스마트그리드 구축을 위한 시장참여자의 역할과 정책방향

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3 2010 년경제 인문사회연구회녹색성장종합연구총서 스마트그리드구축을위한시장참여자의역할과정책방향 1. 녹색성장종합연구총서시리즈 녹색성장종합연구총서일련번호 연구기관고유일련번호 연구보고서명 자동차연비및온실가스규제방안연구 배출권거래제도와신재생에너지공급의무화제도연계방안연구자유무역협정 (FTA) 의에너지수급구조및온실가스배출파급효과분석 년이후국제탄소시장전망및활용전략연구 탑 - 러너제도의친경쟁적도입방안연구 광역경제권신재생에너지선도산업의육성방안연구 에너지효율시장조성방안연구 신재생에너지부품 소재산업육성을통한수출산업화전략연구 스마트그리드구축을위한시장참여자의역할과정책방향 미래수소경제실현을위한기반구축연구 : 가정 상업및발전부문의수소공급인프라구축 미래수소경제실현을위한기반구축연구 : 수소경제이행의산업및국민경제파급효과분석 바이오에너지산업육성을통한 FTA 대응전략연구 : 유기성폐자원의에너지화에따른기후변화대응 잠재력연구 바이오에너지산업육성을통한 FTA 대응전략연구 : 축산물과쓰레기를이용한바이오가스생산의 환경적가치추정 저탄소경제시스템구축전략연구 : 상 하향식통합모형개발및저탄소정책효과분석 연구기관 에너지경제연구원

4 녹색성장종합연구총서일련번호 연구기관고유일련번호 연구보고서명 저탄소경제시스템구축전략연구 : 저탄소경제체제구축전략수립 연구기관 에너지경제연구원 에너지부문의기후변화대응과연계한녹색성장전략연구 : 녹색성장정책수단의효과분석 에너지부문의기후변화대응과연계한녹색성장전략연구 : 기후대응녹색에너지산업의시장확대방안분석 시장친화형에너지가격체계구축종합연구 저소비 고효율경제사회구축을위한국가에너지효율화추진전략연구 2. 참여연구진 연구기관연구책임자참여연구진 주 관 연구기관 에너지경제연구원 김현제선임연구위원 박찬국연구원 김광석연구원

5 < 요약 > 1. 연구의필요성및목적 스마트그리드를통해계통의신뢰도향상, 전력공급중단방지, 공급비용감축, 최대부하감소, 소비자선택확대및유연성제고, 신재생에너지원의사용증가, 새로운일자리창출, 전력산업과다른산업과의융 복합증대, 전력산업의미래변화에적응, 그리고에너지안보제고등의여러가지편익을도모할수있다. 이러한스마트그리드의편익을효과적으로실현하기위해전력회사를비롯하여통신회사, 소프트웨어및솔루션기업, 중전기업체, 스마트미터기업, 가전회사, 정책및규제기관등의다양한시장참여자들이각자의역할을상호협력하면서제대로수행해야한다. 본연구의목적은스마트그리드시장참여자의구조및역할을합리적으로제시하고, 시장참여자간조화로우면서적극적인역할수행을촉진할수있는정책방향을도출하는데있다. 2. 주요내용 스마트그리드의추진에따라시장참여자간의이해관계가중복되거나전력사업자와민간사업자의이해대립에따른다양한사안에서충돌을예상할수있다. 스마트그리드라는새로운사업환경하에서신규비즈니스모델을운용하는경우에는서로의입장차이를극명하게드러낼수밖에없을것이다. 예를들면, 전기자동차의보급확대로기존의주유 요약 i

6 소가모두충전사업자로변화하여전력재판매를하게된다면이는전력사업자의판매사업에타격을주게될것이다. 그러므로전력사업자는별도의충전요금을만들어충전사업자의전력재판매로인한부담을완화시키거나직접충전사업을수행하여새로운사업환경에대응할수밖에없을것이다. 스마트그리드시장참여자의이해대립가능성은충전사업뿐만아니라통신사업자가전력공급을부가서비스로통합하여제공하는경우, 스마트미터보급과계량데이터관리주체, 사생활보호및보안등소비자보호대책마련등에서나타날수있을것이다. 이와같이다양한이슈에대해사업자, 소비자, 규제자등시장참여자간이해대립이발생할수있다. 다음으로스마트그리드주요시장참여자의역할에대해살펴보자. 우선스마트그리드시장에대한전력망운영자의역할이다. 분산발전의확산에따라수요관리, 지역별저장시스템, 전기자동차등이송배전망에미치는영향을파악하고이에대한정보수집과관리가한층중요하게될것이다. 그러므로사생활보호와시스템보안강화대책, 데이터의소유권및저장그리고공표방법을마련해야한다. 다음은전력시장운영자의역할이다. 분산발전의확대로소규모시장참여자에게전력시장이개방되면서이에맞는시장구조를설계할필요가증대하게될것이다. 그리고부하변동에능동적으로대응할수있는거래시스템을구축하고에너지가격의변동성확대와거래과정의복잡성에대한대응책을강구해야한다. 기술, 제품, 서비스제공업체의역할도있다. 기술의발전으로스마트계량기는보급주체가누구인가에관계없이모든이해당사자에게편익 ii

7 을제공하게될것이다. 따라서관련기기의제작자는규제환경및고객보호, 공급안정성에부합하는제품을개발하도록해야한다. 또한고객의수요분석능력, 시스템을통한효율성보장등은모두새롭고혁신적인비즈니스모델에의해가능하며이를통한서비스제공이가능하게될것이다. 서비스제공업체의경우, 공유되는데이터의종류와양을고객이통제할수있도록해야하며자신의에너지사용정보에접근할수있도록선택권을가지도록해야한다. 특히통신서비스제공자는전력산업의수요에부합하는서비스를제공해야할것이다. 대형발전회사는기존시장에서처럼부하의대부분을담당하고보조서비스를제공하며전압을조정하는역할을수행하게된다. 그리고분산발전의확대로전력망의안정성과운영상의보안에기여하는소규모분산발전사업자의책임도증가하게된다. 판매사업자는수요반응과관련모든소비자에게수용되고동시에신뢰감을줄수있는투명하고이해가능한규칙을수립해야한다. 그리고모든소비자들이자신의에너지사용량에대해인지하도록하며, 최종적으로경쟁력있고시장지향적인상품을제공하도록해야한다. 한편소비자는적극적인수용반응을통해시스템의전반적인효율성향상에기여하며, 사업자가제공하는더많은정보에기초하여에너지이용효율을제고할수있게된다. 그리고스마트계량기에대한수용성이스마트그리드의성공적인기반구축에있어필수적인요소이므로이에대한소비자교육및홍보가필요하다. 그리고규제자는예측가능하고안정적인규제의틀을마련해야하며, 투자에대한적정한인센티브제공, 전기자동차보급으로늘어나는모바일소비자관련감독의역할을강화해야할것이다. 스마트계량기표준화및전기자동차표준화 요약 iii

8 작업의추진에있어스마트그리드표준화기구의역할도중요하다. 이상에서논의한다양한시장참여자의역할과이해대립을감안하면서, 스마트그리드시장활성화를위한정책방향에대해간략하게언급하면다음과같다. 우선양방향전력흐름에초점을맞춘전력망의운영이가능하도록해야한다. 향후전력시장은분산발전및소규모발전의확대로네트워크손실이감소되어효율성이증가하게될전망이다. 따라서적절한공급체계와인센티브가분산발전에도입되어다양한부가서비스가공급될수있도록해야할것이다. 전력망의운영에있어보안및공급품질유지, 효과적인실시간전력망용량모니터링및전력연계관리, 시장기반의혼잡관리, 조화롭고비차별적인규칙및코드설정이필요하다. 이를통해에너지이용효율제고와공급자측면에서다양한재생에너지원의통합을지원해야한다. 다음으로스마트미터보급과계량데이터의활용방안의마련이다. 스마트미터의보급으로다양한시장참여자들의의무사항, 데이터의속성, 데이터흐름관리방식등에있어의사결정이필요하게되었다. 망운영자는고객의에너지소비정보를관리해야하는책임이있으며, 수요측참여를가능하게하는정보허브역할을담당해야한다. 또한망운영자는소비정보를취합하고이정보를서비스공급업체에게신속하고비차별적으로제공해야할것이다. 계량데이터의활용에있어서모든시장참여자는공통되고표준화된통신및데이터관리시스템을사용할수있어야한다. 이를위해정보요구사항이동일해야하고, 정보요구사항의최소수준이구체적이어야한다. 스마트그리드시장의활성화를위해유연한전기요금제도의도입이 iv

9 필요하다. 더많은전원을개발하고부하의유연성을제고할수있는전력시장을구축하기위해서는최적의에너지가격신호제공이필수적이다. 그리고효율적인규제의필요성을들수있다. 규제기관은표준화와상호운영성을최대한촉진하며시장이효율적으로작동하고소비자참여와시장기능을보장할수있도록공정경쟁의장을구축해야한다. 3. 정책제언 정부는스마트그리드국가로드맵발표이후법제도의개선에역점을두고있다. 특별법제정, 충전요금제마련등스마트그리드기반구축을위한정책을시행하고있다. 하지만민간사업자의지속적인투자를유도하기위한인센티브제공이필요하며, 소비자의수요반응참여유도및스마트그리드인식제고를위한홍보및교육이미흡하다. 또한제주스마트그리드실증단지 1단계사업이추진중인데, 실증단지의단기적성과도출도중요하지만제주실증단지이후의구체적기반구축방안에대한장기정책방향제시가미흡한실정이다. 그러므로장기적인로드맵의추진에부합하는스마트그리드 5개년계획을수립하여스마트그리드시장참여자의시장전망및투자에대해가이드라인을제시해야한다. 또한시범지구의지정등스마트그리드추진방향을구체적으로제시해야하며, 부분적인판매사업허용등민간의시장참여확대방안을강구하는것도중요하다. 그리고소비자의인식제고를위한스마트그리드홍보및교육확대가필요하므로스마트그리드소비자수용성제고방안을수립해야할것이다. 요약 v

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11 ABSTRACT 1. Research Purpose The Smart Grid can create benefits such as increase in system reliability, prevention of power outages, supply cost reduction, the peak load reduction, the expansion of consumer choice and flexibility enhancement, the increasing use of renewable energy sources, new job creation, the increase in convergence and integration between electric power industry and other industries, adaption to future electric power industry change, and energy security improvement. To realize all the benefits of smart grid effectively, various market participants including power companies, telecommunication companies, software solution companies, heavy electric machinery manufacturers, smart meter companies, home appliances companies, policy and regulatory agencies should perform their respective roles through mutual cooperation. The purpose of this research is to propose the structure and roles of the smart grid market participants and to suggest valuable policy directions to promote the harmonious and active performance among participants. 2. Summary At the stage of the smart grid promotion, market participants' Abstract i

12 interests are expected to overlap or conflict in various issues. New business model operation under the new business environment so called smart grid may be forced to reveal a definite difference of opinion. For example, if the spread of electric vehicles changes the exiting gas station to electric-car charging stations and they start resale of electricity, it will strike a blow to the electric power companies' sales. Therefore, the electric power companies cannot help but handle new business environment by alleviating the burden due to the electric car charging station's resale with the separate charging fee or by conducting the charging business directly. A potential conflict of interest among smart grid market participants can arise in smart meter dissemination and data management, and the consumer protection measure about the privacy and security if telecommunication companies provide electric power supply as optional services as well as the charging business. There might be differences of opinions in this various issues among suppliers, consumers and regulators. The roles of the major market participants were examined. First of all, for power grids operator on the smart grid market, it will be more crucial to grasp the effects of the demand management, regional storage systems, electric vehicles on the transmission/ distribution network, and to collect and manage information as the distributed generation spreads. There should be measures for privacy protection, system security buildup, ownership of data and data storage, and public announcement method. ii

13 Secondly, the next one is the role of electricity market operator. As the distributed generation spreads, the electricity market tends to be opened to the small scale market participants and it will be needed to design the right market structure. Electricity market operators should establish power trading system to cope actively with the load fluctuation and devise countermeasures against energy price fluctuations and the complexity of trading process. Nextly, advances in technology would enable smart meters to provide all the interested parties with benefits regardless of who pay for smart meter installation costs. Thus, the related appliance makers should develop products that are consistent with regulatory environment, customer protection and supply reliability. In addition, the ability to analyze customers' demand and the guarantee of efficiency through the system are available by new and innovative business model, and this enables to provide services. Service providers should allow customers to control the shared data type and volume, and they should allow them to access their energy consumption information. Communication-service providers are especially required to offer services corresponding with demand in power industry. Finally, large power companies are responsible for the heaviest load in the existing market, provide auxiliary services, and perform the role of regulating voltage. With the expansion of distributed generation, the small scale generators' responsibility that contribute to the power grids reliability and operational security will increase. Retailers should establish Abstract iii

