴하거나신설을장려하여이들중소기업이스마트그리드산업의태동과함께성장할수있는기회를제공할필요가있음. 둘째, 스마트그리드활성화를위하여구축하여야할대표적인프라로는통신시스템인프라와전기자동차보급을위한충전인프라가있음. - 통신시스템인프라구축과정에서중요한것은통신기술그자체보다통신기술간의상호운영성 (interoperability) 을확보할수있도록하는것임.

15 15 - 자동차충전인프라구축과관련하여우선적으로고려하여야할사항은전기공급자인한전, 충전소설치업체, 그리고전기판매업체등에대한역할분담을구체화하는것임. 셋째, 스마트그리드산업을육성하기위해서는기술및제품에대한표준화 (standardization) 작업이산업정책과제중에서주요부문을차지하게될것임. - 스마트그리드는관련산업간의융 복합이이루어지는분야로서시스템간에충돌이이루어질수있으므로정부는이를표준화차원에서대비하여야할것임. - 표준화구축을위해서가장우선적으로고려되어야할사항으로는표준화작업과정에다양한이해관계자가모두참여할수있는개방적구조를마련하는것임. 즉, 이해관계자들간의상호운영성보장을위한사회적공감대를형성할필요가있음. - 국내에서스마트그리드표준이설정되더라도그것이세계시장에서공식적으로채택되지못하면크게의미가없을수있으므로, 국내의표준화작업추진과동시에국제적표준화활동을주시함으로써국내의스마트그리드산업이세계시장에진출할수있는방안을강구하여야할것임. 넷째, 스마트그리드산업에대한재정적지원방안의하나로서, 이는미국등선진국처럼스마트그리드투자회수비용을전기요금에반영하는방안도고려할수있을것임.

16 16 - 스마트그리드업체에대한지나친지원은소비자및시민단체들로부터저항을받을수있음. - 따라서정부는스마트그리드는글로벌차원에서의기후변화문제해결에도움을줄수있고, 국가의비경제분야에서는에너지안보, 전력망의안정성, 그리고소비자중심구조와같은새로운메커니즘이확립될수있는계기라는것을다양한홍보를통하여인식시킬필요가있음.

17 1. 전력수요의증가와스마트그리드대두 오늘날세계적으로해결해야할주요이슈로는기후변화에따른지구온난화현상같은자연환경과관련된문제, 그리고자원고갈및화석연료가격의급등에따른에너지문제를들수있음. 개발도상국을중심으로한인구증가는에너지사용을폭발적으로증가시키고있음. 특히전기의경우인구증가에따른주택및 TV 크기의확대, 컴퓨터와에어컨의증가등으로인해전력의피크수요는증가하고있는데반하여전력설비와 R&D에대한투자는이를따라가지못해송전선로용량이한계에직면하고있음. - SIEMENS의 2006년연간보고서에따르면 2020년까지세계전력소비는약 70% 가증가할것으로예측하고있음. 1) 1) 한국스마트그리드사업단 (2010) 참조.

18 18 현재의전력시스템은 20세기초반에설계된것으로 21세기의새로운환경에더이상적합하지않게되었으며, 전문가들은이러한시스템하에서는향후현재의전기품질을유지하는것이매우어려울것으로추정하고있음. 이러한상황에서현대화된전력기술과정보통신기술의발달은차세대전력망이라할수있는스마트그리드를개발하여전력산업을비롯한제반산업을획기적으로변화시킬것으로전망되고있음. 2) 2. 스마트그리드산업활성화 미국에서스마트그리드에관한연구개발은이미 2000년대초반부터시작되었는데, 부시정부에서는스마트그리드도입을탈석유및에너지안보를위한수단으로인식하고있었던반면에, 오바마정부에서는스마트그리드를경기침체탈피및새로운성장수단으로채택하고있음. 미국이스마트그리드를장래미국경제성장의주요엔진으로고려하고있는것처럼, 유럽국가들도스마트그리드를지구온난화등기후변화에적극대응할수있는녹색성장산업으로전략적으로추진중에있음. 2) 스마트그리드개념및특성은고동수 (2009a) 참조

19 19 스마트그리드가새로운녹색성장동력으로인식받고있는이유는스마트그리드가통합정보지식플랫폼 (consolidated knowledge platform) 을구축하여지금까지존재하지않던새로운사업영역및기회를창출할수있기때문임. - 스마트그리드는전력산업, ICT산업, 배터리, 자동차산업및건설산업 ( 그린홈, 그린빌딩, 그린시티 ) 등각종산업간의융 복합을가능케하여산업간의경계를허무는등파급효과가크고성장잠재력이막대하기때문임. - 특히스마트그리드는차세대자동차인플러그인자동차 (PHEV: Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 의상용화를위한에너지인프라로서그역할이강화될것임. 이처럼스마트그리드가녹색전력이면서미래의성장동력으로부각되는상황에서스마트그리드를산업정책차원에서조명해볼필요가있음. 즉, 스마트그리드를전력산업의일부분으로서가아니라새로운산업으로규정하고정부의산업정책적지원이필요한것임. 정부가스마트그리드를산업정책측면에서고려하여야할사항으로는인프라의구축, 기술표준화 (standardization) 및재정적지원을들수있음. - 특히스마트그리드는관련산업간의융 복합이이루어지는

20 20 분야로서시스템간에충돌이이루어질수있으므로정부는이를표준화차원에서대비하여야할것임. - 표준화는세계시장주도를위한기본정책으로서선진국들도스마트그리드기술표준화에주력하고있음. 따라서본보고서는스마트그리드산업활성화를위하여우선적으로스마트그리드의주요기술에대하여, 그리고미국과유럽에서는어떠한정책을추진하고있는지에대하여살펴보고, 우리가고려하여야할정책적시사점에대하여검토하고자함. -제2장에서는스마트그리드관련기술및시장동향에대하여살펴보기로하고, -제3장에서는미국의 DOE와 FERC에서스마트그리드산업성장을위하여무엇을추진하고있는지를살펴보며, -제4장에서는 EU 국가에서스마트그리드산업활성화를위하여어떠한지원정책을추진하고있는지에대하여살펴보고, - 마지막제5장에서는우리나라스마트그리드산업활성화를위한정책적시사점을검토하기로함.

21 1. 스마트그리드기술 스마트그리드기술은전력망부문, 소비자부문, 전기자동차및 운송부문, 신재생에너지부문, 그리고전력서비스부문등 5 개 부문으로구분할수있음. 스마트그리드는국가단위의전력망 (grid) 을구축하기위한기본인프라인동시에전력망을구동시키는하드웨어플랫폼임. - 스마트전력망은스마트신재생, 스마트운송, 스마트서비스, 스마트소비자를연결하고전력수급을제어하는국가의기간네트워크임. 3) 한국스마트그리드협회 (2010) 참조

22 22 기존의전력망은공급자효율을중시하는중앙집중식의일방적 (one way) 공급망인반면에, 스마트그리드는다양한형태의분산된공급원과소비자간에양방향 (two way) 전력망을구축하는것으로새로운비즈니스모델의창출이가능한디지털분산형시스템임. 스마트전력망을계층구조로분류해보면, 기존하드웨어기반의송전 배전 수용가를포함하는전력레이어, 스마트그리드화하기위한필수요소인통신레이어, 스마트그리드의효율성을극대화하기위한다양한애플리케이션레이어로구분할수있음. - 전력레이어는기존의송배전망과수용가시스템에분산전원, HVDC, FACTS, PQ기기, 에너지저장장치등새로운기기를도입하여성능을고도화시킨시스템을의미함. - 통신레이어는송배전망을계측, 감시, 제어함으로써성능을최적화하기위하여요구되는 LAN, WAN 등전력망운영통신시스템을의미함. - 애플리케이션레이어는 EMS, DMS, AMI 프로그램등스마트그리드를구동시키는운영체제플랫폼임. 애플리케이션레이어는 ICT 기술과마찬가지로창의적인 R&D를통하여새로운비즈니스모델이활발하게개발될것으로예상됨.

23 23 전력망관련기술은지능형송전시스템, 지능형배전시스템, 지능형전력기기, 지능형전력통신망기술로구분하고있으며, 스마트그리드구현을위해서는, 특히전통적인전력기술과결합하는통신기술의개발및이를실제계통에적용하는상용화전략이요구됨. ( 지능형송전시스템기술 ) 지능형송전시스템기술은초전도전력기술, FACTS 4), HVDC(High Voltage Direct Current), WAMS(Wide Area Monitoring System), WACS, 디지털변전시스템등전력수송신기술을일컬음. ( 지능형배전시스템기술 ) 지능형배전시스템기술은분산전원, AMI, 스마트개폐기및 PCS 등다양한배전급지능형전력기기를적용하여고품질, 고신뢰성및자동복구능력을가진미래형배전시스템을구축하는기술임. ( 지능형전력기기 ) 지능형전력기기는지능형송전 배전시스템을구성하는기기로서, 초전도전력기술, FACTS, HVDC, WAMS, WACS, 디지털변전시스템, 스마트개폐기및 PCS 등새로운전력기기를통칭함. ( 지능형전력통신망 ) 지능형전력통신망은지능형전력기기및지능형전력망을감시, 제어, 운영하는신경회로에해당하는전 4) 교류송전계통의특성을개선하기위한대책으로개발된기술.

24 24 력선통신 (PLC) 과기타유무선방식의전력통신망을통칭함. 소비자부문에서활용되는스마트그리드기술이란소비자측에양방향통신망의 AMI 시스템을구축하여전력의수요 공급정보에따라전력소비를최적화하고전력망의효율을높이고자하는기술임. - 소비자부문에서전력망효율을높이기위해서는소비자의전기사용을전력회사의공급상황에따라반응하도록하는수요반응 (DR: Demand Response) 기술이적용되고있음. - 전력소비자의수요반응을고려하여소비자가선택할수있도록설계된것이실시간요금제이며, 스마트그리드의핵심요소임. - 요약하면, 소비자부문에서의스마트그리드관련기술을개발하는목적은양방향통신네트워크를이용하여소비자의수요반응을기반으로효율적에너지관리및소비가가능하도록하는데있음. 한편, 양방향통신네트워크외에도수요반응이가능한전력기기, 스마트미터시스템, 전력정보관리시스템 (MDMS: Measured data Management System) 등의구축이필수적이며이를기반으

25 25 로에너지관리및효율화등의사업영역이창출될수있을것임. (AMI: Advanced Metering Infrastructure) AMI는양방향통신망을이용하여전기등의에너지사용에대해검침을하고, 사용정보를수집하며, 개별에너지기기에대한능동적제어를가능하게하는기술을일컬음. - 자동미터기검침 (AMR: Automatic Meter Reading) 기술 - 지능형옥내전기기기 (IHD: in-home Device) ( 에너지관리시스템 : EMS: Energy Management System) EMS는전기등의에너지사용에대한모니터링, 제어및최적화를구현하는시스템기술로서에너지사용자의가정, 빌딩, 공장등에적용함. - BEAMS 관련사업 : 각국정부의에너지절약및탄소배출규제등에따라에너지절약전문기업 (Energy Service or Saving Company: ESCO) 의사업영역이확대되고있으며, 스마트빌딩, u-city 등으로가속화될것임. - 홈 빌딩 공장의 EMS : AMR 사업을통한단순한에너지원격검침으로부터 AMI 사업을통한 EMS 기술이본격적으로보급될예정이며이에따른다양한연구개발이진행되고있음. - DR 연계시스템 : 신재생에너지등분산전원을통한에너지구매가가능하도록하며, 수요반응을활용한다양한요금제

26 26 (TOU, CPP, RTP) 를통해서에너지를절감시킬수있는기술임. ( 양방향통신네트워크기술 ) 양방향통신네트워크기술이란소비자와공급자가서로상대방에게에너지의사용및제어데이터등을자유롭게전달할수있는기술로서다양한유 무선통신방식이적용되고있음. -유 무선통신기술: AMI를구현하기위한통신기술로는 AMR 사업에적용되어검증된전력선통신기술이있음. 국내표준 (KS X ) 이국제표준 (ISO/IEC ) 에채택되어기술경쟁력이있으며다양한사업으로실용화되고있음. - 망관리및표준화기술 - 통합에너지포털시스템기술 - 마이크로그리드연계기술 : 마이크로그리드는향후전개될수용가내에서의에너지저장장치, 신재생에너지원, 전기자동차충전등다양한에너지원의공급및소비인프라를마이크로그리드화하기위한기술임. 운송부문을지능화하는스마트그리드기술이란전력망과전기 자동차가상호자유롭게접속하여전력망의효율을높이고, 온

27 27 실가스배출량을감축시키는기술을총칭하는것으로, 충전인프라, V2G 기술, 부품 소재기술등이있음. 전력망과전기자동차간의상호양방향접속이란전기요금이저렴한시간대 (off-peak) 에전기자동차에충전을하고, 요금이비싼시간대 (on-peak) 에는전력을재판매 ( 방전 ) 할수있도록하는것이며, 이는전력계통의공급능력을향상시킬수있게됨. 전기자동차충전을위하여전국단위의충전인프라를구축하고, 다양한 EV 관련사업자들이지능형운송비즈니스모델을창출하게되는데, EV 관련신규비즈니스모델로는 EV 기반 battery lease, Ev rental, car sharing, V2G 등과같은전력서비스사 < >

28 28 업및 EV total service 사업등이예상되고있음. ( 충전인프라기술 ) 충전인프라기술이란전기차에전기를효율적으로공급하기위한급속 완속충전기, 그리고충전인터페이스부품및인증을위한전기자동차 ICT 서비스시스템을구축하는기술임. (V2G 기술 ) V2G 기술이란전력망과전기자동차의배터리를양방향으로연결하여서로간에전력을전송하거나역송할수있도록하는기술로서실시간전기요금에근거하여효율적인계통연계및운용방안을구축하는기술임. ( 부품 소재기술 ) 전기자동차의핵심부품및소재에해당하는배터리, 전기모터, 인버터및컨버터, 배터리시스템 (BMS) 등을개발하는기술을의미함. - 배터리는재충전이가능한 2차전지가이용되며전기자동차품질에가장큰영향을미치고, - 전기모터는배터리를통해구동력을발생시키며, - 인버터 / 컨버터는직류와교류를변환시키는역할을하고, - 배터리시스템은배터리의충전, 방전을조절하고보호하는역할을하여배터리의품질을향상시킴.

