변화하는 전력수급 정책, 스마트그리드는 어떤 영향을 미칠까

 2017년 정권이 바뀐 이후로, 국가핵심산업 중 하나인 전력수급산업이 급격하게 변화하고 있다. 그 중심에는 신재생에너지가 있다. 신재생에너지는 자연에서 에너지를 얻어 발전하는 방식으로 주로 태양광발전, 풍력발전, 수력발전, 지열발전 등이 우리나라에서 발전 되고 있다. 하지만 신재생에너지는 치명적인 단점을 가지고 있다. 바로 자연에 의존하는 특성상 전력 공급이 불안정하다는 점이다. 하지만 이를 보완해줄 장치로써 ESS(Energy Storage System)와 이러한 에너지를 효과적으로 관리해주는 EMS(Energy Management System)가 존재한다. 아울러 이 모든 것을 합한 것이 스마트그리드(Smart Grid)이다. 그렇다면 스마트그리드는 정확히 어떤 개념인가?

 

 

스마트그리드란?

 스마트그리드(Smart Grid)는 기존의 전력망에 정보통신(ICT) 기술이 결합되어 에너지 효율은 최적화되고 보다 더 똑똑해진 지능형 전력망을 의미한다.

[그림 1. 스마트그리드의 기본개념 (EPRI)]

출처: 이티뉴스

 즉, 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간으로 정보를 상호 교환함으로써 에너지 효율을 최적화 할 수 있는 차세대 ‘지능형 전력망’을 의미한다. 발전소·송배전 시설과 전력소비자를 정보통신망으로 연결하여 양방향으로 공유하는 정보를 통해 전력시스템 전체가 하나의 유기체처럼 효율적으로 작동하는 것이 스마트그리드의 기본 개념이다.

 기존의 ‘발전→송전→배전→소비자’로 이루어지는 단방향 전력망에서는 전력수요량을 예상하여 한 가지 전력을 공급하는 방법밖에 없었다. 그렇지만 스마트그리드에서는 양방향의 정보교환을 통해 합리적인 에너지 소비를 유도하고, 고품질의 에너지 및 다양한 부가가치 서비스를 제공할 수 있게 된다. 에너지 저장장치와 스마트 미터기 뿐만 아니라 전기차 또한 기존의 단방향 전력망이 아니기 때문에, 이 또한 스마트그리드가 될 수 있다.

 또한 스마트그리드 기술은 전력산업 뿐만 아니라 전력, 통신, 자동차, 신재생에너지, 발전사업, 배터리, 반도체, 가전 등과 같이 많은 관련 산업들과 연관되어 있으며 이를 융·복합하여 구현하는 국가 차원의 인프라 구축사업으로써 차세대 성장동력으로 막대한 경제 유발효과를 기대할 수 있다.

 

 

현재 전력수급기본계획과 스마트그리드의 관계는?

 

 앞으로의 전력시장의 중심에는 신재생에너지의 상위개념인 ICT를 접목한 스마트그리드가 있을 것이라 예상할 수 있으며, 이들은 앞으로의 한국의 전력수급체계의 변화를 꿈꾸고 있다. 현재 우리나라의 전력수급기본계획에서 차용한 앞으로의 전력수급계획은 다음과 같다.

 제 7차 전력수급기본계획과 앞으로 발표될 제 8차 전력수급기본계획의 비교를 함으로써 어떤 것들이 변화하였는지 설명하였다. 우선, 제 7차 전력수급기본계획의 핵심은 크게 3가지로 나뉜다.

 

 

가. 안정적인 전력수급을 최우선 과제로 추진

[그래프 1. 에너지기본계획과 전력수급기본계획 상의 전력수요전망 비교]

출처: 환경운동연합

 

[표 1. 8차 전력수급기본계획의 최대전력 수요 전망]

출처: 한겨례신문

 그동안 「전력수요 과소예측→전력설비 확충억제→전력소비증가→전력수급위기」 이런 패턴을 반복하였기 때문에 이에 대한 대안으로써 석탄화력발전소와 원자력발전소를 추가로 증설하고 신재생에너지에 투자해왔다. 현재까지는  KDI(한국개발연구원)과 한국은행에서 제시한 한국의 GDP수치를 근거로 전력 수요를 예측해왔다. 하지만 4차 전력수급기본계획 이후의 전력수급계획은 다소 높은 전력수요량을 예측하기 시작했다. 하지만 예상과 다른 GDP의 감소로 전력수요전망 예측은 틀렸고, 전력을 공급하기 위해서 더 많은 발전소들이 지어졌다. 바로 한국은 제조업을 중심으로 GDP가 바뀌기 때문이다.