14 the transparent and understandable rules that are accepted by all consumers. And retailers should make all consumers aware of their energy usage and, ultimately, provide competitive and market-oriented products. Consumers, meanwhile, can make a contribution to improve the overall effectiveness of system through active receptive response, and they can enhance the energy consumption efficiency based on more information from service providers. The acceptability to the smart meters is an essential element to build the successful foundation of smart grid so the consumer education and promotion are needed. And regulators should prepare a predictable and stable framework, provide proper investment incentives, and strengthen a role of supervisor in connection with increasing mobile consumers due to the electric vehicles distribution. Also, the role of smart grid standardization organization is important to implement the standardization of smart metering and electric vehicles. Given the roles and conflicts of interests among various market participants as discussed above, several policy directions to vitalize smart grid market were mentioned briefly as following. At first, the power grid operation focused on the bidirectional power flow should be available. In the future electric power market, it is expected that the expansion of distributed generation and small scale power generation will reduce the network loss and increase the network efficiency. Therefore, various additional services should be supplied by introducing the appropriate supply system and incentives to the iv

15 distributed generation. To operate the power grids, it is required to maintain the quality of power and supply security, monitor effective real-time power grid capacity, manage the power connection, control the market-based congestion, set the harmonious and nondiscriminatory rules and code. In the aspect of supplier, the improvement of energy consumption efficiency and the integration of various renewable energy sources should be supported. Secondly, it is about the preparation of smart meter deployment and utilization of metering data. The decision making is required in the obligation of various market participants, data properties, data flow management through smart meter deployment. Grid operators are responsible for managing customer s energy consumption information and play a role of the information hub to enable the consumer participation. In addition, the operators should assemble the consumption information and provide this information to service providers quickly and equally. Every market participant needs to use a common and standardized communication and data management system in utilizing metering data. To do this, the information requirements should be identical and the minimum level of information requirements must be specific. Thirdly, the introduction of a flexible electricity billing system is required to vitalize the smart grid market. Providing an optimal price signal is essential to establish power market that enables to improve load flexibility and develops more power supplies. Abstract v

16 Finally, there is the necessity of efficient regulation. Regulatory agencies should promote the standardization and interoperability as much as possible and create a level playing field to ensure efficient operation of market, consumer participation and market function. 3. Research Results and Policy Implications Korean government has put an emphasis on the improvement of legal system since announcing the National Smart Grid Roadmap. Moreover the government has been implementing policies to establish the smart grid basis including special law legislation and preparation of EV charging fare. However, it is needed to offer incentives for inducing private participants continuous investment. The promotion and education to raise awareness of smart grid and attract the participation of demand response are insufficient. In addition, the first stage in the construction of a Smart Grid Test-bed in Jeju Island is in progress. It is important to achieve the short-term outcome in the Test-bed but the long-term policy guidelines for establishing specific base is unsatisfactory. Therefore, the guideline for the market outlook and investment of smart grid market participants should be presented through establishing the smart grid five-year plan corresponding with the promotion of long-term roadmap. Furthermore, specific directions of smart grid such as the designation of pilot districts must be provided, and it is vi

17 important to find the ways to allow the private business to participate in the market including the retail market openness. On this reason, it is needed to expand promotion and education regarding the smart grid to improve the consumer awareness, and thus the schemes to enhance smart grid consumer acceptance should be established. Abstract vii

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19 제목차례 제 Ⅰ 장서론 1 제Ⅱ장새로운전력산업환경과사업기회 4 1. 전력산업의환경변화 4 2. 스마트그리드기술의확산 9 3. 스마트그리드하의사업기회 17 제Ⅲ장국내외스마트그리드추진현황 해외스마트그리드추진현황 제주실증단지추진현황 스마트그리드국가로드맵이후추진사항 35 가. 스마트그리드특별법제정추진 36 나. IHD 보급사업 40 다. 전기자동차보급및충전인프라구축 41 제Ⅳ장스마트그리드시장참여자구조 스마트그리드계층구조와주요애플리케이션 44 가. 스마트그리드계층구조 44 나. 스마트그리드주요애플리케이션 스마트그리드계층구조별시장참여자 51 차례 i

20 가. 전력계층부문 51 나. 통신계층부문 53 다. 애플리케이션계층부문 시장참여자로서의정책당국과소비자 62 가. 정책당국 62 나. 소비자 63 제Ⅴ장스마트그리드시장참여자의이해관계 이해대립가능성및사례 전문가조사결과 73 가. 전기판매사업진입허용및제도적조치 74 나. 에너지사용데이터의공유문제 78 다. 통신망활용의효율성과안전성제고를위한규제강화 80 라. 충전설비기반의조기구축을위한이해당사자들의역할 시장참여자의입장차이 84 제 Ⅵ 장시장활성화를위한정책방향 89 참고문헌 95 부록 : 설문조사지 98 ii

21 표차례 < 표 Ⅱ-1> 스마트그리드관련산업의미래 11 < 표 Ⅲ-1> 분야별컨소시엄참여기업 26 < 표 Ⅴ-1> 판매사업진입을위한조치 76 < 표 Ⅴ-2> 데이터공유의이해관계갈등 79 차례 iii

22 그림차례 [ 그림 Ⅱ-1] 전력산업의환경변화 6 [ 그림 Ⅲ-1] 각컨소시엄별사업지구 27 [ 그림 Ⅲ-2] KT 컨소시엄의스마트소비자기반구축개념도 29 [ 그림 Ⅲ-3] 다양한충전설비 31 [ 그림 Ⅲ-4] 스마트신재생에너지시스템구조 34 [ 그림 Ⅲ-5] IHD 보급개념도 41 [ 그림 Ⅲ-6] 현대자동차블루온 42 [ 그림 Ⅳ-1] 스마트그리드의계층구조 45 [ 그림 Ⅳ-2] 구글 PowerMeter 의인터페이스 60 [ 그림 Ⅳ-3] 향후소비자의전력시장참여양상방향 64 [ 그림 Ⅴ-1] 충전설비구축의장애요소와대응 83 iv

23 제 Ⅰ 장서론 스마트그리드는기존전력망에정보기술을접목하여, 전력공급자와소비자가양방향으로실시간정보를교환하여, 에너지효율을최적화하는차세대전력망으로, 미래에너지부문의인터넷 (Energy Internet) 역할을수행할것으로전망된다. 스마트그리드를통해계통의신뢰도향상, 전력공급중단방지, 공급비용감축, 최대부하감소, 소비자선택확대및유연성제고, 신재생에너지원의사용증가, 새로운일자리창출, 전력산업과다른산업과의융 복합증대, 전력산업의미래변화에적응, 그리고에너지안보제고등의편익을도모할수있다. 지능형전력망구축시전기에너지의효율적사용으로국가전기에너지사용의약 6% 가절감될것으로예상되며, 풍력과같은신재생발전원의발전출력불안정성을보완하여향후신재생발전원의보급기반을조성할것으로기대된다. 또한이를통해국가배출량의 4.6% 에해당하는 CO 2 배출저감이가능할것으로추산된다. 1) 이러한스마트그리드의편익을효과적으로실현하기위해전력회사를비롯하여통신회사, 소프트웨어및솔루션기업, 중전기업체, 스마트미터기업, 가전회사, 정책및규제기관등다양한시장참여자들이상호협력하면서각자의역할을제대로수행해야한다. 특히, 전력산업과정보통신산업의유기적연계를통한신규비즈니스모델개발과역동적인사업환경을조성하는것이중요하다. 스마트그리드구축을위해서 1) 스마트그리드국가로드맵 (2010.1) 제 Ⅰ 장서론 1

24 는전력기술의발전과함께다양한지능형기술의수용이요구된다. 지능형기술의수용은전력공급사슬에서생성되는데이터교류와스마트그리드의보안및효율적운영을위한필수요소이다. 또한에너지정보를수집, 처리할수있는소프트웨어와전력기업과소비자간양방향정보공유가가능하고통신체계를갖춘스마트미터를통해수용가의에너지비용절감및전력사업자의전력망운용효율화를이끌어낼수있다. 한전, 발전회사, 전력거래소, 고객등다양한시장참여자를위한표준화된인터페이스와분산발전을통합하기위한솔루션개발역시중요하다. 그러나기존사업자간의이해충돌및제도적걸림돌로인해전력산업에서지능형기술수용도가높지않은상황이며, 스마트그리드구축활성화를막는주요장애요인으로작용하고있다. 해외의경우, 스마트그리드구축및표준화과정에서시장참여자의이질적인이해관계를조정하고, 상호협력을촉진하는것을정책의우선순위로삼고있다. 미국 DOE( 에너지부 ) 는스마트그리드사업예산지원시시장참여자간협력을통한시너지효과를중시하고있고, NIST( 국립기술표준원 ) 은스마트그리그표준화과정에서시장참여자들의다양한이해관계를조정하는일에최우선순위를두고있다. 유럽연합은 FP7(7th Framework Program, ) 부터본격적으로에너지산업의지능화를촉진하기위해다양한대규모공동시범사업을추진하고있고, 시장참여자간윈-윈상황을조성하기위한노력에집중하고있다. 본연구의목적은스마트그리드시장참여자의구조및역할을제시하고, 시장참여자간조화로우면서적극적인역할수행을촉진할수있 2

25 는정책방향을도출하는데있다. 전력산업패러다임변화에따라전력산업의미래모습을제시하며, 스마트그리드의주요시장참여자와각자의역할을명료화하고자한다. 전력산업의지능형기술수용을저해하는요소를도출하고, 제도개선및사업자간이해조정을통해스마트그리드의조기구축이가능하도록하는정책방안을마련하고자한다. 제 Ⅰ 장서론 3

26 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 1. 전력산업의환경변화 2) 지난 1990년대이후세계적으로불어닥친에너지산업구조개편및자유화의바람으로전력산업은큰변화를겪었는데, 이제스마트그리드의도입으로전력산업은또다른변화에직면하게되었다. 최근기후변화대응과지속적인경제성장을달성하기위해녹색성장 (Green Growth) 이에너지업계의화두로등장하였다. 환경과성장을동시에고려하는녹색성장의비전을구현하기위해스마트그리드구축및운용은녹색성장추진전략가운데하나로각광을받게된것이다. 각국마다스마트그리드의도입배경은다소차이가있다. 미국은 2003 년에발생한동북부대정전 3) 의원인으로전력계통운영미숙과함께노후화된송전망이문제점으로지적되면서전력망개선이중요한과제가되었다. 그리고신재생에너지의보급확대와스마트그리드의구축이오바마정부의대표적인에너지정책으로채택되어스마트그리드추진작업은새로운전기를맞이하게되었다. 한편유럽의경우는풍력및태양광등신재생에너지이용의확산을뒷받침하기위해전력망의지능화가 2) 이절은전력산업환경변화와스마트그리드추진동향 ( 김명자외, 2010) 을참조하여작성하였음을밝혀둔다. 3) 2003 년 8 월 14 일오후 4 시뉴욕, 뉴저지등미국동북부지역, 미시간, 오하이오등중서부지역, 캐나다온타리오주등도합미국 7 개주와캐나다 1 개주에대규모정전사태가발생하였다. 이정전사태로 10 곳의원자력발전소가가동을중단하였으며, 피해주민은무려 5,000 만명에이르렀다. 4

27 필요하게되었다. 일본도신재생에너지의활용도를높이기위해스마트그리드기반구축에지대한관심을보이고있다. 전력산업의규제완화및자유화에서시작된변화의흐름이스마트그리드도입으로새로운국면을맞이하게되었다. 물론정보통신산업의발달과환경변화에대한대응체제강화등도전력산업에서의더큰변화를촉발하는모멘텀으로작용하고있다. 100여년이상의전통을지켜온전력산업은컴퓨터, 인터넷, 무선통신등의정보통신기술과융합하면서근본적인혁신의바람을타고있다. 기술적측면에서전력망의형태가중앙집중형네트워크에서분산형네트워크로변화하고, 대용량저장장치의상용화로전력생산과소비의동기성문제를극복할수있게되면서, 전기자동차와재생에너지를통한분산발전의활용이크게늘어날것으로전망된다. 그에따라온실가스를많이배출하는화석연료에의한탄소기반경제체제는수십년내에비탄소기반경제체제로변화할것으로예상된다. 전력산업구조측면에서는전력사업자간수직통합에의해규모의경제를추구하던기조가전력시장의자유화와규제완화의기조로바뀌고있다. 전력사업자와소비자간의일방적이고획일적인공급자주도적관계는스마트그리드의도입에따라소비자의적극적참여가이루어지는쌍방향의상호거래관계로바뀌고있다. 또한글로벌환경규제의강화로전력의효율적이고안정적인공급이라는전력사업자의경영목표도이미수정되었다. 환경성을고려한적정전원의구성, 에너지수요절감등을통한전력부문의 CO 2 배출저감, 그리고국가적차원의에너지안보확보등다원적목표가새로운목표로설정되고있는양상이다. 전력산업환경변화의특징을간략하게살펴보면다음과같다. 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 5

28 [ 그림 Ⅱ-1] 전력산업의환경변화 첫째, 전력산업구조에있어서수직적통합에서수평적경쟁으로의변화를들수있다. 새로운시장의창출단계에서는다양한부문의경쟁자가다각적으로시장에진입하는것이특징이다. 이로인해시장의구조는수직적통합관계에서수평적경쟁체제로이동하게된다. 여기서수직적통합이란제품의원료생산, 조립공정, 도매, 소매단계를하나의기업이통합적으로관리하는전략을뜻한다. 전력산업구조개편이전의전력시장에서나타난형태가바로이단계에속한다고볼수있다. 수평적통합이란같은단계의서로다른제품을통합하는것을뜻하며, 따라서수평적경쟁이란독점을해제하고대등한위치에서의경쟁이강화된다는것을의미한다. 이러한전력산업구조의변화는수직적으로통합된독점체제를선호 6

