美 캘리포니아 주, 스마트 전기계량기도 설치지역 확대

- 스마트 미터기 관련된 전자통신 및 센서시장 크게 성장할 듯 -

- 미터기 기술 정확해야 소송 피하고 시장확대 가능할 것 -

 

 

□ 美 캘리포니아 주, 새로운 전기계량기인 스마트 미터기 도입배경

 

 ○ 美 전력 사용량 해마다 늘어

  - 미국 전력연구센터(EPRI: Electric Power Research Institute)의 2010년 5월 보고서에 따르면 대형 텔레비전 등 새로운 전자기기 구매의 확대, 전자기기의 노후화 및 전력 소모가 큰 야외조명과 수영장의 보편화 등으로 인해 1994년부터 지속적으로 미국의 전력 사용량이 증가함.

  - 또한 캘리포니아 주 공공시설위원회(CPUP: California Public Utilities Commission)의 2008년 에너지 절약 실행계획(Energy Action Plan)에 따르면 앞으로 온실가스 배출 감소를 위한 전기자동차의 등장으로 인해 전력 사용량이 더욱 증가할 전망임.

 

미국 전력 사용량 증가 추이

자료원: EPRI

 

 ○ 전력 사용량 절감을 위한 정부 및 주(州)차원의 노력 지속

  - 에너지 자원 위기가 도래함에 따라 美 연방정부는 2007년 12월 수요에 따른 전력 생산량 조절 및 전력 사용량 절감을 위한 에너지 인프라구조 개선을 주요 내용으로 하는 에너지 독립안보법(EISA: Energy Independence and Security Act of 2007)을 제정했으며 이어 2009년 2월 오바마 정부의 美 경기부양법(ARRA: American Recovery and Reinvestment Act of 2009)에서도 에너지 사용구조 개선의 필요성을 강조함.

  - 또한 캘리포니아 주 공공시설위원회(CPUC)와 에너지 위원회(California Energy Commission)는 에너지 효율성 증대, 신재생에너지 사용, 전력 생산 인프라구조 개선에 따른 중장기적인 에너지 절약목표와 그에 따른 단계적 실행방안을 주요내용으로 하는 시행계획(Energy Action Plan)을 총 3차에 걸쳐 발표함.

  - 특히 캘리포니아 공공시설위원회(CPUC)는 주중 오후 시간대에 집중되는 전력수요로 인해 특정 시간대에 발전소가 무리하게 가동되며 그에 따라 전기요금이 상대적으로 높아지는 문제가 있음을 발견함.

  - 이에 따라 특정 시간에 집중되는 전력수요를 분산시키고 에너지 인프라구조를 개선하기 위해 2008년 2월 21일부터 1만 개 이상의 전력 공급망을 가진 전기회사들을 대상으로 스마트 그리드 기술 개발계획 및 스마트 미터기 설치 계획안과 요구제안서를 2009년 6월까지 제출하도록 함.  

  - 한편 미국 공업제품의 표준결정 및 표준화 정책을 수행하는 기관인 미국표준협회(ANSI: American National Standards Institute)는 2002년 기존 전기계량기의 정확도 범위(오차범위)에 비해 스마트 미터기의 정확도 범위(오차범위)의 기준을 더욱 강화함.

  - 이에 따르면 2002년 개정한 스마트 미터기의 정확도 범위는 ±0.5%로 기존의 전기계량기의 정확도 범위가 ANSI C 12.1 ±1.0%(Class 1)이었던 것에 비해 두 배 강화됨.

 

미국 표준협회(ANSI)의 기존 전기계량기 오차범위와 스마트 미터기의 오차범위 비교표

자료원: EPRI

 

  - 이와 같이 다양한 정부차원의 권고에 따라 캘리포니아 주 남가주 지역 전기회사인 Southern California EDISON(이하 SCE), 북가주 지역 전기 및 가스회사인 Pacific Gas &Electric(이하 PG&E) 그리고 샌디에이고 및 오렌지 카운티 남부 지역의 전기 및 가스회사인 San Diego Gas&Electric(이하 SDG &E)은 스마트 그리드 기술을 접목시킨 스마트 미터기를 개발해 2009년부터 본격적으로 스마트 미터기를 설치함.