 하지만 국내 에너지 다소비 산업은 전반적으로 정체되거나 축소되고 있다. 그 예로, 한국 제강산업같은 경우 사상 최대의 마이너스 실적을 보였고, 선박회사와 해운회사가 구조조정에 들어갔다. 이를 통해 에너지다소비산업의 성장을 근거로 전망한 전력수요가 얼마나 현실적이지 않은지 확인할 수 있다. 다음의 표를 통해 잘못된 전력 수요 예측이 어느정도의 파급효과를 보여 주는지 확인할 수 있다.(8차)

 

[표 2. 전력수급기본계획 각 차수별 KDI와 한국은행의 경제 성장률 전망] 

출처:  5차~7차 전력수급기본계획, 한국은행 발표자료

[그래프 2. 7차 전력수급계획에 의거한  전력수요 예측과  GDP성장률 전망 그래프]

[그림 2. 올여름 전력수급 전망]

출처: 산업통상자원부

 이러한 결과로 수요전망측에서는 2030년 전력수요를 7차 계획보다 11.3GW낮은 101.9GW로 예측하였고, 여기에서 사용된 GDP도 변경된 계획의 GDP 전망을 반영하였다.(8차)

 

나. 에너지 신산업을 적극 활용한 전력 수요관리의 확대

 

 네가와트(수요자원 거래시장)을 활용한 시장 주도형 수요관리가 확대됨에 따라, ESS 및 EMS등 ICT기반의 에너지 신사업을 적극 활용하게 되었다. 또한 에너지 신사업 비즈니스 모델을 더욱 더 창출하기 위해 저탄소 전원믹스(Mix)를 강화하는 방안도 언급되고 있다. 또한 현재까지 장기적으로 가동되었던 석탄 화력의 비중을 축소하고, 원전비중 목표가 원전비중 목표(35년, 29%)가 고려된 원전건설을 필요로 한다고 명시되어있다. (7차)

*저탄소 전원 믹스: 기존의 에너지 체계를 이산화탄소가 덜 배출되는 에너지로 대체하거나 아예 배출되지 않는 에너지로 전력을 수급하는 것을 의미한다.

 

 또한 신재생에너지 2차 에너지기본계획, 4차 신재생에너지기본계획의 신재생 설비용량, 발전량 목표를 준수하여 믹스를 구성(6차 계획 대비 원전, LNG 비중이 다소 상승하고 석탄 설비 비중이 감소)해야 한다고 명시되었다. (7차)

물론 이 또한 현 정권의 탈원전, 탈석탄 정책에 따라서 신규 석탄화력발전소와 신규 원자력발전소의 건설 취소를 통하여 부풀려진 전력수급 예측에 대해서 대응되고 있다. (8차)

 

 현재는 8차 수급계획에 따라 원자력·석탄 발전 대신 재생에너지와 천연가스 발전 위주의 발전 믹스를 구축하는데 충분한 시간이 있다고 판단된다. 또한, 현재의 낮은 석탄발전 단가가 상대적으로 낮은 세금 때문이라고 진단함으로써 향후 원전과 석탄발전의 세율은 높이고, 천연가스와 재생에너지는 세제혜택이 주어질 것으로 예측된다.