29 하는지역에서는규제와연관되어아직크게활성화되고있지는않다. 그러나최근의추이는전력시장에서여러가지선택이가능해지는수평적경쟁체제로나아가는조짐이나타나고있다. 이러한독점의해체는복제가용이한소형하드웨어즉계량기와네트워크장비등의관련부문에서가정먼저두드러지게나타날것으로전망된다. 반면에더크고복잡한시스템즉변전소와주요소프트웨어시스템등의부문에서는이보다는느리게나타날것으로보인다. 물론어떤지역은전기가소매로유통되는것에저항을보일수도있다. 지난세기의기본모델이었던독점적유통방식을선호하는소비자들의관성에따라전력판매부문에서의수평적경쟁은느리게전개될가능성이크다. 그럼에도이미이러한변화가시작되었고진행중이라는사실이중요하다. 4) 둘째, 수동성으로부터상호교류성으로의변화이다. 정보전송이능동형으로그리고쌍방향으로바뀜으로써상호거래가이루어지게된다. 오늘날보편화된주식거래프로그램과마찬가지로사람의직접관여없이전력의거래가진행될수있다. 지능형전력망이구현되면전력거래가사전에프로그램화된규칙과가이드라인에따라컴퓨터와기기들사이에서자동으로이루어지게된다. 소비자가태양전지판과같은소규모발전원이나플러그인전기자동차등의저장장치를보유하고있다면전력가격이낮을때의전력을저장해두었다가가격이높을때판매하는등으로시장에참여하여수익을얻을수있게된다. 계량기와가정용전력설비들도점점더많은 4) 국내의경우구역전기사업자의등장으로특정지역내에서판매사업이가능하게되었다. 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 7

30 정보를보유하는수준으로나아가면서, 상호거래가이루어지는단계로진전될것이다. 셋째, 중앙집중형네트워크로부터분산형네트워크로의변화이다. 과거의전력망은대규모발전원을중심으로중앙집중적인형태를띠고있었지만미래의전력망은발전원과부하를갖춘소규모전력망이독립적으로운영되거나대규모계통에연계되는마이크로그리드의네트워크형태를띠게될것이다. 즉현재까지의전력망이 대형발전-송전- 배전-수용가 로구성되는중앙집중적이고대규모의시스템이었다면마이크로그리드를기본요소단위로하여구현될미래의스마트그리드는분산형네트워크가될것이다. 이처럼전력망의분산형네트워크화가진행되면서전력부문에현재의상태를모니터하는전자센서와계측장치, 기기자체의의사결정을담당하는디지털지능장치, 정보의교류와의사소통을위한통신기능을갖춘지능형장치들이광범위하게채택, 수용되고있다. 대표적인사례로서스마트계량기는원격조작, 원거리실시간감시, 사용된전력의정확한양과품질의측정, 계량등의기능을수행하면서어느정도의전력이언제어디서소모되고있는지를실시간으로알려준다. 스마트계량기가전력망의네트워크각단에설치되면전력망의효율적인관리와제어가가능해짐으로써전기에너지사용의효율을대폭높일수있게되는것이다. 넷째, 폐쇄형표준에서개방형표준으로의변화를지적할수있다. 최근의기술의변화와사회적흐름을볼때정보통신산업의경우처럼전력산업도개방적인표준을염두에두어야한다. 5) 개방형표준을채 5) 예를들면, 개인용컴퓨터에서나타난도스나윈도우즈와같은표준운영체제덕분에 8

31 택하게되면다음과같은장점을기대할수있다. 우선표준이사업자체에더큰권한을줄수있다. 또한다양한 플러그앤플레이 옵션을선택할수있기때문에소비자선택의폭을넓힐수있다. 그리고표준화는제조업체의경쟁을통해기기의가격을하락시킨다. 이미전력관련소프트웨어와하드웨어부문에서표준화움직임이확대되고있다. 미국의경우, 스마트그리드신생업체인 Tendril 社는전력사업자의백오피스시스템과대화하는소프트웨어와 ZigBee 기반의에너지관리하드웨어에대한기술명세사항또는 API(application programming interface) 를공개하고표준화에박차를가하고있다. EPRI 역시 ZigBee Alliance와전력선통신활성화단체인 Homeplug Powerline Alliance에가입하여가정용네트워크장비분야에서 AMI를이용하기위한공통언어를개발하기로했다. 궁극적으로는자사의제품과판매전략을개방된표준에맞추는판매자들이시장에서경쟁력의우위를차지하게될것이므로첨단기술의보급에서개방형표준화는핵심적이슈가된다. 이처럼전력산업에서스마트그리드도입과함께개방형표준은이미자리를잡아가고있는것이다. 개방형표준이이루어진다면폐쇄형표준의경우보다많은기업의투자가활성화되고비즈니스모델의종류도다양하게될것이다. 2. 스마트그리드기술의확산 6) 스마트그리드의요소기술확산에영향을미치는요소는보편적인다 른신기술의경우와대동소이하지만, 한가지특이점은다른신기술에 사용자의컴퓨터이용의편리함이증대되었고기기가격도떨어질수있었다. 6) 윤재영 (2010) 을참조하여작성하였음을밝혀둔다. 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 9

32 비해스마트그리드는상대적으로산업전반적인융 복합적인성격이강하다는점이다. 다른신기술은해당제품이타산업분야에적용되면서활용성이커지고상호연쇄적인파급영향을미치는것이일반적이다. 예를들면스마트폰자체의탄생은통신산업내부에서발생했지만, 일상생활이나타산업분야에활용되면서폭발적으로수요가증가하고그영향이피드백되었다. 이것이보편적인기술발전의경향이다. 스마트그리드도당연히이러한범주에놓여있지만, 스마트그리드자체가인간이발명한최대의복합시스템이고여기에사용되거나연관되어있는기술분야가매우다양하다. 스마트그리드자체의확산에전통적인전력과중전기산업분야뿐만아니라, 통신, 신재생에너지, 전기자동차, 가전분야, 건설산업등다양한시장참여자가있으며, 이들의이해관계가첨예하게대립된다. 국가로드맵에서발표한스마트그리드관련산업의미래상은아래표와같다. 10

33 < 표 Ⅱ-1> 스마트그리드관련산업의미래 구분 전력산업 중전기및 통신산업 - 화석연료위주의발전원 - 신재생 분산형전원일반화 - 기저발전 ( 원자력 석탄 ) + 첨두발전 (LNG 양수 ) - 기저발전 ( 원자력 석탄 ) 위주 - 지능형전력망 효율적전력수요관리 첨두발전원수요감소 -전력산업의영역 : 계량기까지 -전력산업영역 : 계량기이후가전제품계열까지확대 -전기절약컨설팅사업일반화 -다수의공급자와수요자가참여하 -공급자위주제한된전력시장는전력시장 - 중전산업과통신산업이각각고유한산업영역으로구분 - 기존중전기기와 ICT 기술이융합된제품 - 소비자전력관리장치등새로운전력설비 가전산업 건설산업 자동차산업 에너지산업 - 기능및성능위주의제품개발 -편의성/ 디자인을고려한건물설계 - 가솔린 / 디젤엔진위주 - 석유판매 ( 주유소 ) - 전력상황에반응하는스마트가전개발 - 조명 에어컨 TV 등이전기요금에연동되어전력사용최적화 - 효율적전기이용스마트홈 / 빌딩확대 - 지능형전력망, 재생에너지수용 - 전기자동차일반화, 운송분야電化촉진 - 탄소배출저감 - 전력판매 ( 충전소 ) - 전기자동차활성화를위한새로운인프라 스마트그리드의확산에영향을미치는요소는크게정부정책과미래 사회의방향성, 수요자패턴 / 연관서비스개발및기술적발전등을들 수있다. 이중에서일정부분은현시점에서상수요인으로그방향을 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 11

34 예상할수있지만, 다른부분은미래의불확실성에맡겨진사안이다. 아래는스마트그리드의기술확산에영향을미칠수있는요소를간략하게정리한것이다. 첫째, 정부정책은당연히스마트그리드요소기술확산에결정적인영향을미치게된다. 녹색성장정책, 신재생에너지활용증대, 에너지효율성증대등은부인할수없는정부정책기조이며, 온실가스저감을감안한환경과성장을조화시키는정책이라고할수있다. 한편전기요금체계개편, 전기사업자간이해관계조정, 연관산업정책결정의이해관계등은이해당사자에대한설득과조정이필요하며, 일부정책결정사안도포함되므로미래의방향성을정확히예측할수는없다. 전체적으로전기요금정책, 전력산업구조개편정책, 신재생에너지정책등에따라서관련기술개발과소비자패턴및시장참여자의이해관계와신규시장개척에크게영향을미치고결과적으로스마트그리드요소기술의확산을촉진하거나혹은저하시키게된다. 둘째, 미래사회의지향점과방향성은온실가스감축과성장을동시에감안한녹색성장기조, 신재생에너지활용과에너지효율성의제고를동시에겨냥한다. 다만, 이러한미래사회의에너지사용지향점은절대적으로정부정책에의존하는동시에소비자의눈높이에맞추어야하며, 미래사회의불확실성에비추어볼때가변적인측면이많다. 셋째로소비자패턴을들수있다. 소비자의기호와선택에따라서특정기술의시장진입이결정되며, 스마트그리드의전체모습도크게변화될것이다. 예를들면, 실시간전기요금에대한소비자의반응도에따라서스마트미터산업이나전기사업자의이해관계및정부정책이크게좌우될것이며, 전기자동차의보급속도, 충전패턴이자동차와정유산 12

35 업및건설산업등에영향을미칠것이다. 스마트그리드부가서비스상품개발역시소비자패턴과밀접하게연관되어있다. 더불어, 얼마나창의적인부가서비스를개발하느냐와이에대한소비자선호도, 충성도가어떤가에따라서스마트그리드산업의전체모습도상당부분영향을받을것이다. 스마트그리드와연관된부가서비스상품개발은소비자패턴및정책결정과삼각관계를이루는변수요인이될것이다. 기존의전기사업뿐만아니라보안 / 통신등을포함한홈 / 빌딩 / 공장네트워크관리, 수도 / 가스 / 전기 / 석유 / 석탄등전체에너지통합관리등연관부가서비스개발에따라서신규시장이도출되고, 이는연관요소기술의확산에직접적인영향을미칠수있다. 마지막으로기술적진보이다. 스마트그리드시장이열리고이에대응하는세계각국정부와민간기업의집중적인기술개발투자의결과로써전기자동차나태양전지등모든분야에서혁신적인기술개발이될것은자명한일이다. 하지만, 분야에따라서는혁신적인기술개발의성공여부가스마트그리드의확산에결정적인영향을미칠수도있다. 신재생에너지원의증대는필연적으로전력저장기술을요구하는데, 소용량의전기품질개선범위를넘어서는대용량의에너지저장기술의개발이완벽하게성공할것인가는현재로서는단언할수없는실정이다. 7) 미래사회에서비단전력산업뿐만아니라컴퓨터, 핸드폰등제반분야에서에너지저장장치의중요성은명확하며, 태양전지나대형풍력발전기등관련기술의개발정도에따라서스마트그리드의전체모습도달라질것으로예상된다. 7) 현재전기품질개선을위한단시간, 소용량의에너지저장장치는다양한제품이있으나, 실질적인장시간, 대용량의에너지저장장치는미래개발품목이다. 신재생에너지원의증가와대용량화는필연적으로대용량에너지저장장치를필요로한다. 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 13

36 스마트그리드의확산에가장큰요인은당연히소비자를만족시킬수있는서비스를개발하여제공할수있느냐는점이다. 이는핸드폰과인터넷이일상생활에서시간과공간적인제약을뛰어넘는정보유통의혁명적인서비스를소비자에게제공했기때문에현재와같은그리고미래의지속적인신산업으로자리매김한것에서시사점을얻을수있다. 전기자동차충전인프라나실시간에너지요금 / 수요반응 (Demand Response) 및기타소비자가만족할수있는부가서비스의개발이가장중요한요소임은자명한일이다. 현시점에서스마트그리드요소기술의확산전망, 시장침투범위나속도등을정확히예측한다는것은불가능하지만, 대략적인시장진입의가능성과상대적인비교를하면다음과같다. 우선적으로스마트센서와사이버보안기술이보급되며, 관련산업분야의시장이새로이창출될것이다. 스마트그리드의인프라에해당하는 AMI(Advanced Metering Infra) 를비롯한다양한종류의스마트센서는수용가와전력시스템의각부위에설치될것이다. 이는스마트그리드가지향하는고품질의시스템제어와효율향상을위한것이므로여타요소기술에비하여우선적인투자가필요하기때문이다. 더불어스마트센서가측정하는각종데이터를비롯한전력시스템전반에대한사이버보안기술이필수적으로요구된다. 사이버보안기술은비단스마트그리드뿐만아니라지능화, 네트워크화되어가는사회전반시스템에공통적으로요구되는기반기술이다. 다음으로지능형전력망을비롯한스마트그리드 5대분야의세부기술들은정부의정책적지원과시장에서의경쟁을통한기술개발속도에따라서확산속도가결정되고, 시장범위가확대될것이다. 현단계에서미래의녹색성장기조를 14

