ICT를 활용한 에너지 수요관리

 

최근 여러 매체를 통해 EMS, ESS 등 ICT(Information & Communication Technology)를 활용한 에너지 특히 전기의 수요관리 방안에 대한 기사를 쉽게 접할 수 있습니다. 그만큼 에너지수요관리가 화두로 떠오르고 있는데요. 그래서 이번에는 에너지 수요관리를 왜 추진하게 되는지 이를 위한 제도나 방안에는 어떤 것이 있는지 알아보겠습니다.

 

 

ICT를 활용한 에너지 수요관리가 필요한 이유

 

 

기본적으로 전기는 저장이 용이하지 않기 때문에 바로 사용되어야 합니다. 그래서 전기는 국가적인 수요를 예측해서 사용할 만큼만 생산하는 것이 가장 효율적입니다. 하지만 전기 생산량이 수요량에 못미치는 경우 일부 지역은 정전이 발생할 수밖에 없는데요.

 

그렇다고 무턱대고 전기를 많이 생산할 수도 없습니다. 큰 비용을 들여 생산한 전기가 사용되지 않고 버려진다면 이 또한 낭비이며, 발전소를 짓고 유지하는 것 또한 큰 비용이 들어 쉽게 투자할 수 없기 때문입니다. 그래서 정부는 에너지절약 캠페인을 통해 국가에서 발생하는 불필요한 전기 수요를 줄이려 노력하고 있습니다.

 

하지만 수요자는 기업, 상정, 개인 등 다양해서 관리가 어려운 반면에 생산자는 상대적으로 일정하고 통제가 쉽기 때문에 대부분의 국가가 공급 관리 중심의 정책을 중점적으로 추진하고 있는데요. 예측한 수요에 맞춰 공급을 조절하는 것이 만약의 경우를 대비할 수 있는 가장 훌륭한 방법이기 때문입니다. 

 

하지만 최근 ICT가 발전함에 따라 수요 관리에도 초점이 맞춰지고 있습니다. 당연히 ICT가 발달한 우리나라에서도 에너지 수요 관리에 대한 여러 방안이 도출되고 있는데요. 최근 정부의 발표와 여러 언론 기사를 통해 위와 같은 내용들을 쉽게 접할 수 있습니다.

 

 

우리나라는 전기 요금이 다른 나라에 비해 상대적으로 저렴해서 전력의 편향화가 심한 편인데요. 그래서 이를 충당하기 위해 중앙집중형 공급설비 확충을 중심으로 에너지 정책을 진행해 왔습니다. 하지만 이 때문에 원자력발전, 송전망 여건 악화 등 여러 사회적 문제들이 발생하고 있는데요. 

 

또한 전력수급 문제 해결을 절전 규제, 실내온도 제한, 산업체 조업중단과 같은 단기적 수단에만 의존해 왔기 때문에 에너지 효율 향상에 대한 대책이 상대적으로 취약합니다. 게다가 후쿠시마 원전 사고로 인한 원전의 사회적 수용성 저하와 발전소/송배전 설비 확충에 대한 이해당사자 간 갈등이 심화하고 있으며 신재생에너지의 에너지 수급 안정화 기여도나 안정성이 제한적으로 반영되고 있습니다. 결국 이러한 사례를 통해 여러 전문가들은 공급 중심에서 벗어나 수요 관리 중심의 에너지 정책으로 빠르게 대응해야 한다고 주장하고 있습니다.

 

ICT를 활용한 에너지 수요관리 

 

 

에너지 수요관리를 위한 3가지 요소를 가격, 기술, 인력으로 봤을 때 이를 유기적으로 연계하는 방안이 바로 ICT입니다. 즉 ICT는 에너지 수요관리의 시스템화를 가능하게 하는 기본 인프라라고 볼 수 있는데요. 주요 내용은 아래와 같습니다.

 

지능형 수요반응 비즈니스(DR) 

지능형 수요관리(DR)란 전력공급상황, 피크 부하율 전력 생산•공급가격에 따라 소비자가 사전에 약정한 전력사용량을 절감해 차액분을 보상받는 제도인데요. 소비자는 변동하는 가격에 맞춰 전력 소비를 줄이거나 전력 사용 시간대를 옮길 수 있습니다.

 

에너지 관리 비즈니스(EMS) 

EMS(Energy Management System)란 에너지 소비자가 과학적으로 에너지를 관리•절약할 수 있도록 건물의 위치•용도별 에너지 소비를 측정하고 흐름 제어를 통해 에너지 사용을 최적화하는 에너지관리 통합 모델입니다. 