 

다. 분산형 전원 확산 기반 구축

 

 정부는 기술개발, 규제완화, 렌탈 등 새로운 에너지 사업 모델을 활성화 시켜 신재생에너지 보급을 확대하고자 한다. 그래서 이에 대해 시장 인센티브를 마련하고 수도권에서 자가 설비를 확대함으로써 신규 송전선로 및 대규모 발전단지 건설을 최소화 하려고 한다.(7차)

실제로 정부의 적극적인 신재생에너지 투자와 이에 덧붙여 일부 기업에서는 시민이 주인이 될 수 있는 태양광발전소 크라우드펀딩을 통해 더욱 더 신재생에너지 보급을 확산시키고자 한다.(8차)

[그림 3. 출시 55분만에 마감된 루트에너지 크라우드 펀딩]

출처: 루트에너지

 그렇다면 기사를 작성하면서 국내 스마트그리드는 어떻게 변화하는 전력기본계획에 대해 전문가들은 어떤 대처를 하고 있는지 궁금하였고, 이에 민간 기업의 대표격인 스마트그리드 협회를 취재하게 되었다. 현재 한국 스마트그리드 협회는 LS산전, 한국전력공사 등 다수의 회원사를 보유하고 있고 그들의 권익 증진을 위해 힘쓰고 있다.

[사진 1. 스마트그리드협회와 대학생 신재생에너지 기자단]

Q. 스마트그리드 협회의 역할에 대해 간단히 소개 부탁드립니다.

 

 한국 스마트그리드 협회는 회원사들의 권익 증진을 위해 회원사들이 모여서 만들어진 곳입니다. 협회에서는 회원사분들이 하는 사업에 도움을 드리려고 다방면으로 노력하고 있습니다. 사업 본부 쪽에선 해외 진출 관해서, 기획 본부 쪽에선 사업자 등록이나 정부 정책 대응 방안을 제안하고 있습니다. 그리고 R&D 부서에서는 기술 개발 관련해서 회원사분들의 과제를 적극적으로 유지하려고 하며, 뿐만 아니라 우리나라 스마트그리드가 좀 더 쉽게 보급이 될 수 있도록 기술 표준을 제정하고 있습니다.

 

Q. 우리나라가 북한이랑 격리 되어 있는 섬 형태의 반도입니다. 이러한 상태에서 어떤 전력이나 시스템이 더 적용되어 있는 것이 현재 있나요?

 

 유럽 상황을 보시면 프랑스랑 독일은 원전을 줄이고, 신재생에너지 비율을 높이고 있습니다. 다만 문제점은 발전량이 일정하지 않다는 것이고, 더군다나 우리나라는 주변국에서 전기를 사오는 것이 불가능한 상태입니다. 그렇기에 에너지 자립이 중요합니다. 우리나라는 화석 연료가 없기 때문에 수입에 의존하는 상태입니다. 에너지 의존도가 96-97%에 달하기 때문에 타국에 의존하지 않아도 되는 신재생에너지가 보급이 되는 것이 맞다고 생각합니다. 북한 관련해서 보안 문제도 있기 때문에 이와 관련된 스마트그리드 표준도 개발하고 있습니다.

 

Q. 국내 스마트그리드가 다른 나라에 비해서 상용화가 안 되었다고 생각합니다. 우리나라가 다른 나라에 비해서 상용화가 덜 된 이유는 무엇일까요?

 

 ‘절박함’의 차이라고 생각합니다. 우리나라에도 마이크로 그리드 캠퍼스가 서울대에 있고 현재 실행 되고 있는 상태입니다. 그렇지만 우리나라는 상대적으로 국토 면적도 작고, 전력망이 잘 갖추어져 있어서 그런지 스마트그리드의 필요성을 느낀 지 얼마 되지 않았습니다. 다른 나라랑 비교해 보면, 우선 미국 같은 경우는 전력망도 잘 깔려 있지 않았고, 노후화된 전력망들이 많았기 때문에 새 전력망을 설치하게 되었습니다. 일본 같은 경우는 후쿠시마 원전 사고로 안정성이 대두되면서 신재생 에너지가 급격하게 확대되어 스마트 그리드 조성이 일찍 시작하게 되었습니다. 그런 면에서 우리나라가 늦은 감이 있긴 합니다만, 정부에서 관련 정책도 시행하며 열심히 따라 잡으려 하고 있습니다. 특히 또 우리나라가 스마트그리드의 핵심이라고 할 수 있는 배터리 분야에서 뛰어난 성과를 거두고 있어요. LG 화학, 삼성 SDI, 그리고 코캄이라는 특수 배터리 분야 등 기술력이 높은 회사들이 많거든요. 그런 면에서 우리나라가 크게 뒤쳐져 있는 것은 아니라고 생각합니다.

