독립형 마이크로그리드 사업, 성장과 환경 연결하는 新기술 될 것
현재 에너지 업계는 신산업과 새로운 시장이 창출되는 기회를 맞고 있다. 이러한 생태계에서 독립형 마이크로그리드 사업은 성장과 환경을 연결하는 새로운 기술이 될 수 있을 것이다. 여기서는 독립형 마이크로그리드에서의 다양한 신사업 모델과 성공 전략에 대해 박진상 짐코 본부장이 발표한 내용을 정리했다.
지난 9월 4일, 정체되어 있는 에너지 산업을 활성화하는 방안을 모색해 보기 위해 산업통상자원부 주관 하에 에너지 신산업 대 토론회가 개최되었다.
에너지 문제를 둘러싼 각 나라의 상황과 여건은 다르지만 에너지 정책을 통해 환경과 성장의 조화를 슬기롭게 해결해야 한다는 시대적 요구는 동일하다.
특히, 현재 한국의 에너지 경제는 세 가지 도전에 직면해 있다. 에너지 수요가 지속적으로 증가하고 있고, 지구온난화 방지를 위해 개도국 최고 수준의 온실가스 감축 목표를 설정했다. 또한, 국민 수용성이 낮아졌다는 문제가 존재한다.
정부는 이 같은 문제를 해결하기 위해 두 가지 핵심 과제를 추진하고 있다.
첫째는 IT와 신기술을 활용해 에너지 수요를 관리하는 것이고, 두 번째는 생산지와 수요지를 최대한 가깝게 연결하는 분산형 발전이다.
이러한 핵심 과제를 달성하기 위해서는 혁신적인 기술, 제대로 작동하는 시장, 혁신 인프라 등이 전제 조건이 되어야 한다.
에너지 신산업 모델은 계속해서 나타나고 진화하고 있다. 신산업이 발전하기 위해서는 생태계 환경이 조성되어야 하고, 보다 근본적인 정책 지원이 필요하다.
이를 위해 정부는 현재 여러 형태의 에너지 신사업을 추진 중인데 독립형 마이크로그리드 사업 또한 주요 정책 목표 중 하나라고 할 수 있다.
마이크로그리드 사업
마이크로그리드는 태양광 발전 등의 자연 에너지를 포함하는 다양한 발전·축전 설비를 네트워크화해 제어함으로써, 전력 수급 균형을 조정하고 기존 전력계통과의 협조를 도모한다.
또한 이산화탄소 배출량 감축에 기여하는 신에너지를 도입하는 시스템이라고 할 수 있다.
즉, 독립 혹은 연계 운전이 가능한 소규모 전력망으로 주로 DER과 스토리지들로 구성되며, 운영, 마켓, 서비스 공급자와 연계되며 공존한다.
현재 세계 시장은 에너지 도메인에서 패러다임의 변화를 겪고 있다. 생산, 소비, 저장이 하나로 병합되는 병합화(Amalgamation), 계층적 서비스 구조가 도입되는 가상화(Virtualization), 모든 노드에서 자동 제어가 가능해지는 분산화(Decentralization) 등이 진행 중이다.
비즈니스 관점에서 마이크로그리드 산업을 선순환 시키기 위한 방안으로는 우선 클리너 그리드(Cleaner Grid)가 있다.
또한 실현 가능한 규모의 마이크로그리드 시장을 형성해야 한다. 이러한 요소들이 축적되면 궁극적으로 스마트그리드 오퍼레이션이 가능해질 것이다.
마이크로그리드는 스마트그리드를 실현하기 위한 전 단계로, 완전한 스마트그리드의 실현을 위해서는 마이크로그리드의 증가가 우선시되어야 한다.
신사업 모델 창출
신사업 모델을 창출하기 위해서는 비전을 설정해야 한다. 하지만 스마트그리드 사업 전체를 논하기엔 너무 광범위한 측면이 있으므로 범위를 마이크로그리드로 한정했다.
마이크로그리드 사업에서 가장 궁극적인 비전은 ‘스마트 커뮤니티’를 구축하는 것이다(그림 1).
그림 1. 스마트 커뮤니티
저탄소 녹색성장, 효율적인 에너지 관리, 창조경제 등을 목적으로 하는 스마트 커뮤니티는 스마트그리드 기기를 보급해 수요 측 자원을 관리하고, 통합 에너지 플랫폼을 통해 에너지 이용 및 관리의 효율을 극대화하며, 분산전원 포트폴리오를 실현함으로써 공급 측의 자원을 관리할 수 있다.
