에너지 거래에도 신기술이 등장? '에너지 블록체인'

에너지 거래에도 신기술이 등장? '에너지 블록체인'

대학생신재생에너지기자단 18기 최별

4차 산업혁명에 관한 기술들에 대한 뉴스들을 보면 인공지능, 사물인터넷 블록체인과 같은 여러 기술에 대한 정보를 들을 수 있다. 최근 몇 년 동안 이더리움, 비트코인이라는 가상화폐로 인해 블록체인 기술이 알려지기 시작했으며 블록체인을 다른 분야에 활용하기 위한 연구들이 박차를 가하고 있다. 그중 대표적인 사례 중 하나가 에너지 전력 거래를 하기 위해 블록체인을 도입하자는 목소리가 들려오고 있다.

블록체인이 왜 주목받는 것일까?

에너지 블록체인에 대해 알기 위해서는 블록체인이 어떤 과정을 통해서 거래되는 방식인지를 먼저 알아야 한다. 블록체인이라는 말은 블록과 체인이라는 단어가 합쳐진 것을 의미한다. 이때 각 블록은 하나의 거래 내용을 의미한다. 그렇다면 이런 블록들을 어떻게 연결하였기에 체인이라는 용어를 사용한 것일까?

먼저 블록체인에 사용된 문서 압축 기술 즉 해시함수에 대해 알아야 한다. 문서 압축 기술은 문서를 짧게 압축하는 방식으로 예를 들어 “신재생 에너지 기자단”이라는 문장을 a2d3라는 문자로 압축할 수 있다는 것이다. 이때 신재생 에너지 기자단을 통해서 a2d3라는 문자를 확인할 수 있지만 a2d3라는 문자를 통해 “신재생 에너지 기자단”이라는 문장을 확인할 수 없다는 것이 특징이다.

블록체인 기술에서 거래되는 모든 거래 내용은 이런 문서 압축 기술을 통해 압축된다. 이때 블록들은 다음 사진과 같은 구조를 가진다.

 

 

하나의 블록에는 각 거래의 거래 정보와 이전 블록의 문서 압축 기술로 압축된 내용이 들어간다. 즉 블록#1 에는 블록#0의 문서 압축 기술의 결과와 거래 정보가 들어가 있으며 블록#3은 경우는 블록 #2의 문서 압축 기술의 결과와 거래 정보가 들어가 있어서 체인으로 연결된 것으로 표현할 수 있는 것이다.

이런 방식으로 인해 블록체인은 보안성과 탈중앙화라는 장점이 있게 된다.

 

 

위 사진과 같이 만약 해커가 블록 #2와 3의 내용을 조작한다고 생각해보면 각 블록에 대한 내용들이 변경되게 되며 때문에 문서 압축 기술의 결과 또한 변하게 된다. 때문에 블록 #4에서 이전 블록에 대한 문서 압축 결과 또한 변경되어야 하며 마찬가지로 중간에 있는 블록 내용들이 변경이 된다면 연결되어있는 모든 블록들에 대한 정보들이 변경되어야 한다는 것을 알 수 있다. 때문에 거래정보가 쌓이면 쌓일수록 해킹하는데 어려움이 크다는 것을 알 수 있다. 때문에 블록체인 기술을 다른 기술에 비해 보안성이 크다는 장점이 있다.

또한 블록체인에 대한 거래 정보는 거의 실시간으로 수많은 컴퓨터에 분산되어 존재한다. 또한 사람들 모두가 이런 거래 내역에 대해 접근이 가능하기 때문에 은행이나 증권회사와 같은 중개기관이 필요하지 않다. 즉, 탈중앙화라는 특징을 가진다.

에너지 블록체인이란 무엇일까?

에너지 블록체인이란 말 그대로 에너지 및 에너지 데이터를 거래하는데 블록체인 기술을 활용하는 것을 의미한다. 과학기술정책 연구원에 따르면 에너지 블록체인을 총 5종류로 나눈 것을 확인할 수 있다.