Q. 해외에서 미국이나 일본 같은 경우 스마트 그리드가 잘 보급되어 있다고 하셨는데, 사례를 알 수 있을까요?

 일본 같은 경우는 태양광이 집집마다 설치가 되어 있으며, 요코하마, 도요타시, 케이야마, 기타큐슈 등에 실증도시를 만들었습니다. 그리고 주민들이 이런 실증 사업에 적극적으로 참여를 하기 때문에 실질적으로 집에 ESS랑 AMI 시스템을 갖춰 놓고 있으며, 그것에 기반해 DR이나 전력 사업에 실제로 참여를 하고 있습니다.

Q. 또한 우리나라는 ICT 기술이 우수하다고 알고 있습니다. 그래서 스마트그리드와 관련된 기술은 잘 발달되어 있는데, 크게 보급되지 않는 이유도 궁금합니다.

 스마트그리드는 우리나라의 전력 시스템이 획기적으로 바뀌는 것을 의미합니다. 기업들 입장에서는 이익 사업이 되겠지만 공익적인 관점을 봐야 하기도 합니다. 보통 사업에서는 이익을 내고, 또 얼마나 빠른 시간에 투자한 자금을 회수 할 수 있는가를 중점으로 봅니다. 장기적 관점으로 보아, 국가에서 보급이나 지원을 더 해주면 활성화 될 수 있다고 생각합니다.

Q. 그렇다면 다른나라에서, 대표적인 독일 회사 지멘스에서는 스마트 그리드 사업을 하고 있는데, 대부분은 국가 지원이 있었던 건가요?

 국가 지원이 있을 수도 있고, 아니면 자체적으로 하는 것일수도 있습니다. 국내 기업에게도 현재 55-70%정도를 지원해주고 있습니다. 나머지 부분은 기업에서 같이 투자하고 있는 상황이고요. 지멘스 같은 경우는 해상 풍력에서 업계 1위인데, 그 이유는 독일의 탈 원전 정책 기조에 부응하여 해상 풍력이 지속적으로 도입되고, 기업들이 그 정책에 따라가기 때문입니다.

 일본도 정부에서 굉장히 많이 실증사업에 투자하고 있습니다. DR시장 같은 경우도 미국과 일본이 우리나라보다 앞서가고 있습니다. 그런데 일본이 DR을 도입하면서도, 정부가 굉장히 많이 지원을 해줬습니다. 독일에서도 해상 풍력을 정부에서 구매하기 때문에 지멘스에서 자체적으로 만들어서 팔 수 있는 것 이고, 그렇기에 이익이 남습니다. 그러므로 국내에서도 정부가 ESS 등을 도입을 해야 기업이 만들어서 팔 수가 있습니다. 그래야 기술이 발전하고 이익도 생기게 됩니다. 일반인이 해상 풍력을 살 수 없는 것처럼요.

Q. 포괄적이고 손에 안 잡히는 질문일수도 있습니다만, 스마트그리드 사업이 앞으로 어떠한 방향으로 나아가야 할지 궁금합니다.

 스마트그리드 사업 자체를 우선 공익적 관점으로 바라봐야 합니다. 정부에서 적극적으로 시장 형성에 도움을 줬으면 하는 바람입니다. 우리나라의 내수 시장이 크지 않기에, 해외에 적극적으로 진출 해야 합니다. 지금도 기업들이 해외 진출을 많이 하고 있지만, 이 스마트그리드 초기 단계에서 정부가 많이 도움을 주어 우리 기업들이 더 많은 성장을 하는 것이 필요할 것 같습니다.

