[신성장정보] 伊 스마트그리드 산업동향과 시사점

- 스마트그리드 관련 투자의 유럽 전체 55%가 이탈리아 -

- 스마트그리드를 경제성장 엔진으로 제2의 도약 모색 -

 

 

 

□ 이탈리아 스마트그리드 기술수준과 산업

 

 O 현재 여러 유럽 국가 중 이탈리아는 독일, 프랑스 등 주요 유럽국가에 비해 10배 이상의 연구개발 투자를 해 단연 선도국의 지위에 있음. 이러한 성과에는 2000년대 초부터 스마트그리드 구현에 필수조건인 스마트미터의 연구개발에 과감하게 투자한 ENEL사의 역할이 컸음.

  - 이탈리아 최대 전력회사인 ENEL사는 2001년부터 스마트미터 개발·보급 프로젝트인 'Telegestore'를 수행한 결과, 2006년에 이미 약 3000만 개의 스마트미터가 기존 계량기를 대신해 교체 또는 설치됨.

  - ENEL사는 당시 미국 Echelon사의 앞선 기술을 도입해 그것을 기반으로 자체적으로 스마트 미터를 개발, 디자인해 자국의 환경에 적합한 스마트미터를 완성함. 이를 이탈리아의 4000만 가정과 기업에 설치하는 것을 목표로 한 5개년 프로젝트에는 총 21억 유로의 투자금이 소모됨.

 

 O 이탈리아의 스마트 그리드 기술의 EU 내 위상

 

     

 

 O 2011년까지 EU의 프로젝트 투자액의 절반이상을 투자한 이탈리아

  - 이탈리아의 ENEL사는 스마트그리드 구축을 위한 필수요건인 스마트미터의 개발과 구축을 다른 국가보다 미리 실행해 유럽 중 스마트그리드의 강국의 위치를 선점하는 효과를 거둠.

  - 다만 이탈리아의 이러한 결과는 스마트미터 구축을 위한 20억 유로 규모의 대규모 프로젝트였던 Telegestore에 의한 결과임. 따라서 구축 프로젝트보다 투자비용이 적지만 파급효과가 큰 R &D 프로젝트 전반에 고르게 투자하는 독일과 덴마크 역시 유럽의 스마트그리드 강국의 수준에 있다고 할 수 있음.

 

 

 O 세계 최고수준의 스마트미터 보급국가

  - 원자력 발전소가 없는 이탈리아는 자국 내 전기 에너지 공급구조가 외국에 비해 취약하고 기술적 유지비용 이외에 측정, 징수되지 않은 누수 전력이 많았던 고비용 구조를 해결하기 위해서 스마트그리드 기술 중 스마트미터를 우선적으로 개발 도입함.

  - 2010년 기준, 이탈리아 가정의 85%는 스마트 미터에 의해 전력사용이 모니터링됨. 이는 현재 세계최고 수준이며, 유럽 각국이 2020년까지 스마트 미터의 평균 구비율을 80%까지 달성하려는 목표를 고려해 볼 때 현재 이탈리아의 85% 수치는 매우 높은 수준으로 평가됨.

  - 또한 이는 샌프란시스코의 PG&E(PCG), 플로리다의 FPL 그룹 등 미국의 다수 전력회사들이 전 세계에 보유한 스마트미터의 개수보다 많은 수치임.

  - 2011년 7월에 열린 기후변화 주요국 정상회의(MEF)에서 한국과 더불어 이탈리아는 스마트그리드 개발선도국가로 선정된 바 있음.

 

 O 스마트미터의 기수 ENEL, 수년 내에 투자비용 20억 유로를 회수할 것으로 전망

  - 이렇게 설치된 스마트미터를 통해 ENEL사는 전력수요자의 소비양태에 대한 정확한 정보를 수집하고 효율적으로 발전과 송배전이 가능하게 됨. 이로써 연간 5억 유로의 비용이 절감되는 것으로 분석됨.

  - 현재 연간 16% 수준의 수익률을 거두는 ENEL사는 수년 내 20억 유로의 투자비용을 회수할 수 있을 것으로 확신함.

 

 O 이탈리아의 주요 스마트그리드 프로젝트

  - Telegestore와 StAMI(System Telecontrol and Automated Metering Infrastructure)

   . 이 프로젝트로 3000만 이상의 스마트미터를 설치·운용하는 이탈리아는 2010년과 2011년에 진행된 StAMI 프로젝트를 통해 스마트미터에 의해 실시간으로 전달, 축적된 정보를 기반으로 전력망의 수급최적화를 구현하는 인터페이스를 구현함.