 

 

P2P 전력 거래는 즉 개인 간 개인의 전력거래를 활성화할 수 있다는 것을 의미한다. 기존에도 전력 거래가 가능하긴 하지만 한국전력공사를 중심으로 전력거래가 이루어지고 있으나 블록체인을 도입할 경우 이런 중개 시스템이 없이 거래를 간편하게 할 수 있기 때문에 전력거래 비용은 줄이고 보안성은 높일 수 있다는 장점이 있다. 실제 미국 브루클린 주에서는 블록체인 기술을 도입해 개인의 집에서 태양광을 통해 자가발전을 한 후 남은 에너지는 블록체인을 통해 이웃끼리 사고팔 수 있는 시스템을 도입한 사례가 있다.

세 번째 유형인 에너지 데이터 활용의 경우 에너지 데이터란 빅데이터를 에너지 산업에 접목하는 것으로 에너지 정보를 블록체인으로 공유하는 것을 의미한다. 실제, 중국의 에너고는 일반 가정이 전력 소비량을 정확히 알지 못한다는 점에 착안해 에너지 정보를 블록체인으로 공유할 수 있는 환경을 조성했다.

이외에도 전기차 충전 및 결제, 탄소 자산 거래, 개발도상국에 에너지 공유와 같은 에너지 즉 전력을 거래하고 공유할 수 있는 부분에서 블록체인 기술이 쓰일 수 있다는 것을 알 수 있다.

에너지 블록체인의 장점

그렇다면 에너지 블록체인의 장점으로는 어떤 것이 있을까?

첫 번째로는 P2P 거래에 유용하다는 것이다. 현재에도 전력거래는 이루어지고 있으나 우리나라의 경우 REC라는 신재생에너지 공급인증서를 발행하여 이를 전력 거래소에서 거래하는 형태로 이루어졌다. 하지만 이런 방식은 굉장히 번거롭고 복잡하며 중개기관을 거쳐서 이루어지기 때문에 전력거래 비용이 발생한다는 점이 문제가 된다. 현재 태양광 패널의 가격이 점차 저렴해지고 있으며 개개인이 태양광 패널을 통해 전력을 생산하고 파는 형태인 프로슈머가 증가하고 있는 추세에는 오히려 이런 복잡한 절차와 중개인을 통한 거래는 프로슈머의 증가에 좋은 영향을 끼칠 수 없다. 즉 이런 전력 거래를 블록체인으로 대체할 경우 프로슈머들이 보다 싼 가격에 쉽게 전력을 사고팔 수 있다는 것을 알 수 있다.

 

 

두 번째로는 분산 에너지 자원 관리에 유리하다. 옥상 태양광, 주거용 저장장치, 스마트 가전과 같은 분산형 에너지 자원이 많이 증가하고 있다. 이에 따라 그리드 운영자는 수요와 공급을 맞추기 위해 그리드(전기가 발전원에서 소비자에게 전달되는 상호 연결된 전력망)에서 각 에너지가 얼마나 생산되고 소모되는지를 알아야 한다. 하지만 분산형 에너지 자원이 많이 증가하면서 이를 파악하기에 어려움이 많이 존재한다. 따라서 일반적으로 에그리게이터라는 소매 소비자를 관리하고 그리드 운영자에게 제공해주는 역할을 하는 업체를 통해 수요와 공급을 분석한다. 하지만 블록체인을 이용하게 될 경우 이 에그리게이터를 사용하지 않을 수 있다. 각 장치에서 발생하는 데이터는 블록체인을 통해 검증받고 변조가 불가능하여 이 데이터를 신뢰할 수 있으며 소비자들이 정보를 소유할 수 있기 때문에 개인정보를 보호하기에 더 용이해진다는 장점이 있다. 즉 그리드 운영자가 좀 더 쉽게 그리드에서 에너지의 수요와 공급을 분석할 수 있다.

 

 

마지막으로는 전기차의 보급률을 높이는데 기여할 수 있다. 현재 전기자동차의 가장 큰 문제점은 충전소가 부족하다는 것이다. 환경부가 18년도 9월 전기차 사용자 2600명을 대상으로 설문 조사한 결과 가장 큰 불편 요인이 충전 불편 및 충전기 부족이 55.8%로 나타났다. 이런 충전소의 문제점은 총 3가지로 나뉠 수 있는데 첫 번째로는 충전소 자체가 부족한 것이며 두 번째로는 충전을 완료한 뒤에서 충전소를 점유한 것 마지막으로는 충전소마다 사업자가 달라 회원 등록, 결제 규정이 다르다는 것이다. 이런 마지막 문제점에 대해서는 블록체인을 통해 해결할 수 있다. 실제 전기차 충전 인프라 전문기업인 '차지인'이 개발한 EVZ 플랫폼이 있다. 이 플랫폼은 블록체인 기술을 활용해 전기차 충전소를 공유 연계하는 서비스로 충전소마다 결제 규정을 EVZ 플랫폼 내로 통일하여 충전 요금부과를 위해 별도의 암호화폐인 EVZ코인을 사용하는 것이다. 즉 블록체인이 하나의 충전 서비스 결제를 위한 정산소의 역할을 하는 것이다. 즉 이런 충전에 대한 부담감을 낮춰 전기차 시장을 좀 더 확장해 나갈 수 있다는 장점이 있다.