 

□ 스마트미터기, 에너지와 비용 절약에 환경보호에도 기여

 

 ○ 실시간 통신에 원격제어 통한 조절로 전력소비 절약 기능

  - 일반적으로 전기계량기는 전력 인프라구조에 있어서 가장 중요한 부분 중 하나로 건물에 사용되는 전기의 양을 측정하고 계측하는 역할을 하는데 스마트 미터기는 무선 네트워크 기술을 이용해 전력 사용에 대해 소비자와 전기회사간의 쌍방향 커뮤니케이션이 가능하도록 하는 전기계량기를 의미함.

  - 스마트 미터기는 근거리 무선통신 기술을 사용해 전기계량기에 에어컨, 세탁기, TV 등을 연결해 소비자가 가전기기를 원격 제어할 수 있게 함으로써 에너지 사용량 조절을 가능하게 하며 반대로 전기회사에서는 가정의 전력 사용량에 대한 정보를 실시간으로 확인할 수 있게 됨.

  - 예를 들어 PG &E의 전기계량기의 경우, 각 스마트 미터기에는 Network Radio가 장착돼 단위 시간마다 전력 사용량에 대한 정보를 기록해 해당정보를 라디오 주파수를 이용해 PG &E 본사에 전송함.

  - 또한 주택가 곳곳에 전력 네트워크 접속기(Electric Network Access Point)가 설치돼 주변 상가 및 가정의 전력 사용량 정보를 수집하고 암호화해 데이터가 더욱 효과적이고 안전하게 전송될 수 있도록 함.

  - 한편 기존의 전기계량기는 누적 전력 사용량만을 파악할 수 있는데 비해 스마트 미터기는 시간당 또는 일간, 주간, 월간 전력 사용량에 관한 데이터를 언제든지 확인할 수 있다는 장점이 있음.

  - 소비자들은 스마트 미터기의 무선 네트워크 기능을 통해 전기회사 웹페이지뿐만 아니라 이메일, 문자메시지, 휴대폰 등의 장치를 통해서도 전기요금 및 사용량을 실시간으로 확인할 수 있으며 언제든지 가전제품의 전원을 원격으로 조정해 전력 사용량 조절이 가능하게 됨. 이에 따라 불필요한 에너지의 낭비를 막고 전기요금 절감 효과를 극대화 할 수 있게됨.

  - 게다가 스마트 미터기는 기존 전기계량기에 비해 더욱 엄격해진 정확도 등급이 적용됨에 따라 전력 사용량 계측에 따른 오차가 줄어들어 소비자들이 실제 사용한 전력량보다 더 많은 요금을 납부하는 문제가 개선될 것으로 전망됨.

 

PG &E의 기존 전기계량기(좌)와 스마트 미터기(우)의 모습

자료원:www.pge.com

 

 ○ Google PowerMeter, 스마트 미터기 보급에 기여할 듯

  - 2009년 2월 Google은 개인화 홈페이지인 아이구글(iGoogle) 플랫폼을 통해 전기회사에 따라 사용되는 전력량과 전력사용패턴을 추적해 웹 브라우저나 아이구글 홈페이지에서 무료로 확인할 수 있는 프로그램인 Google PowerMeter를 선보임.

  - 현재 샌디에이고 전기 및 가스회사인 SDG &E, 플로리다 주 북동부 지역 가스 및 수도회사인 JEA를 포함해 미국, 독일, 영국 등 5개 국가의 10개 전기회사가 파트너십을 맺음.