   . 2008년 Enel사는 이탈리아 가정 1000가구를 대상으로 스마트미터의 전력사용 정보를 가정 내에서 디스플레이 단말기(Smart Info)를 설치했는데, 그 결과 57% 의 소비자가 전력사용 행동양식에 변화를 가져왔음.

 

 

 

  - Energy@Home

   . 2009년부터 2011년까지 진행된 본 프로젝트의 목표는 Smart Meter와 Smart Info의 시스템을 에너지관리 시스템인 Energy Box, Energy Butler와 통합해 자동으로 에너지관리의 최적화를 추구하는 동시에 본 통합시스템이 가정용 전력시장에서 각 가정을 대표하는 정보흐름의 관문(Gateway)의 기능을 하도록 구현하는 것이었음.

  - ADDRESS(Active Distribution network with full integration of Demand and distributed energy RESourceS)

   . ENEL을 중심으로 유럽 11개 국가의 에너지분야 기업과 연구소, 학계 등이 참여한 컨소시엄 프로젝트로 2008년부터 진행돼 2012년까지 예정된 R &D 프로젝트로 투자비용만 총 1900만 유로로 총 25개 파트너를 규합한 협업 프로젝트

   . 본 연구 프로젝트의 목적은 새로운 전력시장을 구성하는 각 가정의 집적된 잉여전력을 이용해 타 지역의 전력 ‘수요에 대응’(Demand Response) 가능한 체제를 구축하는 것임. 즉 Smart Meter 와 Energy Box(에너지 관리시스템)의 올바른 구동을 전제한 후, 이 시스템이 소비자 인터페이스의  집적자(Aggregator)로 작동해 이 플렛폼이 잉여전력을 상호간 유동적으로 매매할 수 있도록 하는 새로운 전력유통시스템을 구현하는 것임.

   . 본 프로젝트를 통해 시스템의 수익성 확대에 참여하는 소비자의 숫자가 일정수준 이상으로 증가할 경우 더욱이 증대될 수 있음을 보여 전력 수요자의 적극적 참여가 스마트그리드 구축에 중요한 조건임을 증명함.

 

  - 그 이외 국영연구소인 ERSE(Enea – Ricerca sul Sistema Spa: 이탈리아 국립에너지연구원(Enea)이 출연한 국가 간 연구지원 전문기관)를 통해 AlpEnergy 등 30개 이상의 프로젝트가 국가 간 협업 프로그램에 의해 진행되며 이와 동시에 ENEL은 실증지역을 대상으로 구축형 프로젝트와 그 경제적 평가를 이원적으로 실행함.

   . AlpEnergy 프로젝트는 재생에너지의 효율적 공급을 위한 국가 간 협력프로젝트로 이탈리아, 독일, 스위스, 프랑스, 슬로베니아, 오스트리아 등 알프스 지역 6개국이 참여해 지능형 전력망 구축을 목표로 함.

   . Molise 의 Isernia 에서 2012년 초 이탈리아는 전력과 가스망을 통합하는 파일럿 프로젝트를 완성할 예정. ENEL의 인프라·전력망 담당자인 Livio Gallo는 당국의 지원을 받아 전력과 가스의 새로운 구조를 세울 기반을 다진다고 평가. 이 프로젝트는 6000가구를 대상으로 시험 공급함.

 

 

 O 재정위기와 성장부재로 고심하는 이탈리아의 차세대 경제성장 엔진으로 평가 받는 스마트그리드 산업

  - 이탈리아 산업연맹(Confindustria)에 따르면, 현재의 정부인센티브 수준으로 2020년까지 본 사업이 진행되면 2010년부터 2020년까지 절약되는 에너지량은 86Mtep 이상이 될 것으로 평가

  - 경제적으로는 1300억 유로의 직접적 투자유발효과와 2400억 유로의 간접투자, 1600만 단위의 일자리 창출효과가 있을 것으로 기대

  - 그 결과 지속적인 GDP 증대효과가 연간 0.5%에 이를 것으로 기대

 

□ 표준화 동향

 

 O 스마트 그리드의 표준화는 아직 초기 진행 상태임. 북미와 유럽은 독자적으로 스마트 그리드에 대한 상호운용성 표준을 추진함.