37 바탕으로할때스마트그리드의점진적이면서도분야에따라서는급속한시장확대는필연적이지만, 세부기술별로내용상상당한차이가나타날것이다. 이는주로정부정책과소비자선호도및기술개발진척에따른차이를의미한다. 현단계에서스마트그리드 5대분야별로요소기술의확산속도를정성적으로판단하면아래와같다. 첫째, 지능형전력망관련기술은 WAMS/WACS(Wide Area Measurement System/Control System), 디지털변전소, 초전도기기와같이기존의 R&D 진행속도에맞추어개발되는신기술이점진적으로전력시스템으로도입될것이다. 이러한지능형전력망관련기술은기존전력계통에서활용되는기술의진보관점이므로전기자동차와같이새롭게창출되어지는여타분야에비해서는확산속도가빠를것으로예상된다. 둘째, EMS/BMS/FMS 8), 수요반응과같은지능형소비자관련기술은에너지효율화, 친환경녹색성장기조에따라서전폭적인정부의정책적지원을받을것이며, 그결과상당히빠른속도로확산될것이다. 지능형소비자관련기술의확산속도는전기요금이나정부규제에크게영향을받을것이며, 수요성장률이나전기요금인상률등향후에너지산업의움직임에도크게좌우될것으로판단된다. 셋째, 전기자동차는 CO 2 저감을위한필수불가결한선택이지만충전소설치와같은인프라구축과더불어, 운행속도와장거리수송능력등기존의석유경제를한꺼번에대체하기에는곤란한측면이크다. 따라서점진적인대체가전망되며, 기관에따라서시장점유비율에큰차이가날것이다. 시장침투율관점에서보면다른스마트그리드관련기술보다 8) 에너지관리시스템의일원으로서 EMS(Energy Management System) 는계통전체를관할하므로소비자라기보다는계통운영자의관점, 빌딩 (BMS) 이나공장에너지관리시스템 (FMS) 은수용가측면에서에너지효율화를추구할것이다. 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 15

38 는점진적일것으로판단된다. 넷째, 분산전원과전력저장기술등지능형신재생분야는시대적조류로서정부지원과민간업체의진입경쟁등다양한측면에서가장활발하게확산될수있는분야로판단된다. 다만, 신재생에너지원의증가에따른계통운영의어려움과전기품질저하문제및별도의화력예비력을확보해야하는문제때문에일정수준이상의시장침투이후에는포화될가능성도높다. 이를극복하기위해서는대용량에너지저장장치의개발에박차를가해야하며더불어신재생에너지원의증가에따른계통운영을원활히하기위한계통보호기술등지능형전력망을확충해야할것이다. 다섯째, 전력시장등지능형서비스기술은계통운영의안정성은물론이고모든시장참여자의이해관계와직결되는기술로서 ICT기술의발전과더불어신기술이도입될것이다. 전체적으로타분야에비해주변여건의영향을적게받으며, 단계적이고독립적인확산발전을하게될것으로예상된다. 통상적으로신기술의기술개발측면에서초창기에는기술이시장을개척하는측면도있지만, 그단계를지나면기술이시장을따라가는패턴이일반적이다. 특히인프라산업이면서도신기술인스마트그리드에서는이러한경향이더클것으로예상되는데, 이는역설적으로시장의발전과성숙과정에서정부의역할이그만큼중요하다는것을의미한다. 과거공급자인독점전기사업자의의사결정이결정적이었다면미래에는시장에서수요자의힘에의해결정된사안이공급자의투자와경영행태에큰영향을미칠것이다. 스마트그리드의확산에따라서나타날주요시사점은시장참여자의이해관계부각, 스마트그리드활성화와시장 16

39 조정자로서의정부의역할및기술개발과시장창출의선도자로서기업의역할로대별할수있다. 스마트그리드의추진에따라시장참여자간의이해관계가첨예해지는데, 전력사업자와통신사업자의경쟁, 한전과민간전기사업자 ( 예를들면 IPP, 구역전기사업자등 ) 의이해관계를들수있다. 전기사업자와통신사업자는각자자신들의시장으로생각하며시장선점을위한최선의노력을할것이다. 더불어한전과민간사업자의이해관계에따른다양한사안에서충돌을예상할수있다. 이러한관점에서정부의역할은더욱중요해지며, 스마트그리드활성화와시장조정자로서의역할과더불어기술개발의모태역할및전기요금체계보완등정책적측면의지원이따라야할것으로판단된다. 정부의적극적역할에따라서스마트그리드산업의미래가가장크게영향을받을것이며민간기업의적극적인참여와시장개척규모가달라질것이다. 3. 스마트그리드하의사업기회 전력산업의혁신적인변화는기후변화대응의중요성이커짐에따라불가피하고, 이에따라투자의조건과고려사항도새로운방향에서검토할필요성이커지고있다. 그동안투자측면에서별로큰관심을끌지못했던새로운기술분야가부상하고있는가운데, 특히청정기술과스마트그리드부문이핵심분야로꼽히고있다. 또한 2009년 7월이탈리아에서열린기후변화주요국정상회의 (MEF) 에서이탈리아와함께스마트그리드개발선도국가로선정되었으며 2030년까지세계최초국가단위의 스마트그리드구축 을목표로 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 17

40 제주도를실증단지로선정하여스마트그리드에대한안전성 내구성등을시험하고있다. KEPCO도스마트그리드를향후핵심신성장동력중하나로선정하고관련기술개발과사업화전략마련을위해노력하고있으며관련기업들의스마트그리드부문에대한투자가지속적으로늘고있는상황이다. 전세계인프라시장의미래에대한대표적인보고서인 Booz Allen Hamilton의 2008년보고서에의하면, 도시하수, 교통, 전기시스템의현대화에들어갈비용은향후 25년간전세계적으로 41조달러로추산된다. OECD는향후 20년간기반시설에대한보수비용이세계적으로연간 1조 8,000억달러이상이되리라예측하고있다. 이두가지예측에서공통적으로전력망의현대화, 곧스마트그리드가최우선순위의사업으로올라있다. 스마트그리드보급의확산을위한전력사업자들의투자는이제전세계적인현상이되었다. 이외에도제도적, 기술적, 재정적, 정책적차원의지원이이미시작되고있으며전력사업자, 제조업자, 벤처캐피탈, 금융회사, 송배전설비업체, 정부조직등각이해당사자의상호협력이이루어지고있다. 이처럼전력산업분야의대규모투자가진행되면앞으로전력시장과전력서비스부문에서유례가없는엄청난변화를실현하는새로운기술과솔루션이등장하게될것이다. 대표적으로전력저장장치의이용확대와분산발전의확산을들수있다. 머지않아전력망에는전력저장장치가본격적으로설치되어운용될것이며, 저장장치는전력망의핵심부분을차지하게될것이다. 특히, 스마트그리드에서전력저장장치는재생에너지의사용을원활하게하는 18

41 핵심기반요소가된다. 풍력, 태양에너지등재생가능에너지는하루 24시간지속되는것이아니라간헐적으로작동하는에너지자원이기때문에화석연료의진정한대안이되기위해서는전기의저장으로경제적효율성을갖추는것이전제조건이다. 가장전형적인사례로서 V2G(Vehicle to Grid) 와같이전기자동차에장착된수만개의소형배터리들이콘센트에연결되어전력을저장하고필요할때전력망으로전송할수있는시스템이구축될것이다. 한편세계적으로전력산업체계는대규모중앙집중형전력생산시스템으로부터중간급및소규모개별발전시스템으로이전하고있다. 현재소규모발전은전세계전력에너지의 1/6을차지하는수준에이르렀다. 그리고 2005년에추가된전력공급원의 1/3에달한다. 9) 우리나라의경우, 2015년이후국내분산발전누적규모는 5,780MW가되어총발전량중 6.1% 를차지할것으로보인다. 아울러전세계적으로분산형발전은연간 8.86% 의성장률을보이면서 2020년에는세계발전량이최저 681GW에서최고 1,310GW로성장할전망이다 10). 특히아시아를비롯한개발도상국을중심으로분산형발전은계속증가할것으로보이며, 11) 이와관련한시장규모도급팽창하여 2030년에는 800조원이넘을것으로전망되고있다. 그러므로분산발전확대추세는투자자들이관심을두어야할최신사업모델이자사업기회이다. 이미북미대륙의관심은열광적이라할정도이다. 아무래도많은인구가전력부족현상을겪고있는인도등의지역보다는북미지역에서대규모의분산발전및마이크로그리드 9) Amory Lovins 10) WADE, ) IEA, 2004 제 Ⅱ 장새로운전력산업환경과사업기회 19

42 시장이형성될것으로전망된다. 한편미래의전력산업은전력망을제어하는기능을갖춘새로운시스템을요구하며기술적혁신이빠르게진행될것이다. 이러한요구를정확히파악하고발전시켜나가지않고서는경쟁력을확보할수가없을것이다. 실상이미대부분의전력사업자들은신규기술도입에대한투자를늘리고, ICT기업들과의제휴를추진하는등사업환경의변화에대해적극적으로대응하고있다. 신규기술도입에대한투자를늘려가고있으며, 연관기업과의제휴를통해시너지효과를높이고자노력하고있다. 그결과로전력산업의환경변화에따라전통적비즈니스모델을탈피한다양한신사업들을펼치게될것이다. 12) 12) 스마트그리드가도입되면첫째, 기존에없던공급자와수요자간전력거래시장이형성되고수요자들도전기를생산, 이용, 판매할수있는프로슈머 (Prosumer) 로변모하면서관련시장이확대될것이다. 둘째, 전력요금정보를실시간관찰하는스마트미터와전력저장장치와같은관련장비시장이급성장할것이다. 셋째, 스마트가전의등장으로기존가전제품에에너지효율화하는이슈가부각되면서스마트가전이가전제품의경쟁력을위해반드시필요한제품이될것이다. 넷째, 전력제어솔루션이등장할것으로예상되며, 이는스마트미터에서생성된정보를가공하고, 전력제어및전력저장장치활용등종합적인에너지절감플랜을세우고실행하는솔루션으로활용될것이다.(SER 경영노트, 2010) 20

43 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 1. 해외스마트그리드추진현황 13) 스마트그리드세계시장전망을살펴보면 2009~2015년간연평균 20% 이상의지속적인고도성장을할것으로예상된다.(Pike Research, 2009) 스마트그리드의성격상인프라구축에따른초기투자비지출이급격하게증대되는점을반영하여 2013년까지의성장률은 35% 를초과할것으로전망된다. 아시아 / 태평양지역을중심으로스마트그리드시장이확대될것으로기대되지만, 2013년이후모든지역에서시장이정체되는모습을보일것이며특히아시아 / 태평양지역의성장저하로세계시장전반이다소위축되고있는형국이다. 이는각정부가스마트그리드구축초기단계에는강력한추진의지를반영하여보조금, 세제혜택등의인센티브를제공하다가지원정책이감축되면서나타나는현상이라고할수있다. Pike Research(2009) 에의하면 2015년까지스마트그리드에대한누적투자액은약 2,000억불규모로추산되며, 이가운데아시아 / 태평양지역 40%, 북미 29%, 유럽 20% 를각각차지한다. 한편스마트그리드분야별세계시장전망을 Pike Research(2009) 에서살펴보면송전망개선과 AMI 분야가성장을주도하는것으로나타나있다. 전망기간 (2009~2015년) 의분야별연평균성장률은송전망개선 (20.6%), 변전소자동화 (2.8%), 배전자동화 (30.7%), 전기차관리시스 13) 해외스마트그리드추진현황은기존의제 3 차국정과제세미나 ( 10.05) 발표자료를참조하여작성하였다. 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 21

44 템 (40.9%), 그리고 AMI(17.0%) 로제시되어있다. 여기에서전기자동차관련부문의성장률이매우높게나타나있지만세계시장의성장에기여하는바는비교적작은편이다. 이는현재전기자동차시장이초기형성단계로그규모가크지않기때문이다. 이하에서는주요국가별로스마트그리드추진동향을간략하게살펴보고자한다. 미국의 Xcel Energy는콜로라도주볼더시를대상으로스마트그리드시범사업을추진하고있다. 동사업에서컨소시엄협력사와더불어 Xcel Energy는 2만 5천개의새로운계량기를부착한 5만개의건물들에대해송배전, 5개변전소에대한전력망분석, 데이터수집기능의통합을목표로하고있다. Smart Grid City 사업은또한플러그인하이브리드자동차와 V2G 기술을결합하고, 신재생에너지원을스마트그리드에연계하는다양한사업을포함하고있다. 이러한사업을통해 Xcel은가정내스마트계량기를설치하고, 수요반응을제고하여수용가가보다효율적으로에너지를이용하도록만들고있다. 2009년미국은 100개프로젝트스마트그리드사업에정부예산등총 81억달러 ( 약 9조 5580억원 ) 에달하는클린에너지프로젝트를발표하였다. 총자금은최소 40만달러에서많게는 2억달러로나눠기업과전력회사, 제조업체등 100개기업과알래스카를제외한 49개주각지방자치단체등에지원될계획이다. 동프로젝트는수용가의전력사용정보를알려주는스마트계량기, 태양광발전같은발전원과배전망을연계시키기위한설비업그레이드, 그리고송전망설비개선등 3 개부문으로구분되어실시될예정이다. 특히미국가구의 13% 에이르는 1,800만가구에 3년이내에스마트계량기를교체, 설치하여각가정이전기에너지를효율적으로관리할수있도록하는데주안점을두고 22