29 29 < > 지능형신재생에너지기술이란다양한신재생에너지를사용하여발전된전력의보급을어렵게하는기술적인장벽을극복하여신재생발전원을기존의전력망에안정적으로연계하는기술을의미함. ( 마이크로그리드 : Micro Grid 기술 ) 마이크로그리드는다수의소규모분산된전원과부하의집합체로서기존의전력망과연계하거나혹은분리하여운전할수있는소규모전력망으로에너

30 30 지측면에서열과전기를동시에공급하는분산형에너지공급시스템임. - 마이크로그리드는수요지근처의신재생에너지전원, 가스기반의소형열병합발전, 그리고전기와열저장시스템을결합하여열과전기를동시에수용가에공급함으로써수용가와전력회사에송배전손실저감과에너지효율향상이라는이익을제공할수있음. - 마이크로그리드기술은분산전원기술, 배전전력망기술, 통신기술, 제어기술등이통합된미래혁신적인전력공급분야의기술임. ( 에너지저장장치 : ESS: Energy Storage System) 에너지저장장치는태양광, 풍력등신재생발전원의간헐적출력특성을단기적으 < > 출력량 (MW) :00 2:00 4:00 6:00 8:00 시간 행원풍력 (9.8MV) 자료 : 한국스마트그리드협회 (2010) 한경풍력 (6MV) 합계

31 31 로안정화시키기위해서, 그리고발전과수요의시차를극복하기위해서는에너지저장기술의적용이필수적이라할수있음. - 전력품질측면에서플리커 (flicker), 전압변동등전력계통의운영과부하에악영향을미칠수있는유효전력과무효전력의변동을억제하기위한기술적인수단이필요하며, 출력변동을최소화하기위해서는에너지저장장치가반드시필요함. -한편, 에너지저장장치는운용목적에따라저장매체를결정할수있지만현재로서는경제성여부가주요이슈가되고있음. ( 전력품질보상기술 ) 전력품질보상기술이란신재생발전원의급작스러운출력변동과전력조류의변경에따른계통전압및주파수변동을억제하여전력의품질을유지시키는기술임. -다만, 전체계통용량에비하여신재생발전원의비중이낮은경우주파수는크게문제가되지않는반면에국지적인전압변동이나플리커등이문제가되고있음. - 전압변동은신재생발전원이소모하는무효전력량에기인하므로이를보상하기위한다양한전력품질보상기기들이사용되고있음. 예를들어무효전력을단계적으로보상해주는 Capacitor bank, 그리고정지형무효전력보상장치로서 SVC (Static Var Compensator), STATCOM(Static Compensator), DVR (Dynamic Voltage Restorer) 등이있음. -다만, 전력품질의개선효과에비하여초기투자비가커서경

32 32 제성이떨어지는문제가있음. ( 전력거래인프라기술 ) 전력거래인프라기술은실시간요금제실시에따른실시간전력의입찰및발전량미터링을위한통신체계와분산된발전원의제어체계를의미함. - 현재우리나라의경우총량발전량으로요금이책정되고있으나, 스마트그리드에서는실시간요금제가필수이기때문에전력거래인프라기술의구축이필요한것임. 지능형전력서비스관련기술이란여러가지전기요금제도를개발하고소비자전력거래시스템을구축하여전력망의효율을증대시킴으로써수요반응및지능형전력거래등다양한비즈니스를가능하게해주는기술을의미함. 스마트그리드가도입되면다양한새로운분야및관련설비가등장하게되는데, 이중에서분산된전원, BES(Battery Energy Storage) 시스템, PHEV, 지능형설비 (smart appliances), 신재생에너지 (renewable) 등은지능형서비스의대상이면서활용가능기술임. 스마트그리드는지능형서비스를위한인프라스트럭처로서작용하며기존의전력서비스를지능형서비스로전환가능하게

33 33 하는필수요소를제공해주는것임. - 실시간특성 : AMI, IHD, RTP - 상호작용특성 : Consumer portal, Communication & control standard -고객자원: BES, PHEV, Integrated renewables ( 실시간요금제 : RTP) 실시간요금제는공급측면만강조되던전력시장의개념을소비자측면으로까지확대한것으로, 전력회사는연료비및전력수급변동에따른전기요금변동상황을최종소비자에게실시간으로전달하고, 소비자는전력회사가제공하는가격신호에따라전력사용량을줄이거나전력사용시간대를옮기도록유도하는요금제로서전력회사는선택권을제공하고, 다양한소비자가직접참여하여전력거래가이루어지게됨. - 정부는실시간요금제를스마트그리드구현을위한핵심요소로간주하고현재제주도실증단지에서시범적용을추진하고있음. ( 수요반응 : DR) 소비자가전력요금및시스템상황에반응하여전력소비를조정하도록유도하여시스템의신뢰도향상과비용절감을추구하는기술. - 외국은수요반응활성화를위한수요자원시장을운영중이

34 34 며, 미국의경우 Open ADR(Automated Demand Response) 의표준화를추진하는등실시간 DR의실용화를준비하고있음. ( 전력거래기술 ) 전력을공급하거나소비하는전력시장참여자가각기보유한전력자원을자유롭게거래하여에너지효용을극대화시키는기술. 2. 우리나라의스마트그리드기술개발동향 우리나라는 2005년부터총 2,532억원을투입하여전력산업분야에서의신성장동력을육성하기위하여전력IT 10대과제를선정하여기술개발을추진하여왔음. 5) 국내의스마트그리드기술수준의경우 AMI, 스마트미터, 모니터링설비등은선진국과동등한수준이나, 수요반응및전기자동차관련기술수준은상당히뒤처져있는상태임. 6) - 요소기술별수준의경우스마트배전은 75%, 신재생에너지발 5) 전력 IT 10 대과제로는 1 한국형에너지관리시스템개발, 2 IT 기반의대용량전력수용제어시스템, 3 지능형송전네트워크감시 운영시스템기술개발, 4 디지털기술기반의차세대변전시스템개발, 5 배전지능화시스템개발, 6 능동형텔레메트릭스전력설비생태감시시스템개발, 7 고부가전력서비스용수용가통합자원관리시스템, 8 전력선통신유비쿼터스기술개발사업, 9 분산발전및산업용인버터응용을위한전력반도체기술개발, 10 마이크로그리드용통합에너지관리시스템개발및실사이트적용기술개발. 6) 기술표준원 (2010) 참조

35 35 < > 구현기술 현수준 비고 첨단검침인프라 (AMI) 5 전력 IT 과제로연구중 스마트미터 5 외국수준기술력확보 모니터링설비 5 기반기금과제로연구중 분산형에너지관리시스템 4 연구중, 적용가능 전기품질보상장치 3 연구시적용가능 전기저장설비 3 외국도개발중 연계운영, 협조제어, 보호 3 연구시적용가능 전기자동차 2 개발중 수요자원시장 2 시장은있으나활용도낮음. 실시간가격제도 (RTP) 1 제도준비중 자료 : KEPCO(2009) 참조 전원및전력저장기술은선진국의 50% 수준이며, 특히전기자 동차및통합관리기술은 25% 수준에머물고있음. 상기전력 IT 10 대과제중에서 5 개과제성과물이현재제주도 실증사업에적용되고있음. 송전설비는생산된전력을변전소로수송하는설비인데, 현재 의송전망은불시에정지될가능성있으며, 또한인위적인순시 대응이불가능한송전설비사고가능성이있으며, 사고발생시 7) 한국전력신문 전력 IT 특집 ) 참조.

36 36 사고시점에국한된미시적인사고대응만가능하다는한계가있음. 따라서이러한현실적한계를극복하기위하여 IT기술로송전설비의잠재력을최대한이용하고계통사고와자연재해에대비할수있는지능형송전네트워크감시 운영시스템을개발하고있음. - 특히위성망을이용하여위기관리시스템을구축할경우송전네트워크의효율신뢰도향상과새로운산업창출에기여할수있기때문에, 한전등은송전설비온라인감시시스템, 전력계통무효전력관리시스템, 위성망을이용한위기관리시스템을구축할계획임. 디지털기술을기반으로하는차세대변전시스템은디지털변전소운영을위한종합적인 IT 솔루션을개발 구축하는사업인데, 한전은이를위해전력기기시스템을통합해개별 IED와결합한디지털기술기반의변전소자동화시스템을구축할계획임. 이시스템이구축될경우전력기술과 IT기술의융합시너지기술이창출되어국내개별기업입장에서는 IED 제작기술을확보할수있으며, 나아가스마트그리드분야에서국가경쟁력을확보할수있음.

37 37 - 이와함께국제표준의변전자동화시스템기술로전력산업시장진출기회가확대될수있을뿐아니라, 154kV 변전소제어케이블등의감소로인하여건설비용의절감도기대할수있을것임. 배전지능화시스템은변전소에서부터배전계통과고객까지의전력설비를온라인으로원격감시및제어할수있는차세대전력공급시스템임. - 배전지능화시스템개발의네가지목표는, i) 변전소부터고객에이르는배전계통내의전기설비에대한원격감시제어시스템개발, ii) 지능형단말장치및데이터처리장치개발, iii) 센서를내장한지능형배전기기개발, iv) 분산전원연계계통운용기술및분산전원연계용기기개발 한전등이개발하고있는배전지능화시스템이구축되면전력공급신뢰도의향상은물론배전기기제작기술과신뢰성평가기술을확보하게되어전력산업의해외진출이가능하게될것임. 텔레메트릭스는 tele( 원거리 )+metry( 계측 )+electronics( 전자학 ) 의 8) 전력경제신문 ) 참조

38 38 합성어로서, 여러대상물에대한데이터를실시간으로취득, 분석하고이를원격지에서제어할수있는기술임. 전력계통은발전설비-송 변전설비-배전설비-고객설비로구성되어있으며, 송 변전설비는전국적으로산재되어있고점진적으로대용량화 집중화되어있음. 송 변전설비의경우잠재적인고장원인을지니고있으며설비노후화로인한전력설비고장가능성이있음. 9) - 따라서이러한문제를해결하기위하여전력설비의운전상태및건강상태를실시간으로감시 진단하고전력계통운영자에게사전통지하여적절한조치를취할수있도록하는자동화시스템이필요한데, 이것이능동형텔레메트릭스전력설비생태감시시스템임. 전력선통신유비쿼터스기술개발사업은전력회사의고유자산인전력망을이용한전력선통신 (PCL: Power Line Communications) 기술을기반으로원격검침이나전력설비의자동화에필요한광대역기반의통합네트워크를구축하는것임. 9) 전력계통은발전설비 - 송 변전설비 - 배전설비 - 고객설비로구성되어있으며, 이들설비를감시하고관리하는시스템은경제급전시스템 (EMS)- 송변전설비원방감시시스템 (SCADA)- 배전자동화시스템 (DAS)- 원격자동검침시스템 (AMR) 으로분류할수있음.

