이지 Info! 에너지 상식사전 – 최신 트렌드이슈인 스마트그리드란 무엇인가?

이지 Info! 트렌드 이슈~ : Hot한 트렌드이슈를 알기 쉽게 설명해주는 에너지 상식사전

 지난 2월 21일 발표된 새 정부의 국정과제에는 ‘전국적 스마트그리드 기반 조기구축’이 포함되어 있습니다. 우리나라 스마트그리드의 시초는 2004년 「전력IT 추진위원회」로 그 역사를 거슬러 올라갈 수 있습니다. 「전력IT 추진위원회」는 2009년 지식경제부 산하에 한국 스마트그리드 사업단으로 이름을 바꿔 출범하면서 산학연 기관과 전문가들을 통하여 한국형 스마트그리드 기초기술을 개발해 왔습니다. 이번 포스팅에는 스마트그리드란 무엇이고 어떤 의미가 있는지 알아보겠습니다.

1. 스마트그리드란?

 스마트그리드(Smart Grid)는 기존 전력망에 정보통신기술을 접목하여 전력공급자와 소비자간에 실시간으로 정보를 교환하고 에너지 효율을 최적화하여 새로운 부가가치를 창출하는 차세대 전력망으로 정의할 수 있습니다. 우리나라의 경우 국가로드맵 ‘스마트그리드2030’을 수립하고 추진 중에 있는데요, 이로 인해 향후 기후변화 대응과 에너지 효율향상, 신 성장동력 창출을 기대하고 있습니다.

2. 스마트그리드 구성요소

 스마트그리드를 구현하기 위한 분야별 필수 구성요소로는 대용량 전력저장장치(ESS:Energy Storage System)와 흔히 전기차와 연계하여 대표되는 스마트한 교통수단(Smart Transportation), 전력효율을 최대화한 가전제품(Smart Appliance), 풍력과 태양열, Green Building에서 발생하는 신재생 에너지 저장(Energy Storage)등이 있습니다.

이러한 다양한 분야가 스마트그리드의 필수 구성요소인 이유는 스마트그리드 사업이 어느 한 분야만 집중적으로 투자하여 성취할 수 있는 사업이 아니기 때문입니다.

예를 들어 탄소배출을 줄이기 위해 에너지 효율화를 도모한다면 원자력, 연료전지 이외에도 풍력과 태양광 등 신재생 에너지원에서의 발전을 생각할 수 있습니다. 하지만 이러한 신재생 에너지는 공급의 불안정성을 내포하고 있어 대용량 에너지 저장장치가 필요하게 되고 소비자 차원에서도 화석연료보다 전기자동차를, 에너지 효율이 높은 가전제품을 사용하는 등 능동적이고 다양한 노력이 융합되어야만 가능합니다. 따라서 이런 것들을 모두 아우를 수 있는 종합적인 구상이 필요하고 그것을 실현하여 담아갈 수 있는 플랫폼이 필요한데 그것이 바로 스마트그리드인 것입니다.

3. 스마트그리드 추진동향

 각 국의 스마트그리드 관련 용어 및 정의, 구성요소는 다르지만 에너지 효율화와 친환경성, 지속 가능한 에너지원을 찾는 것은 전 세계가 공통적으로 추구하는 바일 것입니다. 미국과 캐나다, 유럽 국가에서 원격검침 및 시간대별 전력요금 부과를 위한 전자식 전력량계 보급 확대등의 노력을 기울이고 있으며 전기차에 대한 관심도 커져가고 있습니다.

특히 유럽 주요국가에서는 Smart Transportation의 한 분야인 전기차를 활성화 시키기 위한 노력을 전개하고 있습니다. 전기차를 회원제로 이용하는 파리의 ‘오토리브 전기차 쉐어링’ 사업은 매년 약 1,000대씩 증가하고 있고 총 80,000명의 회원을 유치하는 등 성공적으로 진행되고 있습니다.

아시아 국가는 일본에서 시간단위로 요금을 부과하는 카쉐어링에 전기차를 접목시킨 ‘전기차 쉐어링’ 사업을 추진 중이며 충전요금을 저렴하게 과금하는 등 정부차원에서 스마트그리드 사업을 적극적으로 추진 중 입니다. ’14년에는 민간업체인 도요타가 자국 내 카쉐어링 사업을 전국적으로 전개할 예정이어서 시장이 크게 성장할 것으로 예상됩니다.

최근 토요타는 하이브리드 차량과 전기차의 장점을 결합한 연비 61.0km( JC08모드 기준)의 프리우스 Plug in Hybrid를 국내 스마트그리드 제주 실증사업에 활용하기도 했습니다.

• 서울 도심에서 만나는 전기차 이야기, 프리우스 PHV 시승기 (자세히 보기)

4. 스마트그리드가 주는 변화

 스마트 그리드가 보급되면 어떤 점이 달라질까요?

첫째, 소비자와 발전자가 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화 할 수 있습니다. 전력공급자는 실시간으로 전력 소비량을 파악할 수 있고 이에 근거하여 전력 소비량이 제일 많을 때 제일 높은 비용을 차등으로 매길 수 있습니다. 전력 소비자 역시 이를 파악하여 요금이 비싼 시간대를 피하여 전기 사용시간과 사용량을 조절할 수 있습니다.