  - 미국은 EPRI와 NIST를 중심으로 스마트그리드의 운용성 표준화를 주도하며 유럽은 ‘European Technology Platform, Smart Grids’를 중심으로 표준화 진행

 

 O 전반적으로 기존의 아날로그 방식을 사용하는 전력망에 대한 세부 표준화 규격은 선진국을 중심으로 정립됐으나 스마트그리드 관련 표준화 작업의 진척은 미흡한 상태

  - 미국, 유럽 등도 스마트그리드 표준에 해당하는 세부 규격 중 약 60%를 기존 아날로그 방식 전력망 표준 규격을 준용해 사용하는 실정인 것으로 파악됨.

 

 O 세부 기술 분야별로 국제표준화 단체들의 표준화 움직임이 진행 중

  - 스마트그리드의 전력관리기술분야는 IEC와 IEEE, ISO, OpenAMI에서, 전력망보안기술은 IEEE, NERC, IEC, NIST에서 진행함.

  - 한국은 스마트그리드의 전력기술분야에서의 국제표준은 IEC를 중심으로 진행되며 많은 부분이 기존 전력망 표준규격의 준용이 예측됨.

  - IT 기술의 스마트그리드 적용을 위한 표준화 노력은 ZigBee Alliance Home Plug, IEEE 등 포럼과 컨소시엄을 중심으로 표준화가 진행됨.

 

 O 미국은 정부 차원에서 스마트 그리드 표준 프레임 워크를 고안 중이, EPRI 와 NIST가 협력해 상호운용성 표준화 작업을 진행 중임. 개발된 상호운용성 표준·프레임 워크를 FERC에서 기술개발에 적용하도록 규정을 제정함. 정책 관련은 TTA와 기술 표준원에서 추진 중임.

 

 O 2009년 4월 프랑스 파리에서 미국, 일본, 중국, 한국 등 13개국 전문가가 참석해 IEC의 스마트그리드 상호운용성 표준을 위한 로드맵 작성회의를 했고 2009년 9월에는 미국에너지부(DoE)의 주관으로 차기회의가 개최될 예정이며, 스마트그리드 글로벌 표준 개발 협력을 위한 지침서를 작성한 바 있음

 

□ 시사점

 

 O 전력망의 지능화라는 비전은 오래 전부터 추진됐으나 최근 들어서는 탄소 배출량감소, 지구온난화 방지뿐만 아니라  차세대 성장동력확보, 표준화를 통한 글로벌 시장에서 선도국 지위선점이라는 명제 하에 각 선진국의 정책입안과 표준화는 더욱 가속화 될 것임.

  - 이미 수년 전부터 반도체 기술과 인터넷 기술 확산으로 상징되던 실리콘밸리의 닷컴들도 에너지 산업과 관련된 와트컴(WattCom)으로 옮김.

  - 스마트그리드 시스템 도입으로 새로 창출되는 사업영역으로는 수요반응프로그램, 홈네트워크 전력관리 시스템, 에너지포털 서비스, 에너지효율 컨설팅, 통합검침, 소형 신재생 전원, 소형전력 저장장치, 전기자동차 운영 서비스, 탄소 배출권과 재생에너지 의무할당제(RPS: Renewable Portfolio Standard)관련 사업 등이 꼽힘.

 

 

 

 O IT 기술은 스마트그리드의 자체적 오류수정, 수요반응, 보안, 전력 품질보장, 그리고 전력거래를 실현시키는 필수도구로 자리매김되며 양방향 유·무선통합 통신네트워크, 센서네트워크, 알고리즘 기반관리, 프레임워크소프트웨어, 보안 등의 최신 IT 기술이 전력네트워크의 지능화를 위한 원동력이 됨.

  - 스마트그리드의 중전기 산업의 원천기술에 비해 IT 기술과 그 응용 면에서 선진국 대비 비교우위를 가진 한국으로써는 스마트그리드 세부 분야 중 IT 응용기술에 중점적 투자를 하는 것이 바람직함.

 

 O 관련법(지능형 전력망 구축과 이용에 관한 촉진법)과 하위법령을 조속히 완비하고 로드맵 상 일정을 앞당길 필요가 있음.

  - 현재 한국정부의 로드맵에 따르면 2012년까지 기술모듈화, 시범도시 구축 2020년 내로 소비자 전력망 지능화 완료, 2030년에 이르러서야 국가단위 스마트그리드 구축계획이 있으나 이는 현재 이탈리아의 연구개발과 구축 수준과 비교하거나 EU의 로드맵과 비교해도 뒤늦은 상황임.