39 39 < > 연동 연동센터센터 자료 : 한국스마트그리드협회 (2010) - 전력선통신유비쿼터스기술이구현되면가로등제어, 독거노인안부확인등공익사업에도활용될수있어관련분야의산업화를가능하게할것으로예상되며, - 특히중전기제조업체의기술력향상, 전력선통신및전력설비기술의표준화를선점할수있을것임. 충전인프라기술이란전기자동차에전기를효율적으로공급하

40 40 기위한급속및완속충전기, 그리고충전인터페이스부품및인증등을위한전기자동차 ICT 서비스시스템을구축하는기술임. 우리정부는 2020년까지주요도시에승용차의 10% 에해당하는전기차충전인프라를구축하고 2030년까지는전국도시에승용차의 20% 에해당하는충전망을구축할계획을세우고있음. -다만, 국내의충전인프라기술은충전인프라구축을위한계획을수립하는단계에있어서미국과유럽등과비교하면초보수준임. - 전기자동차에효율적충전을위한온보드충전기와오프보드충전인터페이스부품, 충전스탠드등충전인프라구축을위한핵심요소기술을개발하고있음. 다만, 향후충전인프라확대를위해서는전기자동차대수를고려한지역별급속및완속충전인프라구축을위한연구가필요함. 참고로, 프랑스파리시는충전인프라구축의일환으로 2011년중반부터전기자동차대여사업 (Autolib) 을실시할계획임. 입찰방식으로선정될대여업체는충전인프라건설및운영을맡고전기자동차생산업체를선정할권한을갖게한다는것임. - 일본의지방자치단체도전기자동차보급시책에착수하였는데, 예를들어도쿄시는전기자동차구입자와충전시설을마 10) 한국스마트그리드협회 (2010) 참조

41 41 련하는사업자에게보조금을지원하며향후 5 년내급속충전 장치를 50 개설치할계획임. V2G 기술이란전력망과전기자동차의배터리를양방향으로연결하여서로간에전력을전송하거나역송할수있도록하는기술로서, 실시간전기요금에근거하여효율적인계통연계및운용방안을구축하는기술임. 우리나라의경우 V2G 시스템의핵심기술인 V2G용 PCS(Power Conditioning System) 기술이나양방향충 방전을위한계통연계및운용기술의경우, 현재는단방향충전기초수준에머물고있으나양방향충 방전시스템기술개발을추진하고있음. - 또한개별전기자동차및전기자동차집합소 (aggregator) 를통한계통연계, 장소에따른 ( 주거용, 상업용, 공공용 ) 계통연계시스템의구축, 그리고 ISO(Independent System Operator) 요청에따른전력망연계방안에대한연구도필요한시점임. - 그리고계통부하평준화를위한실시간요금제실시기술이필요하나, 아직관련기술및제도등이마련되어있지않은실정임. 참고로, 외국의경우도 V2G용핵심기술인 PCS를위한고효율충 방전구성 (AC/DC DC/AC converter) 기술이개발중이나아

42 42 직까지는계통연계및운용기술이미흡한실정임. - 미국의 PJM은 Google 등다수의기업과함께전기자동차를실시간계통에연계하여 V2G 기능시험을실시하고그전기자동차의 V2G 서비스유효성을확인하였음. 소형및중대형전기자동차의핵심부품및소재에해당하는배터리, 전기모터, 인버터및컨버터, 배터리성능진단시스템 (BMS: Battery Management System) 등을개발하는기술을의미함. 우리나라의 LG화학, 삼성SDI, SK에너지등은전기자동차용리튬이온 2차전지를생산하고있으며이들의경쟁력은국제적으로높이평가되고있음. - LG화학은 GM의 PHEV 볼트의단독배터리공급업체로선정되었으며, 2012년양산을목표로미국미시간에배터리셀공장 ( 하이브리드자동차기준 25만대분량 ) 을건설중에있음. -삼성SDI는독일의 Bosch와전기차용배터리생산을위한합작법인 SB리모티브를설립하고 BMW와공급계약을맺음. - SK에너지는후발업체이지만리튬전지의분리막제조기술, 박막코팅기술등핵심기술을보유하고있어향후전망이밝음. 참고로, 미국에너지부 (DOE) 는 2009년 6월, 선진기술자동차제

43 43 조프로그램 (Advanced Technology Vehicle Manufacturing Program) 에따라1차조건부차관약정대상 3개사를발표하였음. - 선진기술자동차제도프로그램은미국의자동차회사, 미국의자동차부품회사, 혁신적신생기업및외국기업들의미국내생산법인들이전기와바이오연료, 그리고혁신적연소엔진을사용하는자동차와부품개발을추진하는프로그램임. -또한2009년 8월, 백악관은전기자동차개발촉진을위한배터리기술개발지원금 24억달러를지원할대상을발표하였음. 3. 스마트그리드관련시장동향 전력분야전문시장조사업체인 SBI(2009) 에따르면세계스마트그리드시장규모는 2009년의 639억달러에서 2014년에는 1,714 억달러규모로연평균 20% 정도성장하여, 2030년도에는 8,700 억달러규모의시장을형성할것으로전망하고있음. 전통적인전력회사는물론이고 Cisco System이나 Intel 같은인터 < > 단위 : 억달러 세계시장 ,101 1,305 1,510 1,714 자료 : SBI Report(2009)

44 44 < > (10 억달러 ) Smart Sensors and Devices (17.9%) IT Hardware and Software (21.0%) Smart Grid Integrated Communications (22.3%) % of market in 2014 ( 달러 billion) Smart Metering Hardware and Software (24.3%) 넷업체들도더욱깨끗하고효율적인전력망을개발하기위하여경쟁함으로써다양하고급속성장하는산업으로떠오르고있음. 참고로, 리서치업체인 Zpryme은만약스마트그리드시장이궤도에오르면 4년내에시장규모가 2배에이를것으로전망함. 스마트그리드분야에서활발한움직임을보이고있는미국의스마트그리드시장규모의경우 2009년 214억달러에서 2014년에는 428억달러로연평균 17% 정도성장할것으로전망되고있음. < > 단위 : 억달러 미국 자료 : Pike Research(2009)

45 45 < > 송전망개선배전자동화 DR AMI 변전자동화전기차관리비율 (%) 자료 : Pike Research(2009) Pike Research(2009) 는미국 ( 북미 ) 스마트그리드시장의분야별투자의경우, 송전망업그레이드 (transmission upgrades) 분야가 44% 로스마트그리드투자에서가장큰비중을차치할것이며, 배전자동화 (distribution automation) 분야가 24%, 수요반응 (DR) 및 AMI 분야는 11%, 변전자동화 (substation automation) 는 8%, 전기차관리시스템 (electric vehicle management systems) 이 2% 를차지할것으로전망함. 한편, 미국의스마트미터관련시장은총 1억4,400만대, 약 10조원규모로추정되며, 스마트미터를설치하는가정은 2009년의 550만가구에서 2012년에는 1,900만가구로증가할전망임. 11) - 미국에서 AMI 보급률은 2010년 18%, 2014년의 37%, 2017년의 50%, 그리고 2020년까지 60% 가보급될전망임. - 스마트홈부문에서는통신, 웹, IT업체가참여하여에너지관련홈솔루션을출시하여 2009년의 6.4억달러에서 2013년에는 22.6억달러로연평균 37% 의급속한성장을예상하고있음. - 전기자동차부문에서미국정부는 2015년까지 100만대의전기 11) 기술표준원 (2010) 참조

46 46 차도입을추진하고있는바, 충전소및관련솔루션, 서비스 시장의성장이예상되고있음. EU 시장은스마트미터도입을통한양방향그리드구축, 스마트홈분야의성장, 온실가스감축을위한전기차보급에주력하고있음. 양방향통신인프라를활성화하기위하여영국, 프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인등 8개국이스마트미터의의무도입을발표하였으며, 스마트홈의경우 2012년부터본격성장이예상되는데, 전력망을개선한이후서비스경쟁이활성화될전망임. 노키아등이홈에너지솔루션을개발하고있음. 전기차의경우 2015년까지 200만개의충전소를설치할예정이며, EU 각국은전기차보조금을지급하고보험료를감액하는등인센티브정책을통해전기차보급을활성화시킬것으로예상됨. 지식경제부 (2010) 의 스마트그리드국가로드맵 에의하면우리나라스마트그리드시장은 2030년까지총 73.9조원규모의시장으로성장할것으로전망하고있음. 12)

47 47 < > 단위 : 억원 2010~ ~ ~ ~ ~2030 합계 전력망 360 7,200 15,480 21,600 27,360 72,000 소비자 41,235 47,340 62,550 16,125 16, ,375 전기차 , ,078 71, ,848 신재생 ,514 89,634 93, ,681 소계 41,595 54, , , , ,904 자료 : 지식경제부 (2010) 년까지전력망구축에 7.2조원, AMI 및 HEMS(Home Energy Management System) 등소비자부문에서 18.3조원, 전기자동차부문에서 24.4조원, 그리고신재생에너지분야에서 23.9조원등총73.9조원의시장규모를예상하고있음. - 시장부문별성장속도를살펴보면, 2020년까지는선진국과동등한기술수준에있는 AMI, 스마트미터등지능형소비자부문에서의시장이크게성장할것으로전망되고, 2020년이후 2030년까지는전기자동차및신재생에너지분야에서의성장이두드러질것으로예상됨. 한편, 미국을비롯한선진국들이송 배전망교체를본격화할경우, 스마트그리드관련국내업체들은수출을통해시장을선점하는등세계적기업으로성장할수있는기회를갖게될수있을것임. 12) 지식경제부 (2010)

48 년우리나라중전기업체수출액은 53 억달러로 23% 증가 하였으며, 최근 5 년간연평균수출증가율은 24% 에달하고있음. - 주요수출품목의증가율의경우변압기는 43%, 발전기기는 36%, 배전및제어기기가 27% 증가하였음. 지식경제부 (2010) 의 스마트그리드국가로드맵 에의하면, 우 리나라스마트그리드관련부문에서 2030 년까지총 49.2 조원규 모의수출이이루어질것으로전망하고있음. - 스마트그리드수출의경우전력망부문이 2030 년까지총수출 의 60% 이상을차지할것으로보이는바, 이는미국등선진국 에서의송 배전망교체계획과깊은관계가있다고하겠음. - 참고로, Pike Research(2009) 는미국 ( 북미 ) 스마트그리드시장의분야별투자의경우, 송전망업그레이드 (transmission upgrades) 분야가 44% 로스마트그리드투자에서가장큰비중을차지할것이며, 배전자동화 (distribution automation) 분야가 24% 를차지할것으로전망하고있음. < > 단위 : 억원 2010~ ~ ~ ~ ~2030 합계 전력망 3,194 13,477 49,521 90, , ,753 소비자 267 1,282 5,764 13,370 26,525 47,208 전기차 5,563 13,729 30,691 40,893 43, ,507 신재생 ,268 4,135 6,438 13,409 소계 9,103 28,977 88, , , ,877 자료 : 지식경제부 (2010)

49 49 상술한내용을종합해보면, 스마트그리드의국내에서의내수창출부문 (73.9조원) 과해외수출부문 (49.2조원) 을합할경우 2030년까지우리나라스마트그리드관련총생산규모는 조원정도가될것으로전망할수있음.

50 미국의전력망은 50여년전에설계된송 배전설비로구성되어있는등전력계통이노후화되어있으나, 설비투자가지연되어왔고그로인해대규모정전사태가발생하는등문제가많아 1970년대이후부터전력계통의근대화필요성이강하게대두되었음 년 2월부시대통령은경제적안정성확보와국가안보를위하여전력시스템의현대화를강조하였고, 2003년 7월에너지부는스마트그리드정책의시발점이라할수있는Grid 2030 을작성함. - 본장에서는미국에너지부와연방에너지규제위원회 (FERC) 소관법령및활동을중심으로살펴보도록함. 첫째절에서는에너지부가작성한 2003년의 Grid 2030부터 2009년의 경기부양법 과관련된내용을정리하고, 둘째절에서는 FERC가주관하고있는스마트그리드표준화에대하여검토하기로함.