  - Google PowerMeter를 이용하기 위해서는 가정에 반드시 하나의 스마트 미터기가 설치돼야 하며 Google PowerMeter 홈페이지에서 일련의 등록과정을 거치면 이용이 가능함.  

  - 구글의 PowerMeter프로그램은 스마트 미터기와 연동돼 시간당 전력 사용량 및 전력사용패턴에 대한 각종 정보를 제공할 뿐만 아니라 이에 대한 정보를 다른 사용자들과 공유할 수 있는 Discussion기능도 제공함.

 

구글의 PowerMeter 사용모습

자료원: SDG &E

 

□ 캘리포니아 주 3대 전기회사의 스마트 미터기 보급계획

 

 ○ 에디슨(SCE)의 SmartConnect™

  - 캘리포니아 주 남가주 지역의 전기회사인 에디슨 사(SCE)는 수요가 200KW 이하인 가정과 사무실을 대상으로 약 500만 대의 구형 전기계량기를 스마트 미터기로 교체하는 SmartConnect™프로그램을 진행함.

  - SmartConnect™프로그램은 세리토스, 아테시아, 하와이안가든, 레이크우드, 롱비치, 로스알라미토스, 실비치, 시그널힐 지역을 시작으로 2009년 9월부터 2012년까지 진행될 예정임.

  - 에디슨 사(SCE)의 SmartConnect™ 담당 디렉터인 캔 디보어에 따르면 스마트 미터기를 통해 소비자들은 전력 사용량을 보다 현명하게 관리함으로써 에너지와 비용을 절약하고 환경보호에도 일조할 수 있을 것이라고 함.

  - 또한 2010년 1월 에디슨 사(SCE)의 발표에 따르면 스마트 미터기의 설치가 진행되는 4년 동안 전기 요금이 약 1.6%가량 오를 것이지만 이는 SmartConnect™ 프로그램으로 인해 매달 최소 5%의 전기요금이 절약됨으로써 초기 스마트 미터기 설치비용이 충분히 상쇄될 수 있을 것이라 전망함.

  -  한편 에디슨 사는 SmartConnect™ 프로그램을 통해서 전력 수요가 가장 높은 피크타임(Peak Time)에 주요 발전소의 총 전력 생산량(Output)에 해당하는 약 1000MW의 전력을 절약할 수 있을 것이라 예상함.

 

 ○ SDG &E의 Smart Meter &Home Area Network(HAN)

  - 캘리포니아 주 샌디에이고 및 오렌지 카운티 남부 지역의 전력공급을 담당하는 전기 및 가스회사인 SDG &E는 샌디에이고 북부를 시작으로 2009년 봄부터 2011년 말까지 약 140만 대에 달하는 전기계량기를 스마트 미터기로 교체할 예정임.

  - SDG &E사는 스마트 미터기를 모두 설치하는 데에 총 5억 달러의 비용이 소요될 것이지만 스마트 미터기의 평균 수명인 32년 동안 총 누적 절약금액은 초기 설비비용을 초과하는 5억6000만 달러에서 5억6500만 달러에 이를 것이라 전망함.  

  - 2010년 6월 SDG &E의 발표에 따르면 SDG &E사는 8월 16일 현재까지 총 62만0428개의 전기 스마트 미터기와 43만6447개의 가스 스마트 미터기를 설치 완료함.

  - 또한 SDG &E사는 무선으로 자유롭게 가전제품의 전원을 조정할 수 있도록 하는 Home Area Network(이하 HAN)를 개발하고 209년 2월 6일, 가전제품 제조업체, 소프트웨어 개발자 및 가전제품 설치 업체들 간의 협력을 촉구하는 HAN 요구제안서를 발표하기도 함.

 

 ○ PG &E사의 SmartMeter™

  - 2006년 7월 20일, 북가주 전기 및 가스회인 PG &E사는 스마트 미터기 설치 프로그램인 SmartMeter™을 시행하기로 했으며 2006년과 2007년 총 2년 동안 SmartMeter™1.0과 SmartMeter™2.0이라는 테스트 과정을 거쳐 현재까지 총 649만6702개의 가스 및 스마트 미터기를 캘리포니아 주에 설치함.