 

공장일 경우 FEMS, 일반 가정집은 HEMS, 그 외 다른 건물은 BEMS라 부르는데요. 센서와 네트워크를 기반으로 기기별 전력사용량을 실시간으로 모니터링하고 원격제어를 할 수 있습니다. 국내 에너지소비자의 EMS 도입과 활용은 증가 추세에 있으나 관련 보급 시장은 아직 초기 단계에 있습니다.

 

에너지 저장-재판매 비즈니스 (ESS) 

에너지 저장장치란 전력을 저장해 필요할 때 사용함으로써 전력이용효율을 높이고 고품질의 전력을 공급하는 장치입니다. 발전소와 송·변전소와 같은 에너지 생산•공급시설뿐만 아니라 일반 빌딩이나 공장 등의 에너지 소비시설에 설치할 수도 있는데요. 에너지 수요가 적고 전기요금이 저렴한 시간대에 남는 전력을 저장하고 전기요금이 비싼 피크시간대에 저장된 전력을 꺼내 사용할 수 있습니다.

 

그뿐만 아니라 비상전원으로도 활용할 수 있어 평소엔 수요관리용으로 사용하다 급작스러운 정전 발생 시 사용할 수 있습니다. 또한 태양광과 풍력 등 출력이 불규칙한 신재생에너지원을 고품질 전력으로 전환해 전력망 연계도 가능하게 됩니다.

 

스마트가전 시장 

일반적으로 스마트가전이란 네트워크 접속 기능을 내장한 똑똑한(smat) 냉장고•세탁기•오븐•청소기•에어컨 등의 가전제품을 통칭하는데요. 새로운 조리법이나 세탁방법이 추가될 시 온라인을 통해 내려받아 해당 기능을 업그레이드할 수 있으며 외부에서 원격으로 조종할 수도 있습니다.

 

예를 들어 단순한 냉장과 냉동 기능만이 아니라 인터넷 쇼핑•식료품 관리 등의 기능까지 갖춘 냉장고가 있습니다. 전력 부분에 있어 스마트가전은 조금 다른 의미도 지니는데요. 위의 네트워크 인프라에 절전과 진단 및 제어 기술을 적용해 전력망의 가격 신호에 반응하는 시스템을 말합니다. 이를 위해서는 전력요금제의 세분화와 표준정립 등이 전제되어야 합니다.

 

가상발전소(VPP) 

VPP(Virtual Power Plant)란 다양하게 분산된 전원을 모아서 하나의 발전소처럼 운영하는 가상 발전소를 말합니다.

 

또한 정부는 지난 8월 19일 창조경제 시대의 ICT 기반 에너지 수요관리 신시장 창출방안을 발표하고 앞으로 관련 분야 육성을 촉진하고 지원을 확대할 계획이라고 밝혔는데요. 자세한 내용은 아래와 같습니다.

 

에너지 저장-재판매 비즈니스(ESS)

신재생에너지 설비에 REC 가중치를 부여하고 주파수 추종용 ESS 도입 촉진 등 초기시장 창출에 나설 계획입니다. 또한 대규모 사용자와 공공기관에 ESS 설치를 권장하고 선택형 시간대별 차등요금 활성화 및 적용 확대 등 세부방안을 확정했습니다.

 

에너지 관리 비즈니스(EMS) 

관련 설치비용을 지원하고 정책융자 가점 확대 등의 인센티브를 부여할 계획입니다. 그리고 대형건물과 에너지 다소비사업자 등에게 설치를 권장하고 있습니다.

 

ICT 활용 고효율기기 

LED 조명 기구의 설치를 의무화하고 가전제품에 스마트플러그를 내장할 계획입니다. 또한 지역/가스냉방 보급 확대에도 나서고 있습니다.

 

수요관리자원시장

ESS, EMS 등을 통해 확보한 수요감축자원도 공급발전자원과 대등하게 거래되는 전력수요관리자원 시장을 형성해 관련 시장을 확대하고 시장 거래의 활성화를 기대하고 있습니다.

 

현재 여러 정책 기조를 볼 때 전기요금의 현실화는 기정사실로 되는 분위기입니다. 이에 따라 에너지 관리의 패러다임도 공급관리에서 수요관리로 서서히 바뀔 것으로 보이는데요. 현재의 단순한 요금 체계보다는 전력을 아끼고 남는 자원을 활용할수록 인센티브를 지원하는 등의 메리트가 있는 방향으로 서서히 변화될 것입니다. 그러나 무엇보다 중요한 것은 에너지 절약 및 효율적 사용이 전제되어야 한다는 것입니다.