51 51 1. 에너지부 (DOE) 의스마트그리드산업육성정책 Grid 2030은미래의전력산업에영향을미치는주요항목으로공공정책적동력 (public policy drivers), 시장동력, 기술적동력등세가지사항을들고있음. 14) - 공공정책적동력에해당하는것으로는 i) 전력산업의구조조정 (restructuring), ii) 환경규제 (regulation), iii) 테러리즘에대비하여분산형발전확대를통한국가안보 (national security) 등이있음. - 시장동력으로는경쟁의확대, 발전 송전 배전에관련된노후설비교체, 소비자요구에따른신규시장의출현가능성등을제시함. - 기술적동력으로는 i) 정보통신기술 (ICT), ii) 신소재개발에따른고온초전도체 (high temperature super-conductors) 분야, iii) 고압전력 (high voltage power electronics), 연료전지 (fuel cells), 왕복기관 (reciprocating engine) 등의활용을통한분산형에너지기술 (distributed energy technologies) 등이있음. 13) 박찬국 (2009) 참조 14) 고현민 (2006) : ( 박찬국 (2009) 에서재인용 )

52 52 < > 양방향통신체계및인터페이스를갖춘차세대스마트미터보급 전력망에연계된지능형홈및가전 수요측자원관리와분산발전을통해소비자의전력시장참여촉진 자료 : DOE(2003) : ( 박찬국 (2009) 에서재인용 ) 플러그 & 플레이방식으로전력, 냉난방, 습도조절을위한고객중심토털에너지시스템 전압및주파수등의자동교정을통해완벽한전력품질의제공 장거리초전도전송케이블적용 고도의신뢰성, 안전성및디지털화된전력제공 청정한전력사용가능 어디서나이용가능한에너지저장장치 국가적초전도백본망의완성 Grid 2030 은전력망의지능화에따른비전을 < 표 3-1> 과같이제 시하고있음. 미국 DOE는 2004년 1월에 Grid 2030을구체적으로실현하기위한기술로드맵, 즉 National Electric Delivery Technologies Roadmap 을작성함. 상기기술로드맵에서필요한사항을 2005 년에너지정책법에포함하였으며, 송전설비의근대화에대하여규정하였음. 동법에서스마트그리드자체를규정하고있지는않으나, 스마트미터링 (metering) 에대한규정을마련하고전기사업자는고객에게시간대별요금을제시하도록규정하였음. -즉, 시간대별전력소비량을파악하기위해서는스마트미터기

53 53 를설치하여야하며, 규제당국은매년수요반응과스마트미 터기의보급상황을조사하고보급을위한지원활동을하게 되었음. 2007년 12월에제정된에너지독립및보안법에서 스마트그리드 라는단어가처음명시되었으며, 동법제13장에각 section별로스마트그리드관련내용을규정하고있음. 동법제13장섹션1301에서는미국송 배전시스템을현대화하여신뢰성을높이고증가하는전력수요를충당할수있도록스마트그리드구축을요구하고있음. 한편, 섹션 1301에서제시하고있는스마트그리드특징은다음과같음. - 전력망의신뢰성, 안전성, 효율성을높이기위하여디지털정보및통제기술의활용을확대 - 완전한사이버보안을갖춘상태에서전력망운영과자원의동적최적화 - 분산자원및발전의개발과통합 - 수요반응프로그램및수요측에너지효율수단의개발및통합 - 소비자가전및장치의물리적운영을최적화하는실시간 (real time), 자동 (automatic), 양방향 (interactive) 지능형기술의활용 - 스마트가전과소비자측장치의통합

54 54 - 전기자동차, 축열식공기조화장치와같은친환경수송수단및발전된전력저장장치의개발과통합 - 소비자에게시의적절한정보제공과다양한에너지소비통제선택권부여 - 통신표준의개발과전력망에연결되는기기및장비의상호운영성보장 - 스마트그리드기술과서비스채택에있어불합리하거나불필요한장벽확인및제거 동법제13장섹션1302에서는에너지부장관은개인이나단체의의견을받아동법발효후 1년이내에, 그리고그후매 2년마다스마트그리드의전국적도입 (deployment) 상태와도입에장애가되는규제및장애를의회에보고하도록규정하고있음. - 보고서에는기술보급에대한정보, 통신망의능력, 마이크로그리드의상태와구현전망, 그리고마이크로그리드로의전환을용이하게하기위한주정부및연방정부의정책에대한권고사항등을포함하도록하고있음. - 보고서를위하여 DOE 장관은스마트그리드자문위원회 (Smart Grid Advisory Committee), 연방에너지규제위원회 (FERC), 국립표준기술원 (National Institute of Standard and Technology), 국토안보부에자문을요청할수있으며, 자문위원에포함되어있지않은투자그룹들도자문과정에참여를요청할수있도록규정함.

55 55 동법섹션 1305에서는스마트그리드상호운영성 (interoperability) 을확보하기위한담당기관과역할에대하여규정함. - NIST는스마트그리드시스템의상호운영성을확보하기위한정보관리프로토콜과모델표준등의프레임워크개발을조정할 1차적의무를지도록규정하고있음. 2009년 2월 17일에제정된미국경기부양및재투자법 ( 이하, 경기부양법 )(American Recovery and Reinvestment Act of 2009: ARRA) 은금융위기를극복하기위한총 7,872억달러의투자내용을담고있으며, 일명경기부양법 (Recovery Act) 으로불리고있음. - 동법에따른투자액중에서 387억달러가에너지관련분야에지출하도록되어있고, 그중에서 45억달러가스마트그리드관련연구개발, 실증, 보급에투자하도록규정하고있음. - 에너지독립및보안법 (EISA 2007) 에서는스마트그리드관련투자에대한정부의보조금지급은프로젝트총액의 20% 까지를상한으로규정한데반하여, 동법에서는상한을 50% 로인상하여스마트그리드관련투자범위를확대하였음. - 세제우대측면에서는정부가인정한안건에대해서는설비투자액의 30% 상당의세액공제를인정하도록규정하고있음.

56 56 미국에서스마트그리드개념을정립하여온국가에너지기술연구소 (NETL: National Energy Technology Laboratory, DOE 산하 ) 의 Modern Grid Strategy에서는스마트그리드를 사물이아닌비전 이라고개념을정의하고있음. 15) -즉, 스마트그리드는향후여전히발전시키고정립시켜나가야할항목으로서, 현재의특정사업이라기보다는향후에개발될미래기술까지를포함하는광범위한요소로정의하고있는것임. 이처럼스마트그리드의미래의기술을중시하게되어 SGIG는원래에너지독립및보안법 (EISA 2007) 의 section 1306에의해인가되었으나, 이후경기부양법 (ARRA 2009) 에의해수정되었음. SGIG 프로그램의목적은송 배전시스템의현대화, 전력망의유연성, 기능성, 상호운영성 (interoperability), 사이버보안, 상황적인식 (situational awareness), 경영효율성등을증가시키는스마트그리드관련기술등에의투자를촉진시키자는것임. - 상기목적은해당프로젝트비용의최대 50% 까지연방정부의재정보조를받을수있는프로젝트에대해가치기반적이고, 경쟁을통한유인을통해서달성하려는것임. 15) 디피뉴스 ( ) 참조

57 57 이러한재정적지원은현대화된송 배전시스템에의해달성될수있는다음과같은개선사항들을측정가능하도록고안되어있음. - 전력시스템의신뢰성 (reliability) - 전력시스템의비용과최대수요 (peak demand) - 소비자전기비용, 요금청구서, 환경영향 (environmental impacts) - 클린에너지의개발및온실가스배출 (greenhouse gas emissions) - 새로운비즈니스기회및일자리창출 SGIG 프로그램은스마트그리드에의해이루어질것이라고믿고있는사항들을달성하자는것인데, 스마트그리드에의해제공될것으로예상되는구체적사항들은다음과같음. - 소매및도매전기시장에서소비자의참여를가능케함. - 모든타입의중앙및분산된전력발전과저장옵션을가능하게함. - 새로운제품, 서비스및시장을가능하게함. - 모든소비자들의다양한필요에적합한전력품질을제공함. - 자산이용을최적화하고전력시스템을효율적으로운영함. - 시스템장애를예상하고적절하게반응함. - 외부공격및자연재해에대해즉시회복하도록운영함.

58 58 SGIG 프로그램의시행과감독을담당하고있는 DOE의 OE는국가의송 배전시스템의현대화와스마트그리드기술의이행과관련된연구개발, 분석, 시범, 기술이전및기술조정활동등을수행함. 스마트그리드기술의개발과관련한 DOE의활동목적은전기배급 (electric delivery) 네트워크의상호운영성 (interoperability) 과사이버보안을현대화하기위해디지털시스템의배치 (deployment) 및통합 (integration) 을가속화시키자는것임. 전기배급네트워크는전국에걸친송 배전시스템들을포괄하는데, 발전소와소비자를연결하고, 전력망을따라전력을수송하며 (transporting), 전기의수요공급균형을유지하는데필요한하부시스템, 구성요소, 장치및장비등을포함하는것임. - 전기배급네트워크에는고객과환경보호를위한 ( 연방정부, 州, 그리고지역수준에서의 ) 정책과절차뿐아니라장기적인전기시스템관련계획과매일매일의전기시스템작동을위한규제와비즈니스업무도포함하고있음. 스마트그리드의역량을실현하기위해서는장비배치 (deployments) 가엄청난수의스마트기기와시스템을통합하여야하는데, 이 16) DOE(2009.6) pp.8~11 참조

59 59 를위해서상호운영성이필요한것임. - 상호운영성 (interoperability) 이란 2개혹은그이상의네트워크, 시스템, 기기, 애플리케이션혹은구성요소를공유하고 (share) 사용자가불편함을 ( 거의 ) 느끼지않고정보를안전하고효과적으로사용하게하는능력을의미함. OE가스마트그리드구현을위해수행하는업무중최고우선순위의하나는상호운영성표준 (standards) 을위한프레임워크에대해 NIST 및 FERC와작업하는것이며, 표준개발로드맵을위한스케줄과상호운영성에대한기준을설정하는데초점이맞추어져있음. 스마트그리드가발전되고전력망이서로연결되어감에따라, 국가는전력망을중단시킬수도있는사이버관련취약성 (cyber related vulnerabilities) 에대해방어할필요가있음. - 최소한이론적으로는, 고의는없지만인터넷이나안전치못한고객의네트워크통로를통해서혹은악의를품은사람이엄청난수의스몰시스템을조작함으로써발생할수있으며, 이는전력망부하에영향을미치고그리하여전력망작동을불안정하게할것임. - 따라서보안수준이다른다양한네트워크가정보를공유하기위하여집중되는곳에서는그것이일반가정으로의유틸리티인터페이스이든지 (e.g. 스마트미터 ) 혹은전력회사나제3의공급자에속해있는서버이든지간에특별한주의가필요한

60 60 것임. DOE는 NIST와 FERC 외에도 North American Electric Reliability Corporation, Institute of Electrical and Electronic Engineers, National Electrical Manufacturers Association, 그리고 GridWise Architecture Council과같은민간조직들과도함께작업하고있음. OE의스마트그리드관련또다른주요업무는스마트그리드관련기술등의연구개발활동을하는것이며, 따라서 OE의스마트그리드 R&D는통합된커뮤니케이션, 향상된구성요소 (advanced component), 향상된제어방법 (advanced control method), 감지및측정 (sensing and measurement), 그리고향상된인터페이스및의사결정지원에초점을맞추고있음. 한마디로, OE가스마트그리드관련업무를수행하는데있어서주요책임중의하나는구체적이고양적인측정규준 (specific, quantitative metrics) 에따라서전국에걸친스마트그리드관련기술등의이행과정에대해평가하고보고하는것임. OE는 SGIG 프로그램에따른스마트그리드관련기술등의이행정도를측정하는데활용할계획인측정규준 (metrics) 의예시를다음과같이제공하고있음. i) 고객측의측정규준 (customer-level metrics) - 향상된미터링인프라 (advanced metering infrastructure) 에의해공급되고있는지역배전회사의서비스지역내의전기사용자

61 61 ( 고객 ) 수와비율, 그리고총부하량 - 동태적가격프로그램 (dynamic pricing program: 실시간요금제, 피크요금제, 계시별요금제 ) 에따라공급되고있는지역배전회사의서비스지역내의전기사용자 ( 고객 ) 수와비율, 그리고총부하량 - 부하관리프로그램 (load management program: 제한 ( 중지 ) 가능한요금, 직접부하제어, 인센티브를이용한소비자부하제어 ) 에의해공급되고있는지역배전회사의서비스지역내의전기사용자 ( 고객 ) 수와비율, 그리고총부하량 - on/off 상태와부하제어가용성 (availability for load control) 과관련된정보를자동으로전달할수있는가전기기및장비에의해공급되고있는지역배전회사의서비스지역내의전기사용자 ( 고객 ) 수와비율, 그리고총부하량 - 플러그인전기 ( 하이브리드 ) 자동차를포함해서계획된연간자동차판매대수와비율 - 전력망과연결된분산발전 ( 재생및비재생 ) 과저장 (storage) 에의해공급되고있는지역배전회사의서비스지역내의전기사용자 ( 고객 ) 수와비율, 그리고총부하량 ii) 배전측의측정규준 (distribution-level metrics) - 자동화장비나향상된측정기술을갖춘변전소 (substation) 혹

62 62 은급전선 (feeder lines) 에의해공급되고있는지역배전회사의서비스지역내의시설 (installations) 수와비율, 그리고총부하량 - 마이크로그리드 (microgrid) 에의해충당되는지역배전회사의서비스지역내의시설수와비율, 그리고총부하량 - SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템에의해충당되는지역배전회사의서비스지역내의포인트 (points) 수와비율, 그리고총부하량 iii) 송전측의측정규준 (transmission-level metrics) - 위상측정기 (PMUs: phasor measurement units) 에의해다뤄지는서비스지역내의시설포인트 (installation points) 수와비율, 그리고총부하량 - 외부기관과관련된모든데이터를공유하는위상측정기 (PMUs) 로부터데이터를수신하는위상데이터집중장치 (PDCs: Phasor Data Concentrators) 에의해공급되는서비스지역내의시설포인트수와비율, 그리고총부하량 - PDCs와 PMUs로부터데이터를수신하는실시간데이터관리및시각화 (real time data management and visualization) 시스템에의해공급되는서비스지역내의시설포인트수와비율, 그리고총부하량

