한국, 스마트그리드 미래 밝다

스마트그리드는 첨단 IT기술을 활용해 공급자와 사용자가 양방향으로 실시간 정보를 교환해 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망을 뜻한다. 이는 단순히 전력망을 지능화하는 것에서 그치는 것이 아니라 다른 산업과의 연계할 수 있다는 점에서 큰 파급효과를 가지고 있다. 2030년에는 1경원에 달하는 시장이 형성될 것으로 예상되고 있다.

그린 IT가 에너지 및 자원의 효율적 이용을 극대화해 경제성장과 환경이 상충하지 않고 상호 시너지를 창출하는 저탄소 사회 전환을 촉진하는 핵심 수단으로 기대를 모으고 있다. 이는 온실가스와 환경 오염을 줄이는 지속 가능한 성장으로서 녹색 기술과 청정에너지로 신 성장동력과 일자리를 창출하는 신국가 발전 패러다임이다. 특히 그린 IT의 핵심 분야로 전기 생산량, 사용량, 공급량 및 전력선의 상태를 알 수 있는 스마트그리드가 각광받고 있다. 전력에 대한 에너지 효율도 늘어나고 불필요하게 버려지는 전기도 사라지며 지구의 온난화나 이상기후와 같은 환경문제를 막을 수 있기 때문이다. 스마트그리드는 첨단 IT기술을 활용해 공급자와 사용자가 양방향으로 실시간 정보를 교환해 에너지 효율을 최적화하는 차세대 전력망을 뜻한다.

스마트그리드의 핵심은 전력망에 직비, 전력선 통신 등의 정보통신기술을 합쳐 소비자와 전력회사가 실시간으로 정보를 주고받는 것에 있다. 따라서 소비자는 전기요금이 쌀 때 전기를 쓰고 전자제품이 자동으로 전기요금이 싼 시간대에 작동하게 하는 것도 가능하다.

전력생산자 입장에서는 전력 사용 현황을 실시간으로 파악하기 때문에 전력공급량을 탄력적으로 조절할 수 있다. 전력 사용이 적은 시간대에는 최대전력량을 유지하지 않거나 남는 전력을 양수발전에 사용해 버리는 전기를 줄일 수 있고 전기를 저장했다가 전력 사용이 많은 시간대에 공급하는 탄력적인 운영도 가능하다. 또 과부하로 인한 전력망의 고장도 예방할 수 있다.

스마트그리드 실증단지 본격화

우리나라는 2030년까지 세계 최초 국가단위 스마트그리드 구축을 목표로 2009년 6월부터 제주도 구좌읍에 스마트그리드 실증단지를 선정하고 같은 해 12월 컨소시엄 확정 및 사업협약을 체결했다.

제주 스마트그리드 실증단지는 한국형 차세대 전력망 구현을 위해 국내 최초로 조성되는 시범 단지로 제주 북동부에 위치한 구좌읍 일대 6천여 세대로 구성된다. 특히 민간이 주도하는 해외 실증단지와 달리 정부가 전체 예산의 50%인 580억원을 지원하며 2011년말까지 인프라(기반시설) 위주의 상세 설계 과정과 2013년말까지 신전력서비스 위주의 고도화설계 과정을 거쳐 완공할 예정이다. 실증단지에서는 우선 실시간 전기요금 정보를 가전제품에 제공, 전기요금이 비싼 시간대 전력사용을 저렴한 시간대로 이동할 수 있는 스마트 계량기 사용이 일상화된다. 또 전기자동차가 운행될 수 있도록 전기충전소와 배터리 교환소를 설치하고 가정에서도 자동차 전지를 충전할 수 있는 설비를 구축한다.

풍력과 태양광 발전 등을 전력망에 안정적으로 연계하고 남는 전력은 전력망을 통해 다른 지역으로 전송하는 `스마트 리뉴어블(Smart Renewable) 시스템도 만들어진다. 이러한 전력체계의 기본이 되는 전력망은 양방향 전력전송과 고장시 자동 복구를 가능하고 각종 첨단 가전기기와 통신하면서 전력수요를 제어하는 수준까지 지능화된다. 전력요금 역시 품질별.실시간 요금제를 적용, 자신의 전력소비 패턴에 맞는 요금체계를 선택할 수 있다.