45 있다. 이스마트그리드사업이미국전역의연간전력소비량가운데 4% 정도인 204억달러에해당하는에너지절감효과를가져다줄것으로전망된다. 네덜란드암스테르담시와전력회사인 Alliander는여러가지스마트그리드시범사업을시행하고있다. 암스테르담은 ASC( 암스테르담스마트시티 ) 프로젝트를 4가지그룹으로나누고있다. 지속가능한주거, 지속가능한일, 지속가능한시당국그리고지속가능한운송수단이그것이다. Geuzenveld의주택 728곳과 Ymere의주택 500곳은스마트미터와지속가능한주거를위한기술들이적용될것이고, 그리고 ITO 타워 ( 큰사무빌딩 ) 는지속가능한일을위한부분으로서다양한에너지절약기술들이설치될것이다. 모든도시내빌딩들에스마트미터가설치되어수용가의반응을살펴볼수있게된다. 그리고 100개의전기자동차충전소가도심에설치될예정이다 년내에암스테르담에서는 20개의관련프로젝트가진행될것이다. 이러한시범사업을통해스마트그리드와다른녹색기술들을기존의전력망에통합하기위한경제적인방안을찾고있다. 프랑스는이산화탄소배출감축목표를달성하기위해다양한시범사업을진행하고있다. 지능형전력망과신재생에너지원의통합, 스마트미터, 스마트빌딩, 전기차등네트워크환경의진화전망, 환경적, 사회적문제등을고려한새로운사업모델의시험등이이에해당한다. 이에따라프랑스는소위 Linky 라고불리는스마트미터프로젝트를시작했다. 2010년에 20만개의미터가도시지역 (Lyon) 에보급될것이고, 시골지역 (Tours 주변 ) 에 10만개가보급될것이다. 이프로젝트는고객의건물에있는 3천 5백만개의미터를교체하는전국적인보급 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 23

46 계획이포함된다. 그리고전력회사는배전망의성능을향상시키고, 수요관리를원활하게하는 AMI를기반으로한혁신적인스마트그리드를구상중이다. 이태리의전력회사인 ENEL Distribuzione SpA는 TELEGESTORE 프로젝트를도입했으며, 전체투자금액은약 25억리라에달한다. 동프로젝트는하드웨어와소프트웨어아키텍처의준비로 3,100만기계식미터를전자식스마트미터로교체하였고, 10,000개의배전변전소자동화를이루었으며, GIS 네트워크자산조사에기초한자산경영정책, 네트워크이벤트의데이터베이스 ( 정전통보, 고장검출등 ), 그리고위험분석에기반한네트워크투자의최적화를가져왔다. 이는이제까지시도된스마트그리드프로젝트가운데가장효율적인사업가운데하나라고할수있다. 일본은 2009년부터기술개발로드맵수립에착수하는한편 2009~2010년간 100억엔규모의기술개발을진행중이다. 특히신재생에너지이용의확대를위해전국 10개섬을대상으로실증사업을추진하고있다. 또한전력회사와수용가의에너지절약기술을연계하여스마트그리드의효율성을평가하기위해 1,000억엔규모의 5개년시범사업을기획하고있다. 이프로젝트는요코하마 ( 카나카와현 ), 기타큐슈 ( 후쿠오카현 ), 토요다 ( 아이치현 ), 케이하나 ( 교토, 오사카, 나라지역 ) 의 4개지역을대상으로각지역의특성을반영하여다양한스마트그리드기술에대한실증사업으로추진될예정이다. 요코하마의경우 4,000가구에스마트미터를설치하고소비자의소비행태를모니터링한다는것이다. 토요다의경우토요다자동차회사와지역회사들이소비절약및친환경자동차에대한시범사업을구상하고있다. 이중케이하나시범 24

47 사업은 1,000 개의가정에태양광을설치하여소비실태를조사하는것 이다. 마지막으로기타큐슈에서는일본제철회사와일부가정을대상으 로전력소비절약방안을모색하는프로젝트를마련하고있다. 14) 2. 제주실증단지추진현황 국내의스마트그리드실증단지는제주도구좌읍일대약 6천가구를대상으로추진중에있다. 제주실증단지는세계최대, 최첨단의스마트그리드실증단지를조기에구축하여관련기술의상용화및수출산업화를촉진하자는데그목적이있다. 이실증단지는스마트그리드인프라를구축하는기본단계 ( 09.12~ 11.5) 와관련기술을통합적으로운영하는확장단계 ( 11.6~ 13.5) 로구분하여추진중이다. 제주실증단지는스마트그리드국가로드맵에서제시되어있는 5개분야, 즉스마트전력망, 스마트전력시장, 스마트소비자, 스마트운송, 그리고스마트신재생에너지등의분야별로구분되어있다. 현재해당분야별로전력, 통신, 자동차, 가전등스마트그리드유관기업들로구성된 12개컨소시엄 (171개사 ) 이참여하고있다. 각컨소시엄에참여하고있는기업들을살펴보면다음과같다. 14) 특히일본은스마트그리드의실증사업을통해전기를포함하여난방및수송분야의에너지를종합적으로관리하는스마트커뮤니티 (smart community) 의구현으로나아가고있다. 이들 4 개도시는 2030 년까지이산화탄소배출을 40% 까지감축하려는목표를설정하고있다. 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 25

48 < 표 Ⅲ-1> 분야별컨소시엄참여기업 분야 주도기업 참여기업 예산 SK텔레콤 삼성전자, 일진전기등 29개사 KT 삼성SDS, 삼성물산등 14개사지능형정부 : 170억원 LG전자 LG파워콤, GS건설등 15개사소비자 (96개사) 민간 : 815억원대한전선, 누리텔레콤등한전 38개사 한전 삼성SDI, 롯데정보통신, LG텔레콤등 22개사 지능형 SK네트웍스, 르노삼성등정부 : 130억원 SK에너지운송 (43개사) 14개사민간 : 360억원 GS칼텍스 LG CNS, ABB 코리아등 7개사 남부발전, 효성, LS산전등한전지능형 16개사정부 : 110억원신재생에너지맥스컴, 아이셀시스템즈코리아현대중공업민간 : 314억원 (29개사) 등 6개사 포스콘 15) LG화학, 포스데이타등 7개사 지능형전력망 한전 - 정부 : 195억원민간 : 98억원 지능형한전, 정부 : 60억원 - 전력시장전력거래소민간 : 120억원 출처 : 스마트그리드국가로드맵, 지경부, 제주실증단지의효율적인추진을위해정부는민간의참여를적극유치하고자노력하고있다. 특히 685억원의정부예산을투입하여제주지역에스마트그리드기반을구축하고다양한민간사업자가참여하여국내형및해외형의전력거래및통합운영체제를테스트할수있도록환경을조성하고있다. 민간기업들도스마트그리드기술확보및시장선점효과를기대하면서실증단지사업에약 1,710억원의투자를계획하고있다. 그리하여제주실증단지에총 2,395억원규모의투자가예상된다. 15) 포스콘은 2010 년 1 월에포스데이타와통합하여포스코 ICT 로바뀌었다. 26

49 [ 그림 Ⅲ-1] 각컨소시엄별사업지구 제주실증단지사업은전술한대로 2013년까지 4개년에걸쳐 2단계로구분하여추진중이며, 현재제1단계기반구축단계의 2차년도가진행되고있다. 여기에서는실증사업제1차년도의성과와 2차년도의추진계획에대해분야별참여기업별로간략하게살펴보고자한다. 우선스마트소비자분야에참여하고있는 SK 컨소시엄의성과와계획을살펴보자. 제1차년도에 SK 컨소시엄은태양광중심의 Micro Grid 활용에대한실증기반을확보하려고 200여실증가구에태양광을구축하고있다. 또한실시간양방향통신 / 미터링 / 원격제어기능을지원하는 AMI 기기 (SM, DCU, GW 등 ) 를개발하였다. 한편실시간양방향전력시장에대응하여다양한서비스및 BM 검증을위한기반을마련하였다. 즉실증단지전력시장, 실증단지환경및컨소시엄의역량을감안 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 27

50 한서비스및 BM을개발하였다. 그리고부수적으로 4개제주토착기업에정부출연금 35.5% 를할당하여, 현지기업들의일자리창출에기여하였다. 제2차년도의주요추진계획으로는지속적인실증단지내홍보를통해가입자 1,000가구모집을진행하며, 20여개서비스를제공하고 BM을실증할예정이다. 또한 1,000세대를대상으로 AMI 인프라를구축하고태양광 200가구를설치할것이다. 통합운영센터 (TOC) 와연동하는에너지관리시스템을개발하고 AMI 기기보안적용, 신속한 AS 수행등의방안을강구한다는계획이다. KT 컨소시엄은 1차년도에 200가구대상에너지모니터링서비스제공및교육, KT운영센터의실질적인운영을통해일반소비자대상스마트그리드서비스의성공적인실증을완료하였다. 전력-통신융복합을통해스마트그리드선도기술개발에매진하고있다. 장치 ( 스마트박스 / 태그 ), 전력기기 ( 디지털전력량계 ), 통신 (FTTH), 시스템 (EMS), 그리고 App( 모니터링서비스 ) 을개발하여연동및테스트를수행하였다. KT스마트플레이스의아키텍처정립, AMI-HAN 연동을위한상호운용성확립, People-Technology-Process의보안체계수립을통해스마트그리드상호운용성및보안의기틀을마련하였다. 28

51 [ 그림 Ⅲ-2] KT 컨소시엄의스마트소비자기반구축개념도 출처 : KT 발표자료 한편 2차년도에 KT 컨소시엄은 1,000 가구대상에너지효율화서비스를실증하고, KT운영센터를통해 1일전요금제기반에너지관리플랫폼구축, 수요반응및부하관리솔루션적용및실증, TOC 연동운영설계및 WiBro 망구축등을추진할것이다. 또한태양광발전시스템개발및구축, 발전관리시스템개발, 가정용저장시스템구축및태양광발전원과의연계운영을시행할예정이다. 스마트미터보안솔루션적용과 KT운영센터보안솔루션구축을통해보안을강화하고상호운용성및표준화를위해 AMI-SUN 연동을실증할계획이다. 스마트소비자분야의또다른참여기업인 LG 컨소시엄의경우밀착형홍보를통해실증고객을목표보다초과확보하였으며, 스마트그리드환경체험기반을조기구축하여고객참여를유도하고있다. 또한모든실증참여가구에게광통신망을제공하고있다. 2차년도에는스마트미터링서비스를제공하며설비및시스템구축작업을확대할것이다. 특히스마트미터추가설치및보안기능탑재, Zigbee형스마트플러그설치, 스마트서버설치및 Zigbee HAN 확장, 스마트가전설치, 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 29

52 전력저장장치설치, 태양광발전추가설치, 소형풍력발전설치, 전기자동차충전장치설치, 마이크로그리드집단시설구축등이이에해당한다. 스마트통합플랫폼, 스마트 MDMS 시스템구축, 운영센터보안관제시스템구축을수행하고에너지케어서비스, 신전력거래서비스설계및개발, 스마트 EMS, DR/RTP 시스템등을개발할계획이다. 스마트소비자분야의한전컨소시엄은주민대표설명회, 마을별주민설명회를수차례개최하여주민들의사업에대한이해를증대하고, 주민들의자발적인참여를유도하여당초목표호수대비 100호상향된 570호모집을완료하였다. 35개참여기업이제안한다양한솔루션간의상호연동성을확보하기위하여표준화기반을구축하였다. 각참여사들의사업목표와이해관계가상충되는사안이많았으나, 참여사간의견조율과지속적인협의를통해가정내기기에 S.E profile 적용등상호연동성확보측면에서성과를거두고있다. 2차년도에도스마트미터, 모뎀, DCU 등스마트소비자기반설비를구축하고, 망연동및네트워크보안, 시스템보안체계구축등을추진할계획이다. 실시간요금제등수요반응요금제와연계하여소비자참여형 DR 자원관리서비스를설계하고, 300 가구에대해전기와수도를통합검침하는등통합 AMI 서비스구축및테스트를수행할예정이다. 다음은스마트운송분야로우선한전컨소시엄의 1차년도성과와 2 차년도추진계획을살펴보자. 전기자동차충전기간인터페이스표준화, 충전소운영알고리즘개발, 충전장치시제품개발및현대자동차와연동시험등충전장치인프라분야는당초예정대로진행중이다. 또한충전요금결제, 고객관리, 충전소실시간모니터링, 상황판등관련시스템개발및운영센터인테리어설계등이차질없이진행되고있다. 30