63 63 - 자동화된송전시스템이나혹은향상된측정기술의보유에따 른서비스지역내의시설포인트수와비율, 그리고총부하량 본절에서는스마트그리드실증프로그램 (SGDP) 의소개를위하여상술한 SGIG와비교해가면서설명하기로함. 즉, SGIG는스마트그리드의본격도입을위한설비투자를조성하기위한제도이고, SGDP는실용화를위한실증프로젝트조성이라할수있으며, 상세한내용은다음과같음. 스마트그리드투자보조 (SGIG: Smart Grid Investment Grant) 17) SGIG는기존의전력공급설비를스마트그리드로전환하기위한설비를제작 조달 설치하는것을지원하기위한것으로, 적격의스마트그리드투자의 50% 까지보조금을제공하는것임. SGIG는약34억달러의기금을사업규모에따라 2개부문으로나누고사업규모가 30만 ~2천만달러범위의투자계획에 40%, 2 천만 ~2억달러범위의계획에 60% 를배분하기로하였음 년 6월까지 3번에걸쳐신청된계획을선정하였는바, 신청자격은전력회사 ( 공 사기업전력회사및조합등 ), 지방정 17) SGIG 는경기부양법 (Recovery Act) 이개정될때 EISA 2007, 13 장섹션 1306 에의해승인되었음. DOE(2009.6) pp.6~14 참조

64 64 부기관, 대학, 전기소비자 ( 거주자, 상업및산업등 ), 제조업체 ( 전기기기등 ) 등의민간기업을포함시킨반면에, DOE 관련연구소및연방정부로부터자금지원을받고있는연구소등은제외시켰음. SGIG 기금의적격투자대상으로는 에너지정책과절약법 1975 에따른에너지절약표준 (energy conservation standards) 에적합한전기기구, 스마트그리드기능에관계된전기기기및수용가설비, 스마트그리드기능을가능케해주는장비에적합한송 배전설비등임. - 반면에, SGIG 기금의적격하지않은투자대상으로는 EISA2007- Section1306(c) 에서규정하고있는것처럼이미세금감면을받고있는스마트그리드기술에대한투자, 스마트그리드기능을가능하게하는데있어직접적인관계가없는기존의발전 설비제조 수용가설비 AMI 송전설비 배전설비 자료 : 디피뉴스 ( ) < > 구체적사례 EISA2007에규정된스마트그리드기능을구현하는기기, 소프트웨어등의제조, 조달 수용가용스마트가전, DR 용원격개폐장치, Display 기기등의도입 DR, 정전검출 관리시스템, 원격개폐, 도전감지를위한스마트미터를중심으로한계량인프라구축배전자동화, SCADA, 원격감시, 분산형전원, 전력저장장치의통합 운영에필요한기기등의도입위상측정장치 (PMU), 위상측정데이터의집중장치, 광역전력계통감시시스템등의도입

65 65 및송 배전설비, 그리고스마트그리드기술의상호운영성을위하여 Institute of protocols and model standards가개발발표한후에당해프로토콜및모델표준화통합에실패한투자등이포함되어있음. 스마트그리드실증프로그램 (SGDP: Smart Grid Demonstration Programs) 18) SGDP는스마트그리드비즈니스모델의타당성을입증하기위해서현재부각되고있는스마트그리드기술이어떻게적용되고통합될수있는지를실증하는것이며, 총프로젝트비용의 50% 까지재정적지원을제공하는것을내용으로하고있음. - SGDP의궁극적인목표는비용대비효과적인스마트그리드기술과, 그리고현재실행되고있거나 SGIG 프로그램에서제안될수있는기술을향상시키는시스템구성들을실증하자는것임. SGIG와달리SGDP는분산된에너지및전력저장장치비용 (cost of distributed energy and storage equipment) 을포함시킬수있도록하였으며, 따라서 SGDP하에서분산된에너지및전력저장장치비용은당해프로젝트의총가치의 20% 까지포함될수있음. SGDP 기금공고에제시된구체적사례는다음과같음. 18) SGDP 는경기부양법이개정될때 EISA 의 13 장, 섹션 1304 에의해승인되었음. DOE(2009.6) pp.6~14 참조

66 66 < > 구체적사례 지역실증 Demonstration 기술실증 광범위한기술요소를도입한경우의실현가능성, 비용효과를측정하기위하여미국내특정지역에한정적으로전개하는 demonstration - 전기요금, 피크수요, 송 배전손실, 영업비용, 송전제약, 정전에의한손실, 온실효과가스, 수입원유소비량등광범위한범위에걸친삭감 억제효과계산필요 Peak shift 및풍력발전의출력변동대응 back up 을화력발전으로부터대체시킬수있는축전지의실증시험 주파수조정서비스를위한전력저장기술의실증시험 - 4 초이내의 MW 레벨의출력조정, zero emission 의운영 분산형전원의활용을향한전력저장기술의실증시험 - 마이크로그리드의운영, 태양광및풍력발전전력의저가격시간대로부터고가격시간대로의 shift 등 community 레벨에서의분산형전원도입이목적임. 압축공기저장기술의실증시험 - 지하의다공질암반, 천연동굴, 폐광된유전을활용해풍력발전등신재생에너지전원에의한전력의 time shift, 출력안정화, 출력변동의최소화를도모함. 자료 : 디피뉴스 ( ) 공익사업규모로이용가능한전력저장기술의개발 - 연구기관등에서는이미실증되어있지만, 제품화되어있지않은기술의 prototype 개발 - 산업계, 대학, 국립연구소와의협력이바람직 SGDP는기금6.15억달러를활용하여지역실증에 8~12건, 기술실증에 12~19건을인증하며, 한건당보조금액의상한및하한은없으나각각 1억달러와 2천5백만 ~6천만달러정도로예상되고있음. 실증시행기간은 3~5년이며, 총프로젝트비용의 50% 까지재정적지원을제공하는것을내용으로하고있음. - DOE 관련연구소및연방정부로부터자금지원을받고있는

67 67 연구소등은자격이없지만, 지역실증의경우전력공급설비 를소유하고있는전기사업자의참여가필요함. 2. 연방에너지규제위원회 (FERC) 의표준화및지원 정책 19) FERC 는 에스마트그리드정책초안을발표하고이후 여러분야의의견을받아들여 에스마트그리드정책을 발표함. FERC의스마트그리드정책은스마트그리드시스템과관련장비의상호운영성 (interoperability) 과기능성을달성하기위한주요표준 (standards) 의개발에초점을맞추고있으며, 국가의송전시스템관련스마트그리드발전을위한가이드를제공하고있음. FERC 는자기들이상호운영성표준화를채택할때까지잠정적 요금제도 (Interim Rate Policy) 를채택하고있으며, 이는스마트그 리드시스템에의투자를활성화시키게될것임. FERC 가스마트그리드계통표준을채택하는책임을갖게된배 경에는 FPA(Federal Power Act) 와에너지독립및보안법 (EISA 2007) 에서규정하는권한으로부터출발하고있음. 20) 19) FERC(2009), Smart Grid Policy 참조 20) 박찬국 (2009) p.59 참조.

68 68 - FPA는 FERC가공공시설에의한州間전기에너지전송에대한관할권을가지고있으며, 국가적대규모전력계통시스템의신뢰성에대한관할권을가지고있다고규정하고있음. 에너지독립및보안법 (EISA) 은 FERC가스마트그리드기능성과상호운영성에관련된표준과프로토콜 (protocols) 을채택하는데있어서 FERC가주도적으로규칙제정을진행하도록책임을부여하였음. EISA는 FERC 이외에 NIST(National Institute of Standards and Technology) 도정보관리를위한표준과프로토콜을포함해서스마트그리드장치및시스템의상호운영성을달성하기위한프레임워크를개발하도록규정함. 즉, 스마트그리드표준안은 1 차적으로 NIST에서개발한것을 FERC가최종결정하도록하고있음. -즉, 州間의송전, 그리고지역및전력도매시장에서스마트그리드기능성과상호운영성을확실히설정할필요가있기때문에, EISA는 FERC 입장에서 NIST의상호운영성표준화작업에충분한합의가이루어지게되면, FERC가그러한표준화와프로토콜을채택하기위한규칙을제정하도록책임을부여하고있음. -다만, EISA는스마트그리드상호운영성표준화개발에대한일정을규정하고있지는않음.

69 69 FERC가자신의관할인대량전력 (bulk-power) 시스템의운영과정에서인지하고있는어려움으로는 1 현존하는사이버보안이슈, 2 신재생발전으로인한국가전력발전의믹스 (generation mix) 및역량에서의대규모변화, 그리고 3 전기자동차등수송기술과관련해서나타나는거대하고잠재적인전력부하 (load) 등이있음. FERC가대량전력시스템에의어려움에대응하기위한여러가지표준개발에기반을제공하게될스마트그리드상호운영성표준의개발을우선적으로제시하고, 표준개발을위해우선적으로제안한사항으로는서로교차하는이슈와전력망기능성에관한것임. - 첫째는스마트그리드설비보호를위한시스템사이버보안및시스템간의커뮤니케이션 (inter-system communication) 과같이상호교차하는이슈들에대한상호운영성표준화이며, -둘째는1광역상황인지(wide-area situational awareness), 2수요반응 (demand response), 3 전기저장 (electric storage), 4전기수송 (electric transportation) 과같은네가지의전력망기능성에대한상호운영성표준화임. 또한 FERC는효율성, 보안, 신뢰도, 상호운영성을향상시킴으로써대량전력시스템에의어려움을해결해줄수있는스마트그

70 70 리드기술에의투자를장려하기위하여잠정요금정책 (Interim Rate Policy) 을제안하고있음. FERC는사이버보안이스마트그리드운영에있어필수적이고사이버보안기준을개발하는것이주요사항이라고강조하고있음. 사이버보안 (cyber-security) 과물리적보안 (physical security) 은 FERC와전력산업계모두가직면하고있는관심사항이며, 최근에는강제집행이가능한연방기준 (federal standards) 의일환으로서주목을받고있음. 따라서커뮤니케이션, 상호조화 (coordination) 및상호운영성을증진시키기위해고안된스마트그리드기술은사이버보안표준에대해더많은관심을요구하게될것임. FERC는현재까지 FPA의 section 215에따라8가지의강제적인사이버보안및물리적주요인프라보호신뢰성표준 (CIPS: Critical Infrastructure Protection Reliability standards) 을승인하였음. - 이는스마트그리드가전력시스템에서전통적으로규제대상이었던분야와전통적인영역을넘어설것으로예상되는많은스마트그리드장치사이에서양방향커뮤니케이션을가능하게할수있을것이므로사이버보안표준이특별한주의를요구한다는것을시사하는것임.

71 71 한편, FERC는스마트그리드표준에당연히포함되는상호운영성에영향을미치는교차쟁점을사이버보안이고려해야할것인지에대해검토하고있으며, 또한스마트그리드표준을채택하는전제조건으로서사이버보안과신뢰성표준 (reliability standards) 간의조화를제안하고있음. FERC는 NIST가상호운영성프레임워크의일부로서개발하고있는개별표준과프로토콜이 FERC가승인하는신뢰성표준과일치할뿐아니라, 에너지독립및안보법 (EISA) 상의사이버보안과신뢰성의무사항 ( 권한 )(reliability mandates) 과도일관성을유지한다는것을보장할것을요구하고있음. 한편, 스마트그리드와관련된이해관계자들은스마트그리드표준개발에있어 NIST와 NERC(North American Electric Reliability Corporation) 간의협력을요구하고있는데, 이에 FERC는스마트그리드상호운영성프레임워크를개발하는데있어 NIST와 NERC가협력하도록하기위해 NERC를 FERC가인증하는전기신뢰성조직 (Electric Reliability Organization) 으로서지원하고있음. -또한 FERC는 NERC가위원회가승인한 CIPS 표준과스마트그리드표준의호환성 ( 양립성 ) 을모니터하고, 아직처리되지못한약간의차이점이나모순을해결하게될것으로기대하고있음. 표준화 (standards) 를넘는FERC의관할권과관련하여, FERC는스마트그리드사이버보안특성이 EISA에명시되어있으므로 ( 즉,

72 72 EISA가허용하고있는범위까지 ), 배전시스템상호접속을포함해서모든상호접속의사이버보안을보장할수있는지에달려있다는의견에동의하고있음. 한편, FERC는특정한스마트그리드표준에적합한구체적기술과기술적배치 ( 구성 ) 에대해서는어떠한입장도취하지않는다고밝히고있음. FERC는시스템간인터페이스를넘어서커뮤니케이션과조정을위한표준의개발이우선이라는정책입장을채택하였음. 21) - FERC는스마트그리드는본질적으로 시스템중의시스템 (system of systems) 이며, 이들시스템간의인터페이스를넘어서표준화된커뮤니케이션이스마트그리드기능성과상호운영성을가능하게해준다는의견에동의하고있음. NIST의상호운영성표준개발과정을보면, FERC가제안하고있는인터페이스를넘어서는커뮤니케이션에대해상당한관심을쏟고있는것을알수있음. 21) 인터페이스란두가지시스템이서로데이터를교환하는데필요한지점을의미하는데, 비록각각의시스템의내부작업이아주다를지라도, 각각의시스템이다른시스템에의해제공되는데이터를이해하고반응할수있을때효과적인커뮤니케이션과조정이발생하게되는것임.