  - PG &E사는 전기요금의 단계를 5개의 Tier로 나누어 전력 사용량에 따라 전기요금이 1 Tier씩 상승할 때마다 소비자들에게 이메일이나 휴대폰을 통해서 알려주는 Energy Alert 서비스를 제공함.

  - 또한 스마트 미터기의 보급과 더불어 스마트 미터기에 대한 소비자들의 문의와 스마트 미터기 설치에 따라 파생되는 문제점을 해결하기 위해서 165명의 고객서비스 담당자를 추가로 고용하고 SmartMeter™고객 전담 콜센터를 운영함.

  - 그러나 2009년 11월 캘리포니아 주 베이커즈필드 지역의 한 고객이 PG &E사의 스마트 미터기를 설치한 이 후 요금이 폭등했다며 PG &E사를 상대로 잘못된 정보제공 및 불공정거래법 위반으로 소송을 제기했으며 이에 따라 스마트 미터기의 정확성에 대한 논란이 불거진 바 있음.

  - PG &E사는 자사가 보급한 스마트 미터기에는 문제가 없다고 주장했지만 2010년 5월 캘리포니아 주 공공시설위원회(CPUC)에 의해서 이뤄진 조사결과에 따르면 PG &E 스마트 미터기의 무선 통신네트워크와 미터기 설치과정에서 결함이 발생했다고 함.

  -  결국 2010년 8월 23일 PG &E사는 요금이 과도하게 부과된 고객들에게 요금을 보상해주고 자사의 과실을 인정하며 공식사과문을 발표했으나 이로 인해 2009년 말부터 PG &E사의 스마트 미터기 보급이 지연됨.

 

PG &E 사의 전기요금 Tier표

자료원: PG &E

 

□ 시사점

 

 ○ 美 전역에 스마트 미터기 보급 확대될 듯

  - 오바마 정부 및 캘리포니아 주에서 주도적으로 에너지 사용량 절감을 위해 스마트 그리드 기술 보급을 장려하고 있기 때문에 스마트 그리드 기술이 접목된 스마트 미터기의 보급은 미국 전역에 지속될 전망임.

  - 현재 PG &E의 소송 사례로 인해 스마트 미터기의 정확성에 대한 논란이 계속 되지만 시간이 지남에 따라 스마트 미터기의 에너지 절감효과가 입증되면서 소비자들에게도 호응을 얻을 수 있을 것으로 보임.

 

 ○ 스마트 미터기 관련시장도 급부상 할 듯

  - 미국 전역에 스마트 미터기의 설치가 확대됨에 따라 스마트 미터기와 관련된 무선통신 및 반도체, 전지시장 및 센서, 계량기 부품시장이 크게 성장할 것으로 전망됨.

  - 특히 스마트 미터기의 핵심요소라고 볼 수 있는 스마트 그리드 기술을 접목시킨 이동통신망에 대한 요구가 높아짐에 따라 AT &T, T mobile 및 Verizon 등의 美 전자통신업체들이 지역 전기회사들과 협력을 체결하는 등 스마트 미터기 시장진출에 촉각을 곤두세움.

  - 그러나 PG &E의 사례에서도 볼 수 있듯이 스마트 미터기의 정확성에 대한 논란이 가시지 않고 있을 뿐만 아니라 관련 규제가 점차 강화되는 만큼 관련 기업은 스마트 미터기의 정확성을 향상시킬 수 있는 기술을 지속적으로 개발해 미국 시장 진출을 타진해야 할 것임.  

 

자료원: EPRI, PG &E 웹사이트, SDG &E 웹사이트, SCE 웹사이트, 캘리포니아 주 공공시설위원회 웹사이트, LA Times, KOTRA 로스앤젤레스KBC 보유자료 종합