53 그리고제주실증단지충전인프라요구사항분석및대책계획수립, 전 기자동차전용내비게이션개발등을완료하였다. [ 그림 Ⅲ-3] 다양한충전설비 출처 : 한전 그리고한전컨소시엄은 2차년도에충전인프라구축완료및실증착수, 차량인증, 충전요금결제등일련의충전과정시연, 스마트운송운영센터구축및부가서비스시연을추진할예정이다. 현대자동차의전기자동차 30대를실증단지에배정하고 CT&T의근거리저속전기자동차 (NEV) 4대를조기구매하여실증을위한전기자동차를확보할계획이다. 또한원가절감형충전기를개발하고충전커넥터, 통신프로토콜, 충전케이블등충전시스템의국가표준화사업에적극참여할예정이다. SK 에너지컨소시엄은전기자동차개발및충전스탠드의설치를통해운영테스트를진행하고있다. 충전스테이션용급속충전기는설계 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 31

54 기안을완료하고, 2차년도내설비제작할계획이다. OBC는기존단방향에서양방향으로개발함으로써 V2G 사업수행의기반을마련하였다. 2차년도에는 1차년도실증사업수행시축적된 Data를활용하여기술개발및 EV-충전소-NOC간연결망확충으로전기자동차인프라사업확장을기대하고있다. 또한 8kWh급 12대, 16kWh급 13대분배터리팩성능개선및 BMS 통신 / 제어확립, 충전스탠드확대 (48대), 50kW급충전스테이션개발등관련기술개발을진행할예정이다. 급속충전기설치전영향도평가를통한성공적인운영을보장하고, 기존전력망의안정성을보장하기위해 V2G 서비스에대한시뮬레이션을수행할계획이다. 또한 1회충전으로 100km 주행거리를확보하는전기자동차개발을추진할것이다. GS칼텍스컨소시엄은 1차년도의사업목표를성공적으로완수하여다양한사업모델실증을위한기반을구축하였다. 2차년도에는스마트그리드관련회사들과의제휴를통해다양한융합사업모델을개발하려고한다. 특히 50kW급급속충전기와 7kW급완속충전기를제작하고충전인프라운영시스템및보안시스템구축, 과금및정산시스템구축등 ICT 기반운영시스템을구축할계획이다. 또한와이브로기반내비게이션개발, 위치기반실시간차량위치및상태정보개발, 스마트폰연동부가서비스개발등을추진하며, 전기자동차전용전력저장시스템에대한기술개발도지속적으로진행할예정이다. 다음은스마트신재생에너지분야로여기에참여한현대중공업컨소시엄은 1차년도에현장조사와모의평가를기반으로실증단지네트워크구성및각설비 ( 대용량에너지저장장치, 전력품질보상장치, PCS, EMS 등 ) 의기본설계를완료하였다. 또한스마트그리드전력시장입찰전략을 32

55 마련하였으며, EMS 구성및풍력발전예측시스템기본방안을수립하였다. 2차년도에는단위설비현장적용을위한최적설계및기반공사를실시하고, 스마트그리드제어 / 운전시나리오를도출할계획이다. 또한 ESS(Energy Storage System) 용배터리, PCS, 전력품질보상장치제작및성능평가와 EMS, ECC, 통신망설계및구축을추진할것이다. 포스코컨소시엄은 1차년도에풍력발전출력안정화와마이크로그리드망의효율적인운영을위한실증의기본적인자료조사와 2차년도시스템구축을위한 Basic Engineering 및 Basic Design 작업에집중하여사업목표를완수하였다. 또한스마트그리드관련표준화및보안체계구축을위한표준화세미나, 표준 / 보안 Working Group 활동에적극참여하여스마트그리드기술표준화에주력하였다. 2차년도에는신재생에너지출력안정화를위한운영시스템상세설계및구축, 신재생에너지이용률극대화를위한마이크로그리드용에너지관리시스템상세설계및구축을진행할계획이다. 신재생발전원이포함된마이크로그리드전력망운용특성과보호계전시스템의적정성을분석할것이다. BMS 알고리즘및하드웨어를설계하고, 배터리에너지저장시스템 (BESS, Battery Energy Storage System) 단위모듈설계및평가시스템구축, 스마트신재생에너지네트워크시스템도입및환경구축도계획하고있다. 16) 아래그림은포스코컨소시엄이구상하고있는스마트신재생에너지시스템의아키텍처이다. 포스코컨소시엄은대용량풍력발전을위한지능형출력안정화시스템구축및실증과도심, 도서지역, 산업용에적 16) 스마트신재생에너지분야의또다른참여기업인한전컨소시엄의경우에도 1 차년도는실증을위한기본설계, 2 차년도는기반시설구축등으로거의유사하게추진되고있으므로구체적인설명은생략하기로한다. 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 33

56 용가능한마이크로그리드운영플랫폼구축을실증사업의목표로삼고있다. 이를위해풍력, 태양광등다양한신재생에너지원과저장장치를연계하여마이크로그리드를구축하고, 이시스템의효율적인운영을도모한다는것이다. [ 그림 Ⅲ-4] 스마트신재생에너지시스템구조 출처 : 포스코 ICT 스마트전력시장분야의한전컨소시엄은 1차년도에통합운영센터기반시스템구축을위해 TOC-컨소시엄간데이터연계분석및세부속성을정의하였고, 실증단지내이종시스템간호환성확보를위해국제표준 CIM 기반데이터연동방안을수립하였다. 또한전력과 ICT 통합체계로의인프라전환에따른스마트그리드보안위험을제거하기위해 N/W구간, 시스템설치구간, 망간연계구간및사용자구간보안체계적용등의컨소시엄연계보안대책을수립하였다. 2차년도에는실증 34

57 단지가상시장규칙제정, 통합운영센터시장 / 계통운영시스템구축, 실증단지시장 / 계통모의운영, 신재생출력예측기법 / 시스템개발, 실증단지계통분야제반기술개발등을추진할계획이다. 또다른전력거래소컨소시엄은지난 1차년도에 1일전 / 실시간시장설계, 시장규칙개발을완료하고, 1일전 / 실시간시장운영의핵심인최적화발전계획프로그램개발을완료하였다. 또한실증단지운영의기반전산시스템인통합운영센터시장 / 계통운영시스템의기술규격을개발하였다. 통합운영센터구축을통해시장운영의핵심기능에해당하는입찰, 발전계획, 가격결정프로세스를구현하였다. 2차년도에는통신망과의통합플랫폼구축, 종합상황판구현, 보안관제센터구축, 고객서비스포털시스템구축, 실증단지실시간요금메뉴개발등을추진할계획이다. 3. 스마트그리드국가로드맵이후추진사항 스마트그리드국가로드맵 (2010년 1월 ) 이발표된이후스마트그리드기반구축을위해우선특별법제정을추진하고있으며, 이와더불어스마트미터디스플레이 (In-Home Display, IHD) 보급, 전기자동차충전인프라구축및전기자동차보급대책마련등의후속조치들이진행되고있다. 또한국제협력강화차원에서다양한활동이이어지고있다. 정부는스마트그리드정책, 기술, 표준협력을위한정부간고위협의체성격의스마트그리드국제협의체 (International Smart Grid Action Network, ISGAN) 구성을제안하였으며, 국내에 MEF IGSAN 사무국유치를희 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 35

58 망하고있다. 17) 가. 스마트그리드특별법제정추진 스마트그리드국가로드맵에담고있는비전및목표를원활하게달성하기위해 지능형전력망구축및이용촉진에관한법률 제정을추진하고있다. 법률제정의배경을살펴보면, 스마트그리드는유관산업간융 복합을특징으로하는데현행법제도는전력분야에만국한되어있기때문에효과적인사업추진이어렵다는것이다. 18) 이법률 ( 안 ) 은금년 7월에입법예고되었으며, 법제처의심사를거쳐 12월에국회통과를목표로삼고있다. 동법률 ( 안 ) 은제42장제32조로구성되어있는데, 주요내용은지능형전력망기본계획및시행계획의수립 시행, 지능형전력망구축및이용촉진기반조성, 지능형전력망실증단지및거점지구의조성, 지능형전력망추진체계구축, 지능형전력망정보의활용, 지능형전력망및정보보호, 상호운용성확보및침해행위금지등이다. 한편스마트그리드의조기구축및운용활성화를위해이법률 ( 안 ) 의일부조항에대한검토의견을다음과같이제안하고자한다. 우선지능형전력망기반조성 ( 법률안제7조 ) 에관한내용이다. 정부는법률안제7조제3항에서저탄소에너지이용환경의조기구현과전기에너지 17) 주요국포럼 (Major Economies Forum on Energy and Climate, MEF) 은청정에너지활용을통한온실가스감축을목표로한국, G8 등 17 개국으로구성된협의체이다. 18) 지경부의입법예고 ( ) 에나타나있는법률의제정취지는다음과같다. 우리나라는현재기업의자발적인참여에의존하여지능형전력망관련기술개발, 실증단지, 표준화등을추진하고있으나, 법 제도적안정성이부재하여사업의안정적 체계적추진에한계가있는상황이다. 또한, 현행법 제도는발전, 송 배전, 판매등전력분야만을규정하고있어, 전력 IT 등산업간융합인프라를구축하고, 융합산업을육성 촉진하기에는미흡한실정이다. 36

59 이용자의참여보장을위하여지능형전력망사업자및전기에너지이용자의설비또는기기의도입및교체등시기별, 단계별전환계획을수립시행하도록규정하고있다. 신규사업자의사업참여를유도하기위해관련기기의도입및교체등에관한구체적인일정을사전에제시하도록한것은바람직하다. 그러나동조문에서는관련사항을선언적으로만제시하고있다. 기존전기판매사업자가자사의계획에따라계량기교체사업을추진해나가면서이에대한정보를공개하지않으면, 신규사업자입장에서는지능형전력망시장에대한진입장벽으로작용할수있다. 또한이는신규사업자의지능형전력망관련사업의투자계획과중복될우려도있다. 따라서법률안제7조에서관련사항에대해좀더구체적인내용을포함시킬필요성이있다. 예를들면향후 5년이내의계량기교체일정및대상등을신규진입희망사업자가알수있도록공개하는등의보다강화된조치가필요하다. 둘째, 정부는법률안제7조제7항에서지능형전력망산업의활성화를위하여지능형전력망산업에관한민간투자를촉진할수있는환경을조성하고지능형전력망산업에관한규제를개선하도록규정하고있다. 지능형전력망산업을육성하기위해서민간투자를유인할수있는경쟁환경을조성하는것이필요하므로관련산업에대한규제를개선하는것은적절하다고판단된다. 그러나규제에대한구체적내용을제시하지않고있어정부가어떤점을개선해야할지판단하기어려울것이다. 따라서지능형전력망산업에관한규제를개선하도록해야한다는다소포괄적이며모호한내용의법률안제7조제7항을수정할필요가있다. 실시간요금제 (Real Time Pricing) 시행을포함한가격규제혹은판매사업허용등진입규제에대한보다구체적인내용을제 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 37

60 시하는것이적합하다고판단된다. 셋째, 지능형전력망구축비용의지원에대한법률안제9조제3항은지능형전력망사업자의투자비회수와관련하여지능형전력망정책심의위원회의심의를거쳐해당사업자의제품또는서비스의원가에반영할수있도록한다는것이다. 지능형전력망구축에대한투자비회수를보다용이하게하여신규사업자의진입을장려하려는제정취지는적절하지만, 우선지능형전력망정책심의위원회의심의만으로처리하는것은타당하지않다. 지능형전력망사업자의하나인전력판매사업자가자신의요금에구축비용을반영하려고하면이는반드시전기위원회의심의를거쳐야하는내용이므로이에대한수정이필요하다. 또다른문제점은지능형전력망정책심의위원회의심의사항을열거한법률안제 21조 2항에이내용이포함되어있지않다는점이다. 따라서신규사업자의투자비회수를용이하게하는것도중요하지만소비자보호차원에서원가에반영하려는내용에대해전기위원회의충분한검토가필요하다. 그러므로해당사항은전기위원회의심의사항임을밝히면서법률안제21조에서지능형전력망정책심의위원의심의사항에도포함시키는것이적절하다고판단된다. 넷째, 법률안제9조는지능형전력망구축비용에대한지원방안을담고있으며, 법률안제11조는지능형전력망산업의육성을위한세제지원등의방안을제시하고있다. 지능형전력망의구축비용지원과지능형전력망산업육성지원으로두조문이규정하고있는지원의성격이다르다는점은인정되지만그지원내용이중복적으로제시되어있다. 즉법률안제9조 1항은법률안제11조 2항과유사하며, 법률안제9조 2항은법률안제11조 1항과거의동일하게서술되어있다. 따라서법 38