73 73 - 로드맵자료에따르면, NIST에서진행중인상호운영성표준개발작업의상당부분이일반적의미 (common semantic) 및정보모델 (information model) 의개발에중점을둘것이라는것임. 한편, FERC는시스템간인터페이스를넘어서커뮤니케이션과조정을가능하게하는표준개발과정이현재제대로기능하고있는전력회사와 RTO 시스템에대한조기해체를야기해서는안된다고하는 Kansas Commission의의견에동의하고있음. -즉, 오래된소프트웨어시스템의경우훨씬새롭고높은기능시스템에의해이해될수있도록자동중계기나혹은합리적비용의가교 ( 브리지 ) 를사용해서과도기동안사용이가능해야한다는것임. 또한 FERC는 RTO나 ISO가시스템인터페이스를규정하는데있어뚜렷한역할을하여야한다는 NYISO의견해에동의하고있으며, 따라서 FERC는 ISO, RTO 및 FERC 관할전력회사들이 NIST 의표준개발과정에참여하도록권유하고있음. 광역상황인지는현재의이용가능한자원, 부하요건및송전능력에대한많은정보를얻을수있도록해주기때문에대량전력시스템의신뢰성을향상시키고성능을최적화시키는것으로서거의실시간으로상호접속-와이드시스템 (interconnectionwide system) 상태를시각적으로보여주는영상디스플레이임.

74 74 FERC는사이버보안과함께광역상황인지기능을갖추기위해 NASPI(North American SynchroPhasor Initiative) 가수행한 NASPI 전산망 (NASPInet) 성과를활용할것을제안하고, 지역송전기관 (RTOs) 이지도적역할을할것을요구하였음. FERC는대량전력시스템관리자가전력시스템상태에대한대량의고급정보에접근이가능하도록하는위상측정기 (PMU) 같은진일보한센서의적용이늘어날것이라고확인하고있음. - 이기능은스마트그리드가송전혼잡 (transmission congestion) 및시스템최적화 (system optimization) 를돕게될것임. FERC는수요반응이다양한전원 (generation resources) 에서생산되는대량의전력을전력망에통합시키는등대량전력시스템에관련된어려움을해결해줄수있을것으로기대하고있음. - 또한스마트그리드역량 (capability) 이일정치않은발전량의통합을가능하게하여수요반응의적용을증대시킬수있으며, 수요반응자원 (resources) 은특히제한된구역에서시스템보안을유지하는데중요한역할을한다는것임. FERC는, 적절한수요반응표준을이루기위해서는, 신속처리가가능한수요반응 (dispatchable DR) 과다양한형태의동태적가격제 (dynamic pricing) 와관련해서수요반응의이용사례및시나리

75 75 오를개발하여야한다고강조하고있음. - FERC는신속처리가가능한수요반응 (dispatchable DR) 의상호운영성표준은대규모의기업고객에서부터일반고객에이르는모든범위의고객을지원할수있어야하며, 신속처리가가능한수요반응의표준은강제적프로그램이나혹은자발적프로그램중하나를지원할것이므로, 이는전력회사나소매시장규제기관에의해결정될필요가있다는것임. -한편, FERC는소매요금에서동태적가격제의사용을요구하는것이FERC의목적이아니고, 그러나전력회사와주정부는서로가격정보를공유하기위한표준가격용어와수단을개발하기위해서이러한옵션을선택하는것이중요하다고밝히고있음. FERC는 NIST가상호운영성표준을개발하는초기단계에미터링 (metering) 시스템을포함하고있는것에주목하면서, 미터링과관련한국가상호운영성표준은시스템간에더많은커뮤니케이션을유도할뿐아니라다른시스템으로의프로그램이전을용이하게할것이라는의견임. 그러나 FERC는미터링에관한국가상호운영성표준을개발한다고해서주정부나전력회사에게그것들의사용을의무화한다든지혹은특정형태의수요반응프로그램을제공할것을요구하지는않을것이라강조하고있음.

76 76 한편, FERC는주정부및지방규제기관이소매요금제및비용회수에대한관할권을갖고있다는것을여전히인정하고있음. 즉, 소매관할비용의회수는향후에도주정부및기방규제기관에의해결정된다는것임. 참고로, FERC는수요반응장비와관련된환경적특성 ( 예, 탄소감축허용 : carbon reduction allowances) 들이고객에의해서계속유지되어야할것인지에대한문제는 FERC 정책의영역밖이라는것을명백히하였음. FERC는만약전기저장기술이광범위하게적용될수있다면, 저장기술은발전믹스 (generation mix) 에서대규모변화를일으킬것이며전력산업이직면하고있는여러문제점들을해결하는주요수단을제시할것이라고언급함. FERC는전기저장에대한끊임없는연구개발이필요함과동시에, 지금과같은초기단계에서가능한모든전기저장의사용사례를확인하고표준화를장려하는것이적절하다고제안하고있음. -다만, 전기저장표준에서아직미숙한단계에있는분야에대해서는표준개발을유보해야한다는이해관계자들의의견에도동의하고있음.

77 77 전기저장의사용사례 (storage use cases) 를우선순위로제한한것이전기저장분야에서는 FERC의유일한제안이었지만, 이는 FERC가저장과관련된상호운영성표준작업과관련이있을수있는현재의표준을강조하기시작한것임. - FERC는저장사용사례개발이관련상호운영성표준개발로가는중요한과정이될것이며, 그결과광범위한저장의광범위한전개 ( 배치 ) 가가능할것이라믿고있음. 그러나저장사용사례의초기확인은그렇게완벽하지는않을것으로예상되고있음. -한편, NIST는상호운영성표준개발과정에서이미저장사용사례를수집하였으며, 그리고전기저장을위한상호운영성표준개발의출발점이될수있는몇몇표준들을확인해주고있음. FERC는전기수송이스마트그리드핵심기능이고전기수송과관련된표준은상호운영성표준을개발하고있는 NIST와산업계에서주요우선순위로다루어져야한다는입장을채택하고있음. FERC는가까운장래에새로운전기수송대안이광범위하게채택될것인만큼, 대량전력시스템을안정적으로운영하려면전기자동차가전기시스템으로부터전기를충전하는시간과방법

78 78 에대해어느정도의통제를요구하게될것이라고언급하였음. FERC는대량전력시스템의신뢰성은전기자동차의높은보급률에영향을받게될것이라는것임. 즉, 전기자동차부하가유틸리티시스템에서중요하게될것인지, 그리고된다면언제쯤그렇게될것인지에대해서는시장이주요한역할을할것이라는것임. - 이와관련하여 NIST는도심지역에서의전기자동차보급률이다른지역보다더욱빠를것이며, 환경에대한관심이뉴욕의전기자동차보급률을상대적으로높게이끌것으로보고있음. -한편, FERC는시스템의신뢰성문제를완화하기위해서는비첨두부하시간대에충전을용이하게해줄수있는배전업체 (distribution utility) 의기술개발이선결되어야한다고강조함. 이러한기술의개발은주위원회 (state commission) 가전기자동차관련부하증가를관리할수있는수단을제공하게될것임. -예를들어, 어떤주에서피크가격신호 (peak pricing signals) 에적절하게반응하는전기자동차를허용하는상호운영성표준을채택하게되면큰성과를이루게될것임. 그러나만약다른주에서는이러한가격신호의필요성을갖지못한다면, 즉단지상호운영성표준이존재한다는것만으로는당해주에서의가격정책에아무런영향을미치지못하게될것임. FERC는스마트그리드상호운영성표준이완전한 V2G(vehicle to

79 79 grid) 를가능하게할것이며, 전기자동차와전력망과의상호작용을위한다양한진일보된선택을수용하게될것으로기대하고있음. - 이를위해서첫단계로 FERC는소비자들이그들의자동차를비첨두부하 (off-peak load) 시간동안에충전하도록하기위한적절한표준이높은우선순위를가져야한다는것임. FERC는또한전기자동차로부터전력망으로의부수적서비스와관련하여, 전기적상호접속 (interconnection) 문제는통신능력의잠재적확장과함께다루어져야하고, 자동차공학회와자동차업계가전기자동차와전력시스템간의개선된데이터통신 (data communication) 시스템을마련할것을요구하였음. -또한 FERC는 NIST에게전기자동차를분산된에너지자원표준 (distributed energy resource standards) 개발에포함시킬것을요구하고있음. 스마트그리드시스템의본격도입을위해서 NIST 등을중심으로표준화작업이진행중에있음. 그러나전력사업자들은기술표준이확립되어있지않은상황에서 투자회수가확실히이루어질수있을것인지?, 개발한제품의사양이머지않아구식이되어조기투자비용의회수가불가능해지는것은아닌지? 등의우려를갖고있어투자에조심스런입장을보이고있었음. 이러

80 80 한상황에서 FERC의비용회수지침은전력사업자들의우려를불식시킬수있는계기가되었음. 22) FERC는회수불가능한비용 (stranded cost) 으로부터 23) 고객을적절히보호하고잠재적사이버보안위협으로부터전력시스템을적절히보호하면서가까운장래의스마트그리드채택을장려하기위해의도된요금정책을제안하였음. FERC의관할하에있는모든전기송전요금이나판매요금은공정하고합리적이어야한다고규정하고있는 FPA(Federal Power Act) 의 section 205에따르면서, FERC는만약에지원자가어떠한실적 (showings) 을보였을경우스마트그리드장비와장치가비용을회수하기위해서는 사용된, 그리고유용한 (used and useful) 것이어야한다는기준을제안하였음. FERC는만약상호운영성표준이채택되면, 당해표준이스마트그리드비용의요금회수 (rate recovery) 를위한강제적조건을준수토록하는것을고려할것이라고함. 다만, 상호운영성표준들이채택될때까지는, 스마트그리드전개를위한비용을회수하기위하여 FPA section 205에따라전력 22) 디피뉴스 ( ) 참조 23) Stranded Costs 란 ( 독점 ) 구조하에있는전력회사의현재투자가경쟁구조상황에서는과잉투자가되는비용을일컬음.

81 81 회사가제출한요금계획서 (rate filing) 를용인하기위해잠정요 금정책 (Interim Rate Policy) 을제안하고있음. 이해관계자의반응 스마트그리드비용회수와관련하여전력업체들의경우잠정요금정책은스마트그리드자원의전개 (deployment) 를위해서필수요소라고주장하고있음. - National Grid는전력회사들의경우그들이규제요금에관련된비용을회수할수있을때에한하여스마트그리드장비를배치할것이라고언급하고있음. - Allegheny Companies는 24) 스마트그리드기술전개가전력판매량을감소시키므로, 규정된송전요금 (stated transmission rates) 을받고있는전력회사들은서비스비용을충당할수없기때문에요금제는수익을전력판매와분리할수있도록개정되어야한다고주장하고있음. 그러나다른관계자들은스마트그리드비용은현재의공식요금제 (formula rates) 내에서회수될수있으며, 현재의요금공식 (rate formulae) 의수정을요구하지않는다는입장을표명하고있음. 24) Allegheny Companies : Trans-Allegheny Interstate Line Company and Allegheny Power

82 82 규제기관입장에서, NARUC 25) 는스마트그리드관련모든비용을소비자에게전가하기전에, 스마트그리드전개에따른효율성증진과관련혜택이요금세팅시감안되어야하고, DOE의스마트그리드보조프로그램에따른정부기금이비용회수에감안되어야한다는것임. 전력소비자입장에서, Wal-Mart 26) 는 FERC가잠정요금정책을마무리짓거나적어도다시논의하기위한데드라인을설정해야한다고제안하면서, 그렇지않으면, 잠정요금정책을사용하는전력회사가전체요금사례 (full rate case) 를제출하도록하는데드라인의설정을요구하였음. 또한 Wal-Mart는주주와리스크를분담하는형태의콘셉트를지지하였음. Alcoa 27) 는 FERC의정책이스마트그리드비용과관련된비용할당 (cost allocation) 이슈에대해서는언급하지않을것이라면서, 스마트그리드비용이장기비용인과관계원칙 (long-standing cost causation principles) 에부합되게할당될수있도록 FERC가구체화하여야한다고주장하였음. 특히, Alcoa는비용의인과관계와혜택의비례를근거로해서비용할당에대한고려가구체화되어야한다고주장했는데, 예를들면, 안정적고부하-요인부하량 (high load-factor loads) 이가변적부하량및자원 (variable loads and resources) 을지원하기위해주로사용되는스마트그리 25) NARUC : National Association of Regulatory Utility Commissioners 26) Wal-Mart : Wal-Mart Stores, Inc. 27) Alcoa : Alcoa Inc. and Alcoa Power Generating Inc.