 

 

에너지 블록체인의 단점

이런 에너지 블록체인이 상용화가 되지 않은데는 몇 가지 문제점이 존재한다.

먼저 블록체인 자체 기술적 한계인 대기시간이 존재한다는 것이다. 블록체인의 경우 거래가 손상되지 않기 위해(포크 발생 방지) 일반적으로 블록들의 데이터를 서로 비교해가며 확인해 나가는 과정을 거치기 때문에 대기시간이 존재한다. 때문에 비트코인의 경우 평균 60분, 이더리움은 평균 10분 정도의 시간이 지난 후 거래가 이루어진다. 따라서 블록체인은 중앙 제어 시스템만큼의 속도를 만들기 어렵다는 단점이 있으며 이는 전력 거래 시 많은 시간을 소모해야 한다는 것을 의미하기 때문에 사용자에게 불편함을 가져다줄 수 있다.

두 번째로는 제도적 한계가 존재한다. 아직까지는 간헐적인 태양광 발전시간, 전력 손실 비용 증가와 같은 문제로 마이크로 그리드가 실현되기에는 어려움이 많이 존재하며 때문에 p2p 전력 거래를 하기 위한 준비가 마련되어야 한다. 또한 전력 판매 규제 등과 같은 제도적 한계를 개선해 나가야 에너지 블록체인을 국내에 상용화할 수 있을 것이다.

현재는 한국 전력공사에서 블록체인을 활용해 빌딩 간 전력 거래 시스템, 전기차 충전 시스템, 공동 주택 내 전력 거래 시스템, 블록체인 플랫폼을 개발하고 있다. 앞으로는 개개인이 전력을 수확해서 판매하고 중개자 없이 보다 저렴한 가격으로 에너지를 사고팔 수 있는 시대가 곧 다가올 것이다.

 

참고문헌

기사

1) “[기술칼럼] 블록체인 기술, 앞으로 어떻게 적용이 될까?”,아이온커뮤니케이션즈, 2018-05-23,https://www.i-on.net/news/newsletter/column/1218889_7965.html

2) 설성인 기자, “[에너지 프로슈머]② 뉴욕, 이웃끼리 전기 사고판다”, 조선비즈, 2018-05-25, https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2018/05/24/2018052403105.html

3)이석희 기자, “전기차 충전소를 주차장처럼 쓰는 차량, 블록체인으로 해결한다”, 매일경제, 2018-12-21, https://www.mk.co.kr/news/business/view/2018/12/796329/

 

4) 조강희기자,“에너지, 블록체인을 만나면 새로운 세상이 열린다”,한국에너지, 2018-05-21,http://www.koenergy.co.kr/news/articleView.html?idxno=100515

5)  “[Zoom In Ⅰ] ‘에너지 블록체인’을 주목하라”, I가스저널, 2018-10-23, http://www.igasnet.com/news/articleView.html?idxno=14441

유튜브

6) 쉽게 배우는 프로그래밍, 블록체인 원리 가장 중요한 개념만 쉽게 설명, 2019-1-23.https://www.youtube.com/watch?v=ybJW3LF7pkU

7) KIRD국가과학기술인력개발원, 5-블록체인을 통한 에너지 시스템 혁신, 2019-11-29,https://www.youtube.com/watch?v=UV-9BdDI6B4

 

연구보고서

8) 박찬국, 블록체인, 에너지 부문 기회와 과제, 2018-10-12, 에너지 경제 연구원

 

블로그

9) 오일지키미, 한국석유관리원 K-Petro, 에너지 블록체인(Energy Block-Chain), 2019-5-27, https://m.blog.naver.com/kpetronews/221547645029

10) I가스저널-‘에너지 블록체인’을 주목하라