이 같은 마이크로그리드 신사업의 배경은 네 가지 측면에서 살펴볼 수 있다.
우선 세계적으로 에너지 자원 고갈에 따라 가격이 급등하고 있으며, 화석 연료의 사용으로 대기 환경이 악화되고 있다는 환경적 측면이다.
두 번째는 정책적 측면으로, 수용가의 에너지 관련 정보를 실시간으로 제공해 자발적인 에너지 절약 유도 및 전력 수요 관리가 필요하다는 것이다.
다음은 사업적 배경으로, 스마트그리드는 첨단계량인프라(AMI) 구축으로 전력 사용량을 절감하고, 에너지저장장치(ESS) 구축으로 효율적인 에너지 사용을 가능하게 한다.
마지막은 확장성 부분으로 스마트그리드 해외 시장의 급성장에 따라, 국내 시장에서의 검증을 거쳐 해외 시장에 진출할 수 있는 교두보가 필요하다.
마이크로그리드 시스템 사업의 효과 및 목표는 그림 2와 같다. 우선 기존 대규모 지역난방사업과 비교해 초기 투자비용이 감소한다는 장점이 있다.
그림 2. 마이크로그리드 사업 효과 및 목표
또한, 24시간 내내 안정적으로 전기, 냉난방, 온수를 공급할 수 있으므로 생활 편익이 증가하며, 소규모 분산발전 시스템으로 정전 방지에도 기여할 수 있다.
즉, 마이크로그리드는 에너지 절감 시스템이자 환경 친화적 시스템이며, 고효율의 에너지 시스템이라고 할 수 있다.
사업화 성공 전략
스마트그리드 프로젝트의 수명 주기 및 프로세스는 2009년부터 2021년까지 세 단계로 나뉜다.
2009년부터 2013년까지는 첫 번째 주기로, 주된 내용은 제주실증단지 프로젝트이다. 두 번째 단계에서 2013년 스마트그리드 확산사업 제안서가 제출되었다.
이를 통해 이슈를 검토하고, 환경과 타당성 등을 검토했으며, 실행계획과 로드맵을 수립했다. 2017년까지 스마트그리드 확산사업이 진행될 예정이다.
스마트그리드 사업은 유사사업을 경험한 인력 및 기술력의 지원이 필요하고, 다양한 솔루션에 대한 상호호환성 및 안정성을 필요로 한다.
따라서 최고경영자(CEO)의 의지와 기존 분산발전 인프라, 사업 운영 경험과 전문 인력, 솔루션 및 턴키 사업 운영 능력, 사업 관리 및 지원 역량 등의 요소가 확보되어야만 성공할 수 있다.
이를 위해서는 기존 인프라를 기반으로 해 수요반응과 분산발전을 융합한 커뮤니티형 사업 지역을 확보해야 한다.
다음으로, 전력과 열에너지를 결합한 운전형 스마트그리드 통합 플랫폼을 기반으로 하는 AMI와 ESS 보급을 확대하는 것도 중요하다.
기존 분산발전 자원 인프라를 활용한 국내 유사사업 지역을 확대하고, 기술 이전을 통해 해외 수출에 박차를 가해야 하며, 고급 일자리 창출 및 지속 가능한 경영을 실천할 수 있는 글로벌 강소기업을 육성해야만 한다.
이 같은 사업이 성공적으로 수행될 때 기대되는 효과는 크게 세 가지 측면이다.
첫째, 경제적 효과로 정전 시간이 감소해 에너지 절감효과가 증가하며, 발전소 건설비와 이산화탄소 배출을 저감할 수 있다.
다음은 전력 효율성으로 전력예비율 증대, 무효전력 조절 및 전력 품질 개선, 전력기기 상호 운용성 증대, 전력설비 수명 증대, 전력 네트워크 보안 강화 등의 긍정적 효과를 가져올 수 있다.
마지막은 사업적인 효과로 신성장 동력을 창출하고, 차세대 전력망을 조기에 구축하며, 해외 사업 진출과 중소기업 성장의 교두보가 된다는 장점이 있다.
따라서 가장 중요한 것은 경험, 분석, 지원이라고 할 수 있다. 스마트그리드 및 마이크로그리드 분야에 관한 풍부한 운영 경험이 축적되어야 하고, 시장의 요구 사항을 철저히 분석해야 하며, 컴포넌트화 설계·구축 및 편의성을 고려해 스마트 UI를 개발해야 한다. 또한, 구축부터 사후 관리 기간까지 꾸준히 인력과 기술을 지원해야 할 것이다.
정리 이솔이 기자(npnted@hellot.net)