83 83 드장비에대한비용할당으로인해과중한부담을받아서는안 된다는것임. FERC는기술표준제정이전에시행된스마트그리드투자에대해서도일정조건을만족시키면비용회수가가능하도록고려하겠다는입장임. 28) FERC는지원자들에게 사용된, 그리고유용한 (used and useful) 개념이고려되기이전에, 일반적인서류상요구조건이상으로, 상호운영성표준이개발되던기간동안에이루어진스마트그리드투자와관련된비용의회수가가능하도록시도하겠다는것임. 이를위해서, -첫째, 지원자 ( 사업자 ) 들은대량전력 (bulk-power) 시스템의신뢰성과보안이스마트그리드시설의배치 (deployment) 에의해악영향을받지않았음을입증해야한다는것임. -둘째, 지원자는스마트그리드설비에대한회수불가능한비용 (stranded cost) 의발생을최소화하기위해노력했음을서류로제시하여야하며, -셋째, 초기스마트그리드배치의경우, 특히파일럿과실증프로젝트의경우, 상호운용성표준개발과정에유용한피드백 28) 디피뉴스 (2009)

84 84 을제공하는것이중요하기때문에, FERC 는지원자들이 DOE 스마트그리드정보센터 (Clearinghouse) 와정보를공유할것을 제안하였음. 이해관계자들의반응 공공단체인 Public Interest Organizations 29) 는잠정요금정책의기준에찬성하면서두가지추가기준을제안했는데, 첫째는, 스마트그리드비용이지역계획 (regional planning) 과정에서면밀히조사되어야하고, 그러한계획과정은신뢰성, 보안, 신속한수요반응, 재생에너지통합요구를충족시킬수있다는투자의가치를입증해야한다는것임. 둘째로, 비용편익분석의수행을요구하고있음. 소비자입장에서 Ohio Counsel 30) 은스마트그리드전개와관련된비용편익분석에호의적입장을표명하면서, 비용회수에대한가이드라인은신중해야한다는입장을표명하였음. 소비자입장의 Ohio Partners 31) 와 Maryland Counsel 32) 은코스트회 29) Public Interest Organizations : Project for Sustainable FERC Energy Policy, Conservation Law Foundation, Natural Resources Defense Council, The Commons, Union of Concerned Scientists, and Western Grid Group 30) Ohio Counsel : Office of the Ohio Consumers' Counsel 31) Ohio Partners : Citizen Power, Cleveland Housing Network, Edgemont Neighborhood Coalition of Dayton, the Empowerment Center of Greater Cleveland, the Energy Project, the National Consumer Law Center, the Neighborhood Environmental Coalition, and Ohio Partners for Affordable Energy.

85 85 수 (cost recovery) 가주어지기전에소비자에대한혜택이제시되어야한다고주장하고있음. 한편, 규제기관입장의 AARP 33) 는공정하고합리적인요금제라고확신하고있는 FERC의규정상의책임이 FERC가제안한자격기준을충족시키기어렵다면서다음을주장하고있음. -첫째, FERC는자신이제안한잠정요금정책을조건으로하는 ( 필요로하는 ) 구체적인투자, 장치혹은다른시스템을확인하지못하고있다는것임. -둘째, FERC는지원자들에게요금 ( 비용 ) 회수 (rate recovery) 를위한조건으로서신뢰성의향상과같은혜택을확실히입증할것을요구하여야한다는것임. -셋째, 만약지원자가스마트그리드장비가향상될수있다는것을입증할수없다면, 요금회수가승인되어서는안된다는것임. - 끝으로, 지원자들의투자가주정부규제기관 (state regulatory authorities) 의관할하에있는투자와밀접하게관련되어있을경우그들의투자가주정부규제기관에의해검토되고승인되었다는것을지원자들이입증하도록요구하고있음. 전력회사입장의사업자단체인 APPA 34) 는두가지관심사항을 32) Maryland Counsel : Maryland Office of People's Counsel. 33) AARP : American Association of Retired Persons.

86 86 피력하였는데, 첫째로도매요금및송전기능과관련된스마트그리드비용만이회수되어야한다는데에반대하는것으로, 즉도매시장과송전부문에한정해서는안된다는것임. 둘째는만약지원자가 FERC의정책에서제시된기준을충족시킬경우비용회수목적을위해서 사용된, 그리고유용한 스마트그리드장치와장비를고려하겠다는위원회의제안에도반대하고있음. FERC는스마트그리드기술의채택을장려하고투자를촉진하기위하여스마트그리드비용회수를위한몇가지인센티브요금제를제안하고있음. 1개별요금설정 (Single Issue Ratemaking) FERC는잠정요금정책의일환으로서관할법인 (jurisdictional entities) 들의경우개별적과제를근거로하여 (single issue basis) 사용된, 그리고유용한 (used and useful) 스마트그리드설비를위한비용을회수할수있어야한다고제안하였음. -즉, 관할법인들은 FERC에대하여그들의전반적인요금근거 (rate base) 를공개하지않고도스마트그리드투자에대한비용을회수할수있을것임. 34) APPA : American Public Power Association

87 87 이처럼 FERC는개별과제요금처리를허용할것인데, 이는전력시스템이요구하는새롭고혁신적인스마트그리드능력개발에대한절박한필요에대응하는것이며, 전력망의현대화를지원하기위한법령상의지시에대응하는것임. 이해관계자들의반응 독립계통운영자 (ISO) 들은 FERC의투자촉진을위한정책에찬성하고있는데, NYISO는관할의 (jurisdictional) 배전업체가새로운제어및통신기기에서의투자비용을회수할수있도록하는것은필요한투자를이끌어낼것이라하였으며, Midwest ISO 배전업체들은그러한정책은배전업체들이위험부담없이스마트그리드장비에투자할수있도록하기때문에투자를장려하게될것이라는것임. 한편, 개별요금설정에반대하면서 FERC는전통적요금설정을고수하여야한다는주장도있는데, ELCON은해결되지못한기술적문제가있는상태에서그러한비용회수는시기상조라는것이며, 시민연합 (Citizens Coalition) 도같은이유로스마트그리드장비에대한특별요금제를반대하고있음. - APPA는개별요금설정은필요이상의비용회수를야기할것이며, FERC는공정하고합리적인요금을보장해야하는자신의의무를간과하고있다는의견을제시하고있음. 전기사업자입장의 EEI는스마트그리드관련개별요금을위해

88 88 서 FERC 가규제하고있는재무제표 (financial data) 요구를면제할 필요가있다고주장하고있음. 2 회수불가능한기존설비비용의회수 (Recovery of Stranded Costs for Legacy Systems) FERC는만약스마트그리드능력을개발하는것이기존설비의조기대체를필요로한다면, FERC는그렇게하는것에찬성할것이고, 그리고이전에승인된투자가경솔한것이었다라고여겨지지않도록하겠다는것임. - 따라서 FERC는스마트그리드장비로대체될경우회수가불가능하게될기존설비 (legacy system) 의비용회수를시도하는것을허용하기로하였음. FERC는스마트그리드설비의단계적배치 (staged deployment) 를위한적절한계획은회수불가능한상환되지않는비용 (unamortized cost) 을최소화시킬수있을것이고, 다만회수가불가능하게될기존설비 (legacy system) 비용을회수하기위한요청을하기위해서는그와같은이동계획이전개되었다는것을입증하도록함. 이해관계자들의반응 AARP 는기존설비에대한비용회수정책은소비자에게중대한 비용부담을노출시키는것으로비합리적이므로, FERC 는회수

89 89 불가능한비용부담의일정부분을소비자로부터당해기업의주주들에게이전시키도록하여야한다고주장하고있음. 한편, 전력회사입장의사업자단체인 APPA 35) 는소매사업자에게서발생하는회수불가능한비용이도매시장요금에반영되어서는안된다는입장을나타내고있음. 소비자입장의 Citizen Coalition은과거의회수불가능한비용을처리하게하는것은소비자들에게엄청난부담을갖게하는것이라며기존시설의회수불가능한비용의회수에대해반대를표명하면서, 스마트그리드옹호자들이그러한시스템을서둘러서대체하기를원한다면그들은전력회사와소비자들에게그러한비용을상환하여야한다고주장하였음. 한편, FERC의제안에찬성하는의견도많았으며, 특히 FirstEnergy 는 FERC가스마트그리드장치에의해대체되는기존시설에대해서는가속감가상각 (accelerated depreciation) 이나혹은분할상환 (amortization) 의허용을요구하고있음. 3 인센티브요금제처리 (Additional Incentive Rate Treatments) FERC는 Federal Power Act의 section 205의잠정요금정책의조건에따라전력회사들의가속감가상각 (accelerated depreciation) 과권한포기 (abandonment authority) 등과같은요금처리문제를 35) APPA : American Public Power Association

90 90 받아들일것이고, 사업자의관리가미치지않는이유로폐지되는프로젝트의비용회수도배려하겠다는입장을표명하였음. FERC는또한이러한요금제처리를스마트그리드시험 (pilot) 비용이나혹은실증프로젝트비용중에서 DOE 기금이지원되지않은비용에도적용하는것을고려할것이라고함. 이해관계자들의반응 SDG&E는 FERC의인센티브제안, 특히가속감가상각과포기한공장의비용을회수할수있는기회가만들어진것등에대해지지하고있음. 다만 SDG&E는포기한공장비용회수를위한인정범위를명확히해줄것을요구하고있음. 반면에 AARP는최종적인상호운영성표준이채택되기이전에스마트그리드설비에대한인센티브를부여하는것에부정적견해를보이고, 그리고그러한인센티브를요구하기위해서는궁극적으로는소비자가부담하여야할비용과편익을증명하여야한다고주장하고있음. -또한AARP는비용회수에대해서, FERC는인센티브정책에적합한구체적인투자대상, 장비 (device), 혹은시스템을명확히하여야한다는것임. Citizens Coalition은스마트그리드설비를위한어떠한요금제처리도반대하였으며, ELCON도같은이유로잠정요금정책의승

91 91 인을반대하고있음. Massachusetts Attorney General은위원회는지원자가스마트그리드투자를위한적정보수율적용을금지하거나혹은최소한제한하는것을검토하여야한다고주장하고있음. - 또한스마트그리드투자와관련된잠재적리스크는 DOE 입장에서볼때, 대규모송전프로젝트에비해서최소화되어야한다는것임.

92 1. 비전및목표 현재유럽의전력망은대부분 30여년전에개발된기술을기반으로구성되어있음. 즉, 대규모의중앙집중식발전소에서부터네트워크상의최종소비자에게전송되는, 즉단일방향에너지흐름으로디자인되어왔으며, 지금까지혁신에대한필요는거의제한적이었음. 전력망을변화시키려는주요외적동기중하나는 EU의에너지및기후패키지 (EU Energy and Climate Package) 이며, 동패키지는 EU 에너지정책의 3대기반 ( 공급의안정성, 지속가능성, 시장효율성 ) 을준수하면서 2020년을위한목표를다음과같이설정하였음. 36) ENTSOE & EDSO(2010) 참조.

93 93 - 온실가스 (GHG) 배출량 20% 감소 (1990년수준을기준으로 ) - EU 27개에너지믹스 (energy mix) 에서재생에너지자원비율 20% 달성 ( 현재 6.5%) - 주요에너지사용량 20% 감소 (2006년과비교하여 13% 절약 ) 참고로, 다른주요에너지소비분야 ( 수송과난방 ) 는재생에너지자원비율20% 를달성하기어려우므로, 전력생산분야에서 자신의할당량 보다더많은30~35% 를달성해야할것임. 상기목표달성을위하여관련기술을개발하고동시에유럽기업들이새로운전력발전및소비접근법을통해이익을얻을수있도록 SET(Strategic Energy Technology) Plan이수립되었으며, 전력망은 SET Plan에서저탄소미래를준비하기위해대응해야할주요영역으로설정되어있음. 2009년 7월, EU 의회및위원회 (European Parliament and the Council) 가채택한제3차에너지패키지는회원국, 규제당국, 네트워크운영자들이스마트계량기및스마트그리드를배치하고, 전력망에대한적절한보상이이루어지도록다음과같은혁신프로그램을착수함. i) 송전사업자 (transmission operator) 에게적용가능한규제 - ENTSO-E는평시및비상시의네트워크운영을조정하기위해공통의네트워크운영수단 ( 공통의사건분류기준, 조사계

94 94 획등 ) 을채택할것임. - 연간운영프로그램에는네트워크코드리스트및설명, 네트워크운영조정에관한계획, 당해연도및지정된일정에실천할 R&D 활동등이포함될것임. ii) 송전및배전에적용가능한규제 - 요금 (tariffs) 을결정하거나인가하고서비스균형을맞추는데있어, 규제당국은장 단기적으로효율성을제고하고시장의통합성및공급의안정성을증진시키며, 관련연구활동을지원하기위해송전및배전시스템운영자에게적절한인센티브를보장해야함. iii) 지능형전력계량기의장래역할 - 회원국은스마트그리드의도입을통해서배전망의현대화를장려해야하며, 이는분산형전력 (decentralized generation) 및에너지효율성을장려하는방향으로구축되어야함. - 에너지효율성을촉진시키기위해, 회원국혹은규제당국은에너지관리서비스의제공, 혁신적인요금제도의개발, 지능형계량시스템혹은스마트그리드의도입등을통해전력사용을최적화할수있도록강하게요구해야할것임. - 회원국은전력공급시장에서소비자들의적극적인참여를가능하게할지능형계량시스템의실행을보장해야할것임.