‘전력 사용 시간대를 옮기는 것이 전기 절약이나 에너지 효율과 무슨 상관이지?’ 하고 생각할 수 있겠지만 스마트그리드를 통하여 전력 사용이 집중되는 시간대를 분산시킨다면 연간 1조원의 투자비용을 감소할 수 있다고 합니다.

둘째, 스마트그리드는 신재생에너지와 기존 전력망 사이의 다리 역할을 할 것입니다. 최근 화석연료의 고갈과 녹색경제 이행이 화두가 되면서 신재생에너지 발전에 대한 관심이 매우 높아 졌습니다. 하지만 신재생에너지 발전이 대량생산화 되고 일반화되려면 꼭 해결해야 할 문제가 있습니다. 바로 공급의 불안정성을 극복하는 것이죠.

예를 들어 풍력 발전을 하고 있는 도중 바람이 갑자기 멈춘다면 전력 생산량은 바로 급락할 것입니다. 현재 에너지나 전기를 저장하는 것은 매우 어렵습니다. 때문에 기존 전력망으로는 갑작스런 공급량 급락에 따른 혼란이 나타날 가능성이 매우 높습니다. 신재생에너지에 대한 관심이 증가하면서 신재생에너지와 기존 전력망 사이의 안정적인 연결이 필수적인 과제로 떠올랐는데요, 스마트그리드의 실시간 지능형 전력망이 이를 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

이는 또한 정부가 목표로 삼고 있는 저탄소 녹색성장의 구체적 실천방안인 ‘그린카’와 ‘그린홈’등이 기존의 전력망에 연계될 수 있도록 하는 역할을 할 것입니다.

5. 제주 실증단지 의미

 제주에는 이러한 스마트그리드 관련 세계 최대, 최초의 스마트그리드 실증단지가 있습니다. 세계 최대, 최초라는 존재 자체가 의미뿐 아니라 미래가 아닌 현실로 다가온 스마트그리드의 세계를 국내외 관계자, 국민들을 대상으로 생생히 체험할 수 있는 환경을 제공할 수 있다는 점에서 그 의미를 찾을 수 있습니다.

현재까지 여러 스마트그리드 행사에 국내.외 정부 관계자 및 전문가 등 이 방문했으며, 특히 바텍스(Guido Bartels) 세계스마트그리드연합회(GSGF) 회장은 제주 실증단지 방문 후 ‘제주는 아름다움만으로도 다른 실증단지와 다를 뿐 아니라 전 세계 최대 규모에다 정부가 적극적으로 지원하고 있는 점도 매력적’ 이라며 ‘앞으로 글로벌 실증단지로의 성공이 기대된다’고 말한바 있습니다.

또한 실증단지 주간 행사의 주요 성과를 보면 ISGAN(스마트그리드 정부 협의체) 15개국과 IEA(국제에너지기구) 28개국, 세계 스마트그리드 연합회 7개국 등 해외 스마트그리드 주요인사들이 참석해 세계인의 이목을 제주로 쏠리게 했으며, 국내에선 한국 스마트그리드 협회, 산•학•연 전문가들에게 최적의 실증 테스트 베드를 제공하는 역할을 하고 있습니다.

• 충전인프라 현황: 충전소 18개, 충전기 46기 (급속 10, 완속 36(스쿠터용 4기 포함)
• EV (EV Ray 4대 구매 – EV 쉐어링 pilot test) NEV 2대(공항공사 1, 홍보관1), 개조 2대(모닝), PHV 8대

6. 스마트그리드 시장 전망

 스마트그리드 시장은 사업범위에 따라 전망기관별로 시장 규모가 다소 상이하나 시장조사기관인 Frost & Sullivan은 스마트그리드 시장이 2011년 289억 달러에서 2017년 1,252억 달러로 연평균 28% 성장할 것으로 전망했으며, 이에 다수 국가에서 2015년까지 실증사업을 완료하고 국가단위 스마트그리드 구축을 2017~2030년에 추진하면서 2017년 이후 시장이 빠르게 확대 될 것으로 예상하고 있습니다.

향후 6년간 스마트그리드 투자는 정부 정책이 구축된 미국, 프랑스, 독일, 한국, 일본에 집중 될 것으로 예상되며 국내에서는 효율적인 에너지 사용이 강조되면서 스마트그리드 투자 및 사업의 필요성이 더욱 강조 될 것으로 예상됩니다.

7. GS칼텍스의 스마트그리드

 우리나라 스마트그리드 5대 추진분야 중 Smart Transportaion은 전국 단위 전기자동차 충전 인프라 구축, V2G 및 ICT 서비스 시스템 구축이 포함되어 있습니다. 이 중 GS칼텍스는 2009년부터 전기자동차용 충전 인프라를 설치 운영하는 Smart Transportation 실증사업의 주관업체로 사업에 참여하고 있는데요.

제주도 무수천 주유소에 스마트그리드 운영센터를 구축하고, 전기자동차의 운영 및 신개념 전기충전 인프라를 구축함으로써 국가적인 스마트그리드 사업을 선재적으로 추진하고 있습니다. 또한 태양광, 연료전지, 대용량 전력저장장치를 연계하는 EMS시스템과 전력가격 및 수요에 따라 전력을 저장 또는 판매하는 V2G시스템 등을 구현하고 있습니다.