Q. 그렇다면, 정부 말고도 공공기관이나 기업들 및 시민들이 해야 할 일이 있을까요?

 우선 정부가 지금 2030년까지 신재생에너지로 20%의 발전량을 충족하겠다는 계획을 발표했습니다. 스마트그리드는 이 계기로 활성화 될 것 같습니다. 이 정책이 시행되면 신재생에너지가 많이 확대가 될 거고 스마트그리드는 신재생에너지와 연계 될 것이 많기 때문입니다.

 그런데 스마트그리드가 정작 도입이 되면, 국민분들에게는 전력 사용이 더 편해지겠지만 전력 가격이 올라 갈 수가 있습니다. 어느 정도인지는 모르지만 전력 가격이 올라갈 것이라고는 확신합니다. 시민 분들은 그것에 대해 이해해주셨으면 좋겠습니다. 깨끗한 전기를 사용하는 만큼 추가적인 비용은 감내해야 할 부분입니다. 외국에서도 독일·일본·프랑스 등의 국가들이 신·재생에너지를 적극적으로 도입하면서 전력 가격이 다 올라갔습니다. 이 국가들은 국민적 공감대를 통해 가격 인상을 진행 했는데, 우리나라에서도 그러한 부분에 대해 국민들이 이해해주셨으면 좋겠습니다. 그리고 정부에서 일정 공공기관 이상 ESS를 의무적으로 설치하는제도를 만들었는데, 이런 부분을 통해 공공 기관에서도 스마트그리드 시장 형성에 도움을 적극적으로 주고 있습니다.

Q. 마지막으로, 저희가 학생으로서 국내 스마트그리드 상황이나 미래에 대해 더 알고 싶으면 어떻게 공부하는 것이 좋을까요?

 국내에서 열리는 스마트그리드 관련 컨퍼런스가 굉장히 많습니다. 스마트그리드 협회 사이트를 들어가 보면 컨퍼런스 안내 게시판에 국내에서 열리는 외국 스마트그리드 컨퍼런스 일정을 확인하실 수 있습니다. 저희 협회도 오는 9월 28일에 스마트그리드 컨퍼런스를 열게 됩니다. 컨퍼런스나 이런 전시회에 가서 많이 경험하면 큰 도움이 되리라 생각하고, 가파도나 제주도 실증단지에 가서 직접 체험하는 것도 하나의 방안이라고 생각합니다. 앞서 말했듯이 우리나라는 시장 규모가 작기 때문에 수출 기반의 산업을 키워야 합니다. 그래서 스마트그리드 컨퍼런스를 통해 각 나라의 수출 현황이나 시장 파악을 할 수 있으리라 생각합니다.

 또한 저희 협회에서도 자체 스마트그리드 교육을 실시를 하고 있습니다. 스마트그리드 전반에 대해 교육하고 있습니다. 시기 따라 주제도 달라집니다. ESS,전기차, DR시장 ,신재생에너지 경제성 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 앞으로 많은 분들이 미래 기술에 대해 많은 관심을 가져주셨으면 합니다.

 

 

앞으로 스마트그리드의 전망

 

 변화하는 정책에 기인하여 스마트그리드는 더욱 더 활성화 될 것이다. 8차 전력 수급 계획이 아직 발표되지는 않았지만, 정부 정책 및 각종 언론 보도를 통해 우리나라의 에너지 수급이 화력·원자력 발전 위주에서 신재생에너지 및 LNG 발전으로 차차 전환될 것이 충분히 예측된다. 이에 따라 스마트 그리드가 개입될 여지가 더 많아 보인다.

 스마트 그리드는 구현되어야 한다. 하지만 그냥 구현될 수 없다. 스마트그리드 협회가 강조했듯이, 정부·공공기관·민간기업·시민 모두의 노력이 필요하다. 정부는 스마트그리드 시장에 참여하는 기업들에게 많은 인센티브를 줘야 하고, 시민들은 앞으로의 기술 발전에 따른 비용을 지불해야 한다. 깨끗하고 편리한 전기는 그냥 생성되는 것이 아니기 때문이다.

참고문헌

 

1. 제7차전력수급기본계획

2. Eugene Research 산업분석 6월29일호

3. 8차전력수급기본계획 준비-환경운동연합

4. 한국정보통신기술협회 -스마트그리드 개념

백승일