특히 정부는 보안에 취약할 수 있다는 우려에 따라 해킹 방지 솔루션과 모의 사이버 대응 훈련 등도 강화할 계획이다. 미래 사회에 일대 변혁을 가져올 스마트그리드 실증단지는 신전력서비스 위주의 고도화 설계과정을 거쳐 오는 2013년에 완공될 예정이다. 한편 한국전력은 스마트그리드 실증단지가 구축 중인 제주에 스마트그리드 홍보관을 착공했다. 이 홍보관은 제주 실증단지 내의 스마트그리드 핵심기술을 한 곳에 선보여 저탄소 녹색성장을 위한 스마트그리드 실증사업 내용을 대내외에 홍보하고 국민적 공감대를 형성하는 역할을 하게 된다.

홍보관은 원자력, 태양광, 풍력 등 발전설비와 송전ㆍ변전ㆍ배전설비의 지능화 및 사용설비간 연계 시스템과 함께 전기자동차 충전, 전력저장장치, 양방향 전력정보 제공과 수요반응 및 지능형 전력거래 시스템 등을 보여줄 예정이다.

한국형 스마트그리드 모델 구축

우리나라의 스마트그리드 전략은 스마트 전력전송, 스마트 홈빌딩, 스마트 운송, 스마트분산발전, 스마트 전력시장 등의 5개의 비즈니스 모델을 바탕으로 하고 있다. 스마트 전송기술은 1단계로 송ㆍ변전 시스템을 디지털화 해 전력망 운영시스템을 고도화하고 저압DC배전 시스템 구현 및 스마트 배전 기반을 마련하고 2단계로 배전망을 지능화해 고장 자동복구기술을 도입하고 고압 DC배전을 위한 주요기술 개발 착수한다는 계획이다. 마지막으로 3단계는 광역망 자가복구 (Self healing) 시스템을 구현하기 위해 지능형 송변전시스템을 구축하고 고압 DC배전 기술 상용화를 목표로 하고 있다.

스마트 홈빌딩은 1단계로 양방향 서비스 플랫폼 구축을 위해 스마트미터라 불리는 AMI(Advanced Metering infrastructure) 통합기술 설계도 작성 및 주요 핵심기술 표준을 선정하게 된다. 2단계는 AMI운영기술을 고도화해 가상전력시장과 연계 융합서비스를 실시하고 지능형 주거공간 관리서버 상용화를 실시한다. 3단계는 에너지 효율을 통해 잉여 생산된 전력으로 타 에너지 거래소를 통해 거래 가능하도록 거래영역을 확대할 계획이다.

스마트 운송은 1단계로 충전소 위치와 규모를 정하고 시범도시 및 7대 광역시에 전기차 충전망을 구축해 ICT 서비스 플랫폼을 구축한다. 2단계는 전기차 주요기술을 확보해 국산차 양산체계를 구축하고 충전소를 전국으로 확대해 ICT 플랫폼 안정화를 추진한다는 계획이다. 마지막으로 3단계는 다양한 충전방법을 마련하고 전기차 정보관리 서비스로 확대해 전기차 전력의 매매가 시행되는 플랫폼으로 확대하는 것을 목표로 하고 있다. 스마트 분산발전은 1단계로 전력망에 분산전원과 마이크로 그리드(Micro Grid) 계통연계시 안정성과 확장성을 고려한 협조운영 체계를 구축한다. 2단계는 마이크로 그리드와 분산전원 보급 확대, 스마트배전망과의 연계운영방법을 표준화해 계통안정성을 확보할 계획이다. 3단계는 스마트그리드와 마이크로 그리드 간 협조 운영을 위한 통합 시스템을 구축해 상용화 기반 구축을 목표로 하고 있다.

스마트 전력시장은 1단계로 실시간 전기요금제 개발과 거래시스템을 구축해 한국형 전력시장모형을 마련하고 시범도시를 대상으로 시범 운영한다. 2단계는 실시간 전력시스템을 고도화해 도매ㆍ소매 전력시장을 확대하고 국가간 거래를 대비해 국제거래 시스템 연계를 준비한다. 3단계는 동북아 전력거래 허브역할을 수행하기 위해 국제 전력시장과 금융시장 연계 및 파생 금융상품 거래 인프라를 구축할 계획이다.

<글 : 김태형 기자(is21@boannews.com) / 호애진 기자(is@boannews.com)

오병민 기자(boan4@boannews.com)>

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