95 95 이러한계량시스템의실행은시장및소비자의비용편익, 어떤형태의지능형계량기가경제적으로합리적이고비용효과적인지, 배전서비스에적절한기간은어느정도인지등을고려해야할것임. 유럽은에너지및기후변화대응을위하여비용효율적인저탄소에너지기술의개발과활용을가속화할계획을세우고있으며, 특히유럽형전력망은재생가능하면서도분산된에너지자원을대대적으로활용하는데중요한역할을수행할것으로기대하고있음. SET Plan을구성하면서, 전력산업의송 배전망운영자그룹은유럽의스마트그리드개발을가속화하기위하여 EEGI(European Electricity Grids Initiative) 를규정하고 9년계획의 RD&D(Research, Development and demonstration) 프로그램을설정하였음. 상기의그리드이니셔티브 (grid initiative) 의특징을살펴보면다음과같음. i) 지난 10~20년간많은기초기술과신세대부품이개발되어왔으나, 오늘날의과제는전력시스템상에서혁신적이고개발된기술을통합하고, 실제작업조건하에서그들의성과를증명하는것임. - 따라서동프로그램은제조업체가추구하는기술의혁신보다는네트워크운영자들의책임에해당하는전력시스템의혁신

96 96 에초점을맞추고있음. ii) 그리드이니셔티브에서유효한것으로입증되는솔루션은모든다른에너지기술이니셔티브 (energy technology initiative), 특히태양과풍력에서의실행을가능하게할것임. - 실제로, 신재생발전이전력믹스에의기여도를높이기위해서는분산된에너지원 (DER; Distributed Energy Resources) 을통합할수있는보다강력하고지능적인전력망이필요한것임. iii) 개발된혁신기술이유효한지의여부는실제운영되는네트워크상에서확인되어야하므로, 네트워크운영자들이 RD&D 프로젝트를이끌어가야할것임. - 네트워크운영자는대규모실증프로젝트를통해새로운솔루션에대한테스트를포함해서, 다양한상황에서의네트워크운영안정성에대해직접적인책임을갖고있음. 따라서발전회사, 제조업체및 ICT 업체들과같은다른시장참여자들도앞으로본프로그램에적극적으로참여하게될것임. iv) 전력네트워크운영은규제당국으로부터요금규제를받고있음. 그러나대부분유럽국가에서, 현재의요금구조는 EEGI 프로그램에필요한대규모 RD&D 프로젝트를실행할수있을만큼충분한인센티브를포함하지못하고있음. EEGI 프로그램은 2010~2018년기간에진행되는데, 본프로젝트의결과는 2015년부터점진적으로활용이가능하게될것임. 따

97 97 라서이들결과의배치는 2020 년목표달성을위해허용된 RD&D 프로그램과함께지금착수되어야한다는것임. EEGI는스마트그리드개발을가속화하기위해네트워크운영자들에의해수립되었음. 스마트그리드는사용자중심적이고상호작용을하며, 안정성과유연성을갖춘지속가능한전력네트워크이므로, 네트워크운영자들은이개발과정에서중요한역할을수행할것임. - 특히네트워크운영자비전은 2020년까지유럽의전력네트워크가다음과같은작업을수행하여야한다고밝히고있음. - 각기다른전압에서때때로중단되는신재생자원 (renewable resources) 을통합하는것임. - 최종소비자로부터의실제수요 (active demand) 를가능케하고통합함. - 전기자동차및증가하는전기난방기를위한재충전인프라와같은새로운전력사용처를실현하고통합함. - 최종소비자의에너지효율성을지원하고가능케함. - 시장참여자를위한새로운사업기회및혁신을가능케함.

98 98 - EEGI 프로그램에서개발된솔루션을활용하여범유럽송전네트워크를위한통합계획을수립하고운영함. - EEGI 프로그램에서개발된솔루션을활용하여송 배전네트워크간의계획을수립하고운영함. - 개별국가 ( 회원국 ) 및유럽전체에대한새로운시장규칙을연 구하고제안함. 2. 극복해야할과제 상기의비전실현을위해서는극복해야할여러과제들이있는데, 이론적으로는전통적솔루션도새로운도전과제에의해제기된많은이슈들을해결할수있음. -예를들어, 전통적접근법의경우신재생발전을통합하기위해서새로운전선 (line) 및변전소의건설을해결책으로제시할수있을것임. 그러나이러한전통적접근법이문제를해결할수는있을지라도상당히많은비용및시간이필요한데다새로운인프라구축에저항이있을것이므로실행가능한방안이라하기어려움. 반면에, 스마트그리드접근법의경우현재의전선및변전소에

99 99 신재생에너지의활용도를더높이기위해서네트워크에 ICT 솔루션개발을포함시키자는것임. - 그렇다고해서스마트그리드접근법에서전통적인인프라가더이상필요하지않다는의미는아니며, 다만스마트그리드접근법은새로운도전과제를해결하기위해가장효율적인방안을강구하고있으며, 장기적으로는비용이덜소모될것이라는것임. 현재대부분의요금구조의경우상기사례에서제시한전선 (lines) 의보강을위한재정지원은하고있으나, 보다현명한 (smarter) 솔루션의활용엔반드시지원한다는보장이없다는것에주목할필요가있다는것임. 스마트그리드접근법에따른새로운솔루션개발을위해서추가적인 RD&D를시도하는데에다음의장애요소가존재하고있음. i) 기술적장벽 (technology barriers) 기술적장벽에는표준화 (standards), 상호운용성 (interoperability), 사이버보안 (cyber security) 및정보보호 (data privacy) 등이있음. 비록기술적솔루션 (technical solutions) 은주로부품수준에맞춰져있을지라도대규모의시스템실험 (system experiment) 이필요할것임. 대규모의시스템실험은발전시스템의관리와같은 시스템솔루션 (system solutions) 을유효하게하고장차전개

100 100 비용을감소시킬수있는기술솔루션의표준화 (standardization) 및상호운용성을촉진시키기위한것임. ii) RD&D 조직장벽 (RD&D organization barriers) RD&D 조직장벽이란경계로인해, 그리고전력시스템의가치사슬로인해 ( 즉, 넘나들지못하고 ) 노력이분산된상태를의미함. iii) 시장실패및왜곡 (market failure and distortions) 여기서의시장실패및왜곡이란 RD&D 활동의비용및이익의결과가불균형적인것을의미함. 즉, 스마트그리드는대부분네트워크사업자들이투자하는반면에, 그이익은다른이해관계자 ( 사회, 전력시스템, 고객, 발전소등 ) 가받게된다는것임. 이러한요소는현재의요금규제하에서는고려되지않고있어서, 네트워크운영자들이별도의 R&D나대규모의실증혹은새로운기술의전개등에투자하기엔현재의인센티브가부족하다는것임. - 더군다나현재의규제체계는그리드사용자의활동에따른실제비용을항상반영하고있는것도아니며, 가장효율적인솔루션을추진하지도못할것이라는것임. iv) 대중의장벽 (public barriers) 대중의장벽에는인프라개발에대한고객과의약속 (customer engagement) 및대중적수용성 (public acceptance) 이포함됨.

101 101 한편, 상기와같은장애요소를극복하기위하여 EEGI 프로그램 이설계된것이며, 이는 2009 년 7 월 EU 의회및위원회가채택한 제 3 차에너지패키지를근거로하고있음. 3. 이니셔티브참여자 내수 (internal) 전력시장에대한 2003 Directive 는수직적으로통합되어있는전력회사들을 4개의플레이어 (players) 로, 즉분리는되었으나상호작용을하는 4개의플레이어로점진적으로변화시킬것을주창하고있음. 상기의 4개플레이어는다음과같음. i) 규제를받는송전 (TSO) 과배전 (DSO) 네트워크 전력네트워크는인프라의불필요한중복을방지하고모든참여자들에게동등한조건에서접근성을보장한다는측면에서자연독점으로인지되어왔음. ii) 발전회사 (generating companies) 전통적으로발전회사들은대부분송전네트워크 ( 높은전압망사용 ) 와연결되어있는대형발전소를운영해오고있음. 그러나현재이들은송전레벨에연결된대형유닛 ( 예를들어, 풍력단지 ) 에의해서뿐아니라하위송전 (sub-transmission) 및배전레벨에연결될소규모생산자들에의해서보완되고있음.

102 102 iii) 판매회사 (retailing companies and aggregator) 고객에게에너지를공급하고그들에게발전-송전-배전, 그리고판매운영에대한비용을청구하는판매회사가있음. iv) 규제기관 (regulatory authorities) 규제당국은 EU 차원에서규정된 3대에너지정책기반과맥락을같이하는정책방향을준수하면서, 규제를받고있는기업이경제적효율성을유지하도록하고발전및판매회사모두가공정하고투명한운영원칙을채택하도록하고있음. 한편, 상기 4개플레이어이외에다른주요참여자들로는전력기술제조업체와 ICT산업이있음. 이들은첨단기술및솔루션을통해전력시스템을재설계하는데이바지하고있는데, 이들은 EEGI 프로그램의참여를통해 2020년이후미래의유럽형전력시스템에필요한각종정보를얻을수있게될것임. 전력시스템에서의모든주요참여자들은 EEGI 프로그램을이행하는과정에포함되고있지만, 네트워크운영자들은다음과같은이유로이니셔티브이행에있어주도적인역할을수행하게될것임. i) EEGI는네트워크운영자들에게있어서는자연적이고도법적인책임이라할수있는시스템차원 (system-level) 의혁신, 그리고

103 103 그혁신의효과입증및확대에초점을맞추고있음. ii) 해당프로젝트는실제운영조건에서수행될것이고또한시스템의안정은네트워크운영자들의책임이므로, 네트워크운영자들은안정적인운영을보장하기위해실증 (demonstration) 활동을이끌어가야할것임. iii) 네트워크운영자들은새로운개발을통해서시장참여자들이경쟁할수있는場을제공한다는것을보장하고자할것임. iv) 네트워크운영자들은규제당국과의상호작용을통해전반적전력시스템의효율성을최적화하는데목표를두고있음. 전력시스템의주요참여자들은이미 EEGI 프로그램디자인단계에서합의를도출하였음. 즉, Smart Grid Platform은전력시스템의주요이해관계자들과함께 EEGI의세부적인프로그램을분석하고논의하기위해 2010년 3월브뤼셀에서워크숍을조직하였으며, 몇가지추천안은현재의 EEGI 프로그램에이미도입되었음. 주요이해관계자들은다음과같음. - 특히태양및풍력전력생산에관여하는발전회사및발전기제조업체 - 실시간요금제및소위 에너지박스 (energy boxes) 가포함될때에네트워크플레이어들의역할을유효하게해줄수있는

104 104 판매업자들 (retailers and aggregators) - 기술솔루션을유럽형전력망에통합해주고, 장래의전력네트워크에대한초기접근을가능하게해줄 T&D 설비제조업체및ICT 산업계 - 현재및미래의수요 ( 예 : 스마트빌딩, 스마트어플리케이션, 전기자동차등 ) 와정보보호 ( 데이터프라이버시등 ) 가영향을미치게될고객 (consumers) - 실제운영을위한실증에앞서서우선적으로새로운솔루션을개발하는네트워크운영자를지원하는 RTD 수행자 (performers) - 다수의실제고객을포함하는대규모실증을설계하는데있어중요한역할을하게될정부및규제당국 (government and regulatory bodies) 이러한전력시스템이해관계자들의참여는앞으로도계속되어이니셔티브가착수된이후에도계속확대되어갈것임. 한편, EEGI 프로그램은개방형플랫폼 (open platform) 이며자유화된 (liberalized) 전력시장을고려하고있음. - 따라서실증프로젝트에는네트워크운영자, 발전소, 제조업체, 판매업체, 고객협회및리서치업계들이참여하게될것이며, 파트너십은모두프로젝트를통해관리될것임. - 몇가지실증프로젝트는규제당국의적극적인참여가필요