61 률안제9조와제11조의두조문을통합하여지원내용을제시하는것이적절하다고판단된다. 다섯째, 지능형전력망산업진흥원의업무 ( 법률안제22조 ) 에대한검토의견이다. 지능형전력망의구축및이용을촉진하기위한사업을효율적으로추진하고지능형전력망관련정책의개발을지원하기위하여지능형전력망산업진흥원을설립하도록명문화되어있다. 지능형전력망관련정책의개발지원은지능형전력망산업진흥원의설립취지가운데하나이며, 이를위해동법제22조 3항에서진흥원의구체적인업무를나열하고있는데이가운데지능형전력망관련정책의개발을지원하기위한업무가포함되어있지않다는점이다. 특히국내지능형전력망은구축초기단계인점을고려하면기술개발이외의정책조율, 제도정비등과관련한연구개발업무가종합적으로수행될필요가있다. 따라서지능형전력망관련정책의개발을위한지원을위해진흥원의업무를구체적으로제시할필요가있으므로동법제22조제3항에 지능형전력망관련연구개발및정책수립지원 업무를첨가하는것이적절하다. 여섯째, 지능형전력망정보의제공및활용등에대한법률안제27조에따르면, 지능형전력망사업자는지능형전력망의효율적구축및운영과지능형전력망서비스의원활한제공을위하여필요한경우다른지능형전력망사업자에대하여정보의제공및공동활용을요청할수있도록되어있다. 수용가의정보에대한접근및해당정보의공유기반을마련하는것이지능형전력망의구축및운영에있어무엇보다중요한요소이다. 하지만지능형전력망의보안과사생활침해문제와지능형전력망의효율적인이용이라는두가지대립되는요소로인해정 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 39

62 보의공동활용이용이하지않을것으로예상된다. 법률안제27조제2 항에서정당한사유가있는경우를제외하고성실히협조해야한다고되어있지만정당한사유가모호하여공동할용요청을받은지능형전력망사업자가성실하게협조하지않을소지가많다는것이다. 결국지능형전력망을이용한관련서비스사업의확대를위하여정보의공동활용도를제고해야한다는점과전력망의보안과개인정보보호차원에서공동활용을제한해야한다는두가지관점을적절하게조정하여스마트그리드사업이발전할수있도록해야할것이다. 마지막으로, 법률안제28조에의거하여지식경제부장관은지능형전력망의보호및안전한관리를위하여필요한경우대통령령으로정하는바에따라지능형전력망보안관제센터를둘수있다. 스마트계량기를통한침입, 전력망에대한외부교란등스마트그리드에대한안전을위협하는위험수준이점차고조되고있음을감안할때이를전체적으로통제할수있는보안관제센터가필요하다. 지능형전력망의보호에대한보다구체적인내용을동법안에서보완하거나동센터의지정으로강력한외부장치를마련할수있을것이다. 보안관제센터의중요성을감안할때동센터의지정및설립에대한구체적인내용이전혀나타나있지않으므로, 이에대한보다자세한내용을포함할필요가있다. 나. IHD 보급사업 수요자반응을유도하는최적의에너지절감시스템을구현하기위해소비자에게 IHD를보급하는것이중요하므로스마트그리드구축초기에정부의지원으로보급사업을추진하고있다. IHD 보급사업을통해소비자의에너지소비패턴을파악하고에너지소비방식의변화를유도 40

63 하는등가시적인에너지절약을유도하는것이중요하다. 또한기존 AMR 시스템과의연계에따른안정성및확장성을확보하고, 향후 AMI 시스템과의연동성을확보하도록사업이진행되어야한다. 이보급사업은 2010년에 20,000 가구를대상으로수행하되, 공동주택과개별주택그리고수도권과지방에서보급사업이조화롭게이루어지도록추진하고있다. [ 그림 Ⅲ-5] IHD 보급개념도 1 IHD 2 Zigbee SE1.0 모듈 3 안테나 4 계량기 6 원격검침모듈출처 : 스마트미터디스플레이보급사업, LS 산전 다. 전기자동차보급및충전인프라구축 국산소형전기자동차블루온 (Blue-on) 의출시와함께국내전기자동차개발및보급에대한지원정책이발표되었다 ( 지경부, 10.9). 그동안저속전기자동차의운행에대한대책을마련하는데주안을두었던정책이본격적인고속전기자동차의출시로새로운전기를맞이하게 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 41

64 된것이다. 소형차개발로축적된기술을중형전기차개발로확대하여기존 2017년에완료할예정이었던중형전기자양산계획을 3년단축하여 2014년에양산한다는것이다. 또한전기자동차전용주차장확보의어려움과너무긴충전시간등을감안하여배터리교체형전기자동차개발의타당성과경제성에대해 2011년상반기까지분석을시행하고, 타당성이인정되는경우 2012년부터개발을추진할예정이다. 정부의전망에따르면 2015년국내소형차시장의 10%, 2020년국내승용차시장의 20% 를전기자동차로대체하며, 2020년까지총 100만대의전기자동차를보급한다는것이다. 현대자동차는 2011년부터블루온의본격적인양산채비를갖추고시범생산을시작하여 2012년말까지총 2,500대를보급할계획이다. [ 그림 Ⅲ-6] 현대자동차블루온 출처 : 현대자동차 정부의전기자동차보급을위한주요지원대책을살펴보면우선구 매보조금의지급을들수있다. 공공기관의전기자동차구매를촉진하 기위해동급가솔린자동차와의가격차액의 50% 를 2,000 만원한도 42

65 내에서보조금을지급한다는것이다. 또한시장여건을고려하여자동차의취 / 등록과운행단계에서세제혜택을부여하고혼잡통행료와공영주차장요금감면등운전자의편익을제고할것이다. 공공기관의친환경차의무구매비율을현행 20% 에서 2011년 30%, 2013년 50% 로단계적으로상향조정할것이다. 한편자동차제작사의친환경차판매비율은 6.6% 에서 7.5% 로상향한다는것이다. 전기자동차보급에대한지원과더불어전기자동차충전인프라구축을위한지원도시행하게된다. 정부는 2020년까지공공시설, 대형마트, 주차장등에충전기 220만대를설치한다는계획이다. 이를위해 2012년까지환승주차장, 간선도로및공공주차장등에국가및지자체가설치하는충전시설에대해지원할예정이다. 그리고 2013년이후민간이설치하는충전시설에대해서도다양한지원방안을강구한다. 한편전기자동차충전인프라구축방안에대한검토보고서가발간되었다 ( 10.8). 정부, 학계, 연구기관, 제주실증단지참여업체등을대상으로 전기자동차충전인프라 TF" 를법제도, 보급, 표준화의 3개분야별로구성하여해당주제에대한검토를수행하였다. 스마트그리드사업단에서주관하여관련내용에대한검토를거쳐최종보고서의초안을작성하게된것이다. 이보고서의주요내용은충전사업자인허가, 충전요금제, 충전소시설기준및안전기준, 인센티브제공방안, 충전인프라구축에따른기대효과, 예상소요비용등이다. 제 Ⅲ 장국내외스마트그리드추진현황 43

66 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 19) 1. 스마트그리드계층구조와주요애플리케이션 가. 스마트그리드계층구조 스마트그리드는전력산업과 ICT산업의융합체로크게전력계층, 통신계층, 애플리케이션계층으로구분할수있다. 전력계층은발전에서송전, 변전, 배전을거쳐수용가에이르는물리적전력기반설비를의미하고, 스마트그리드에서는주로송ㆍ변ㆍ배전망의업그레이드를논하고있다. 통신계층은전력수급주체간, 전력장치들간정보를교환할수있게하는인프라를의미하며 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network), FAN(Field Area Network)/AMI(Advanced Metering Infrastructure), HAN(Home Area Network) 등이존재한다. 애플리케이션계층은스마트그리드상에서구동될수있는서비스영역의단계를의미한다. 애플리케이션계층에는전력망최적화, 수요반응, AMI, 분산발전, 전력저장, 전기자동차, 에너지관리시스템과같은다양한애플리케이션들이존재한다. 기술의발전과사회적수요에따라이러한애플리케이션들은향후더욱증가할것으로예상되고있다. 요컨대그동안통신산업에서네트워크가빠른속도로발전해왔지만앞 19) 이장은 [ 박찬국, 미국스마트그리드시장현주소와도전과제, 에너지산업분석, 에너지경제연구원, , pp.16-42] 를인용, 보완, 수정하여정리하였다. 44

67 으로통신시장의판도를변화시키고혁신을이끌어낼수있는부문은 물리적네트워크보다는애플리케이션영역이핵심이될가능성이높은 것처럼전력시장에서도애플리케이션의가치가빠르게부각될것이다. [ 그림 Ⅳ-1] 스마트그리드의계층구조 자료 : GTM Research, 위그림에서는전력계층과통신계층위에서다양한애플리케이션이구성되어있다. 현재많은사람들은스마트그리드의킬러애플리케이션이무엇이될것인지에대해궁금해하고있다. GTM Research (2009) 는각각의스마트그리드애플리케이션에있어이미새로운산업이부상하고있다는점을근거로애플리케이션각각이킬러애플리케이션으로얼마든지부상할수있을것이라고예측하고있다. 또한, 애플의아이폰을위한다양한애플리케이션이존재하는것과마찬가지로, 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 45

68 스마트그리드라는새로운기술과플랫폼위에얼마든지새로운애플리 케이션이개발되어확산될수있게될것으로전망된다. 나. 스마트그리드주요애플리케이션 1) AMI(Advanced Metering Infrastructure) AMI(Advanced Metering Infrastructure) 는전력사업자와소비자간양방향통신이가능하게하는기능을갖추는것뿐만아니라전력사업자가유용한애플리케이션을구동할수있게해주는애플리케이션계층으로서의역할도수행한다. 따라서전력사업자들은 AMI를기반으로다양한비즈니스모델들을창출해낼수있게된다. 예컨대잘갖춰진계량인프라가존재한다면수요반응이라든지분산발전원의통합이효과적으로이루어지게된다. AMI 애플리케이션자체만놓고보더라도전력회사가계량기의정보를확인하기위해검침원을현장에내보내지않고도원격검침이가능하게한다는점에서, 非노동집약적이고비용효과적이라는장점을가진다. AMI는스마트그리드혁명을가능하게해주는핵심기반이기때문에현재신규회사및대기업들모두시장수요를기대하며 AMI 애플리케이션개발을확대하고있다. 국가차원에서도양방향통신이가능하고, 전력소비량을실시간으로알수있게하는스마트미터구축을의무화하고있다. 46

69 2) 수요반응 수요반응이란최대전력수요를줄이고시스템의긴급상황발생을피하기위하여요금및인센티브수단을통해소비자의전력소비패턴을합리적으로변화시키는행위이다. 수요반응은보통사전에전력사업자와고객사이에전력부하를언제어떻게감축시키도록할것인지에대해상호계약을체결하는형태로이루어진다. 수요반응은최대전력수요기간에일반적으로최대가동되는가스화력발전소를대체할수있는저비용의수단이될수있다. Thomas Weisel Partners(2007) 에따르면수요반응을통해 1MW를생산하는효과를얻기위해서는약 24만달러가들어가는데가스화력발전소에서 1MW를생산하기위해서는약 40만달러가소요된다. 이에수요반응이가스화력발전소에비해 40% 비용절감효과가있다. 한편, 전력망에부하를줄이고, 최대전력수요기간에도도매전기요금을낮춤으로써, 수요반응은전력과잉지역에서전력부족지역으로도매전기판매를촉진한다. 이는전체전력망의신뢰성을향상시킨다 ( 박찬국, ). 현재에는고압수용가를중심으로수요반응프로그램이가동되고있고아직시장이아직초기단계에있지만, 일반가정에스마트미터보급확대로인해저압수용가측에서도앞으로빠르게성장할것으로예상된다. 3) 전력망최적화 전력망최적화는전력사업자와전력망운영자가송배전망에대한디 지털제어를할수있는방향으로전개되고있다. 디지털제어를통해 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 47

70 전력사업자는배전관리, 정전관리, 전력누수탐지, 자산관리, 부하관리, 전력망안정화등에서운영효율성을기대할수있다. 특히기존전력망에센서기술, 통신인프라, 정보기술이접목됨으로써전력망의실시간성능최적화가가능해지고전력망의신뢰성, 효율성및안전성이개선된다. 전력망운영자들은시스템전반을모니터링하고분석할수있게되면서좀더개선된상황파악능력을보유하게될것이다 ( 박찬국외, ). AMI의보급이최종소비자단의수많은기기들을에너지효율적으로제어할수있는기반환경을제공해준다면, 지능화된전력망에의한실시간명령과제어는전력망의전반적효율향상의측면에서직접적인편익을제공해줄것이다. 4) 분산발전 재생에너지가아무리친환경적인에너지원이라하더라도분산발전자원들을용이하게통합해주는스마트그리드없이는그효과를크게기대하기힘들다. 바람이나태양광을통한발전량은항상일정하지않기때문이다. 스마트그리드가전기에너지저장능력과방전옵션능력을갖춘장치와결합하면발전하는대로소비하는것이아니라과잉발전시에는과잉전력을저장하고, 과소발전시에는기존에저장된전력을이용함으로써재생에너지원의불규칙성을줄일수있다. 또한, 재생에너지원발전정보를실시간으로확인할수있게되면서어디에서어떤재생에너지원이얼마만큼의전기를생산하고있는지를파악하게되고궁극적으로전력계통운영의안정성을향상시킬수있게된다. 이처럼스마트그리드는자체의고도화된제어기술과통신기술을통해재생에 48

71 너지원을통한분산발전애플리케이션을일상생활속에서안정적으로 구현할수있도록해준다. 5) 에너지저장장치 풍력과태양광과같이출력이불규칙한재생에너지보급이확대되고있는가운데, 에너지저장장치를이용한전력공급안정화및이용효율화가추진되고있다. 이전에는전자제품용소형배터리에서수송용배터리에이르기까지이동형저장장치시장이빠르게확대되었다면, 신재생에너지보급이가속화되고있는현재전력망부문의고정형저장장치의가치가부상하고있다. Pike Research는 EGS(energy storage on the grid) 세계시장규모가 2010년 15억달러에서향후 10년후대략 350억달러로성장할것으로전망하고있다 (Pike Research, ). ESG 시장이현재초기단계이지만, 밝은미래전망을보이고있는것또한사실이다. 벤처캐피탈기업들이에너지저장부문에집중적인투자를하고있고, LG화학, 삼성SDI, Johnson Controls와같은대기업들의활동도활발해지고있다. 6) 플러그인하이브리드전기자동차 스마트그리드에서기대되는애플리케이션중하나가플러그인하이브리드전기자동차 (PHEV) 이다. PHEV 배터리는스마트그리드를통해재생에너지발전의잉여전력을저장하여, 전력수요가높아질때전력망으로배터리에저장된전력을송전하는 V2G(Vehicle to Grid) 로발전할수있다. 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 49

72 그러나최소 15년동안 V2G가실현되기어려울것이라는주장이제기되고있는데바로배터리수명문제때문이다. 전기자동차배터리팩은한정된충 방전사이클을갖고있는데, V2G는그가능한충 방전사이클회수를절반으로축소하여배터리수명을크게단축할수있다 (Motavalli, 2009). PHEV의보급은 2010년까지도획기적으로확대되지는않을전망이지만, 향후 3~5년간세계의모든자동차제조업체들이공격적으로판매경쟁을펼칠것으로보인다. PHEV 이용확대에있어두가지큰도전과제는 1 수백만대의 PHEV를첨두부하시기를피하면서무리없이충전할수있는지능형충전과 2 배터리충 방전사이클확대및배터리수명연장이다. 7) 첨단전력제어시스템 앞으로구축될 AMI의잠재력을최대한활용하기위해전력사업자는애플리케이션과시스템들이상호데이터를공유할수있는시스템을전사적으로구축할필요가있다. 스마트그리드의성공적실현은실시간현황파악과의사결정을돕는전사적차원의통합시스템구축여부에달려있다. 예를들어첨두부하축소를위해분산발전으로부터추가전력을보충하기전에수요반응프로그램으로첨두부하를축소하는것이보다경제적인지를고려해야한다. 한편, 일반소비자들이전기자동차를충전할때각가정의재생에너지원을통해만들어진전기를이용하여충전하도록하는것이경제성이있는지, 중앙발전소에서나오는전기로충전하게하는것이경제성이있는지를판단해야한다. 이러한의사결 50

73 정의합리성과신속성을위해서는보다발전된형태의전력망모니터 링ㆍ제어ㆍ최적화시스템이갖춰져야한다. 2. 스마트그리드계층구조별시장참여자 스마트그리드는발전, 송배전, 전력소비를최적화하고업그레이드하는것과관련한시장, 애플리케이션, 기술을아우르는매우포괄적인단어이다. 이에스마트그리드관련시장참여자에는방대한기업군이포함된다. 이장에서는앞서제시한물리적전력계층, 통신계층, 애플리케이션계층의틀을기반으로하여주요기업활동현황을살펴보고자한다. 다만, 모든기업활동을살펴보는대신각계층별주요국내외기업과사업현황을개괄적으로살펴보고, 스마트그리드시장참여자의현황에관한이해를돕고자한다. 전력계층에서는전력사업자를중심으로논할것이며, 통신계층에서는 FAN, 네트워킹중심의 AMI, HAN 관련시장참여자를다룰것이다. 그리고애플리케이션계층에서는스마트미터, 첨단제어시스템, 그리드최적화솔루션업체, 계량데이터관리 (MDM) 업체, 소프트웨어솔루션공급업체, 에너지관리시스템, 수요반응 (DR) 프로그램제공업체를다루고자한다. 가. 전력계층부문 전력계층에서는발전, 송전, 변전, 배전, 판매를담당하는전력사업 자와전력설비를공급하는전력설비사업자가핵심시장참여자에해당 한다. 국내에서는독점전력사업자인한국전력과전력설비사업자인 LS 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 51

74 산전, 효성등이이계층에해당한다. 전력계층부문에서대표적인사업자인한국전력은스마트그리드구축차원에서다양한형태의소비 공급원과연계가자유로운개방형전력망을구축하여새로운비즈니스모델의창출이가능한기반을조성하고있고, 전력망고장의사전예측및자동복구체제의구축을통해고품질 고신뢰성이확보된전력공급을목표로하고있다. 해외의전력사업자들도스마트그리드사업에적극적으로참여하는모습을보이고있다. 대표적으로미국 Xcel Energy는콜로라도주의볼더 (Boulder) 시에서 2009년 9월자사가스마트그리드시티 (Smart Grid City) 프로젝트를위한시스템개발사업을완료하였다고발표하였다. Xcel Energy는스마트그리드도시구축과정에서이룬성과를발표하면서완전자동화된변전소, 송배전시전력흐름정체구간우회가능, 20 개이상의애플리케이션활용, 95개신규인터페이스및 300번이상의시험운영등의성과를강조하였다. 2010년 9월현재 Xcel Energy 측은스마트그리드시티프로젝트하에서자사의 5개변전소중 4개를자동화하였고, 나머지 1개변전소는추후자동화된변전소의성능을비교 분석하기위하여그대로둔상태이다. 그리고 46,000개의전기계량기에연결되는브로드밴드전력선통신망을구축하였다. 이설치된전기계량기의약절반이양방향통신기능을갖춘스마트계량기이다. Pike Research( ) 는 2014년북미스마트그리드시장크기에서부문별로송전망업그레이드가 44%, 배전자동화가 24%, 수요반응이 11%, AMI(advanced metering infrastructure) 가 11%, 변전자동화가 8%, 전기자동차관리시스템이 2% 정도차지할것으로예측하였다 (Fehrenbacher, ). 즉, 송배전망및변전소업그레이드가스마트 52

75 그리드전체시장규모에서약 76% 를차지할만큼핵심사업에포함되 어있다. 송배전망및변전소업그레이드사업의주체는결국전력사업 자로서동사업은전력사업자들의핵심과제로추진되고있다. 나. 통신계층부문 1) FAN 및 AMI( 네트워킹중심 ) 사업자 스마트그리드사업추진과정에서전력회사와전력소비자간상호연결로역할을하는현장네트워크 (FAN) 와첨단계량인프라 (AMI) 구축이대체로큰주목을받았다. 미국의경우향후 5년간 4,000만대이상의스마트미터가설치될계획이어서 AMI/FAN 부문은이미상당부분성숙된시장으로변모하고있는중이다. 현재미국에서는다양한스마트그리드애플리케이션을연결하는네트워크로 RF 메시네트워크가지배적이지만, 이동통신네트워크와와이맥스 (Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMax) 가새로운강자로떠오르고있다. 이동통신네트워크를활용하는것에찬성하는이들은자체네트워크를설치하는것보다기존의네트워크를재활용함으로써비용절감및안정적인기술의장점을강조한다. 2009년 3월에미국최대통신기업 AT&T와스마트그리드기업 SmartSynch는이동통신네트워크를통해스마트미터를유틸리티와연결하는파트너십을체결하였다. 동파트너십은미국전력사업자인 Texas-New Mexico Power Co. 와계약을맺고 1만가구의양방향통신계량기를설치하는파일럿프로젝트를추진하고있다. 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 53

76 공공이동통신네트워크를활용하는것은스마트미터설치에현재까지주로사용되어왔던무선주파수메시시스템을대체하는것이다. 그동안상업및산업시설에서이동통신네트워크를활용해스마트미터를연결해온 SmartSynch와 AT&T는상기사업을통해최초로주거지역에서이동통신을이용한사업모델을제시하였다 (John, ). 한편, 스마트그리드네트워크로 WiMax의효용성이부각되고있다. 2009년 8월미국전력회사인 SDG&E(San Diego Gas & Electric) 는자사가경기부양펀드를받아스마트그리드무선네트워크를구축할계획인데, 그네트워크의 30% 를 WiMax로구축할것이라고언급한바있다. 미국전력회사 SCE(Southern California Edison) 또한 WiMax를자사의스마트그리드네트워크기술에포함시키는것을검토하고있다. 전력사업자들뿐만아니라, GE(General Electric), Intel, Grid Net과같은기업들이스마트미터에 WiMax를도입해야한다고강력하게주장하고있다. 스마트그리드에 WiMax를이용하는가장큰이유는높은대역폭때문이다. SDG&E는 WiMax가변전소와같은대형전력망자산에활용될수있다고말한다. 가령전력망의신뢰성을점검하고, 전압, 전류, 주파수등의정보를실시간으로수집하는위상기의수많은데이터를다루는데적절히활용될수있다는것이다. 또한 WiMax는이동하고있는직원들대상으로지도정보및비디오툴서비스를제공할수있으며, 설비모니터링에대한비디오서비스를제공할수있다. WiMax를스마트그리드에적용하고자하는또다른이유는 WiMax 가개방형표준에해당하기때문이다. WiMax 기술이어느정도궤도에오른다면 WiMax 장비의가격이급격하게하락할수있는잠재력을 54

77 안고있다 (Solomon, 2009). 국내의경우 mobile WiMax 기술에해당 되는와이브로 (WiBro) 가서비스되고있는현실 20) 에서스마트그리드 네트워크로서의활용가치를심층적으로분석해볼필요가있다. 2) 가정내통신망 (HAN) 공급업체 가정내통신망 (HAN) 은가정내의가전기기들이상호통신할수있게하는네트워크에해당한다. 현재추진되고있는대표적인사업모델은소비자가정에설치된스마트미터를 HAN 장치에연결시켜, 전력사업자가소비자로하여금각가정의에너지소비를지능적으로하게끔유도하거나직접부하를제어하는것이다 (Gohn, 2010). 시장조사전문기관인 ON World가 2009년 6월미국의 77개전력사업자를대상으로한설문조사에따르면, 설문대상기업의 21% 가모든스마트미터에 HAN 게이트웨이연계를계획하고있다 (ON World, 2009). 현재 HAN으로 ZigBee 기술이상대적으로많은관심을받고있지만, IP(Internet Protocol) 기반의사업자가동시장에참여함에따라 IP를기반으로하고있는 WiFi에대한관심이부상하고있고, ZigBee 역시 IP와연계를시도하고있다. ZigBee 기술분야에서선두주자인 Ember는 2008년 11월 28일무선제품, 서비스, 솔루션분야의유명회사인 CalAmp와팀을이뤄 ZigBee 와 IP 기반무선네트워크가자동화된검침, 피크에너지수요관리, 여러스마트그리드애플리케이션등에활용될수있도록협력하기로합 20) 국내통신사업자인 KT 는 2010 년 10 월 1 일부터서울및수도권에이어부산등 5 개광역시, 고속도로구간에서와이브로서비스에나섰고, 2011 년 3 월까지는 82 개 ( 통합시포함 ) 주요도시로서비스를확대할계획이다. 제 Ⅳ 장스마트그리드시장참여자구조 55

78 의하였다. ZigBee는저속전송속도를갖는홈오토메이션및데이터네트워크를위한표준기술이다. 버튼하나로하나의동작을잡아집안어느곳에서나전등제어및홈보안시스템 VCR on/off 등을할수있고, 인터넷을통한전화접속으로홈오토메이션을더욱편리하게이용하려는것에서부터출발한기술이다. 21) 다. 애플리케이션계층부문 1) 스마트미터, 첨단제어시스템및전력망최적화솔루션업체 스마트미터는에너지사용량을실시간으로계측해서통신망을통해계량정보를제공할수있는계량기를가리킨다 ( 국가로드맵실무분과위원회, 2010). 이에스마트미터는일단에너지사용정보를투명하게하기위한기초인프라의역할을담당한다. 직접적으로기존계량기업체에서진화하고있는스마트미터업체들은스마트그리드사업의 1차적수혜를받고있다. 이들은대체로이미계량기공급망을갖추고있고, 오래전부터전력사업자와협력하면서사업을펼쳐왔다. 그러나전력소비효율을제고하기위해서는스마트미터만으로큰의미가없다. 수용가의에너지사용을적정하게제어할수있는시스템을갖춰야하며, 전력망운영을최적화할수있는솔루션이필요하다. 첨단제어시스템과그리드최적화솔루션업체는전통적인전력기업을대상으로제품을공급해온업체 (utility vendors) 들의지원을받으면서발전해왔다. 그동안전력제어시스템은상호유기적통합성이부족하였기 21) 주파수대역은 2.4GHz, 868/915MHz 를사용하고, 모뎀방식은직접시퀀스확산스펙트럼 (DS-SS) 이며, 데이터전송속도는 20~250kbps 이다. 56