  - 주변국에 비해 빠르게 축적된 이탈리아의 스마트미터 구축 경험과 노하우는 이탈리아의 국가 이미지에 긍정적으로 작용할 뿐만 아니라 주변국에 전수돼 이탈리아의 새로운 수출동력의 역할을 함.

  - ENEL사는 지난 2010년부터 2015년까지 스페인의 Endesa 지역에 1300만 개의 스마트미터를 설치하는 공급계약을 체결함. 이러한 ENEL의 Endesa 지역 스마트미터 구축 솔루션은 2009년 EUROPEAN ULTILITY AWARD 를 수상함.

  - 지리적 확장뿐만 아니라, 스마트그리드를 통해 확보된 전력분야의 높은 정보관리 수준은 향후 가스 등 타 에너지 관리기술로 확장 응용이 가능함.

  - ENEL사는 스마트미터 기술을 향후 자사의 또 다른 에너지 기간망인 가스 공급망에도 적용하는 파일럿 프로젝트를 Molise에서 수행 중

 

 O 현재의 용도별 요금제에서 시간당 요금제로의 변경이 선행적으로 요구

  - 현재 한국에서는 용도별 전기요금체계를 기본으로 전압별-시간대별 요금체계를 추가하며 주택용에는 누진제를 적용함,

  - 이는 Advanced Metering Infrastructure의 핵심요소인 실시간 가격신호 체계 도입을 어렵게 해 장애요인으로 작용하게 되므로 정책적인 변화가 요구됨.

  - 이탈리아는 이미 지난 2005년 스마트미터의 보급 프로젝트 단계에서 실시간 요금제로 전환한 바 있음.

 

 O 표준화 추이 관측과 이원적 상품전략으로 대응

  - 원천기술보다는 상대적으로 IT기술을 기반으로 한 응용기술에 강점을 가진 한국으로서는 향후 강대국의 발전과 송배전 관련기술의 표준전쟁의 추이를 면밀하게 관찰할 필요가 있음.

  - 또한 IT 기술과 융합제품의 표준을 미국 한 국가에 집중하기보다는 양자와 결합할 수 있는 이원적 제품전략을 택하는 것이 향후의 표준화 결과에 따르는 리스크를 줄일 수 있는 방법임.

  - 따라서 현재 미국과 진행되는 상호투자협력과 관계공조를 유지하면서도 월등한 스마트미터 설치율을 기반으로 스마트그리드 구축, 운영에서 앞선 기술을 가진 유럽권 스마트그리드 선도국가들과 새로운 스마트그리드 협력 체계를 발굴, 발전시키는 경제협력 사업 또는 공동연구프로젝트 등을 개발하는 것이 필요할 것으로 판단됨.

 

3) Advanced Metering Infrastructure

 

 O 중소기업의 경우, 기존의 중앙중심적 전력 생산, 송배전망을 위한 중전기 산업은 고도의 자본집약적 산업으로 중소기업에 진입 장벽이 존재했으나 분산화되고 IT 기술이 융합된 스마트그리드 전력망에서는 중소기업의 다양한 기술접목을 통한 기회발굴과 비즈니스 모델개발을 통한 시장진입이 보다 용이해질 것으로 판단되는 바, 중소기업의 적극적 틈새 비즈니스 발굴의지가 필요함.

  - 스마트그리드 관련 세계 150대 공급업체 중 45%가 직원 수 250명 이하의 중소기업임.

 

 

 O 현재 유럽권 스마트그리드 산업에서 원천 기술과 융합할 수 있는 IT기술로는 스마트미터, AMI(Advanced Metering Infrastructure) 시스템, 수요반응(Demand Response)시스템, 전력변환장치, 배전자동화 시스템 등의 신규장비와 결합한 품목의 수출시장 확대가 관측됨.

  - 다만 스마트미터 시장의 경우, 이탈리아는 시장이 거의 포화상태에 있는 바 비교적 EU국가 중 스마트그리드 투자에서 늦은 신규가입 12국 중 대규모 투자국인 몰타 등을 중심으로 수출시장을 전략을 세우는 것이 바람직함.

  - 또한 한국 정부는 그린 에너지 사업을 미래의 성장 동력으로 선정해 적극적 육성의지를 보였고 향후 많은 투자재원을 마련할 것으로 보이는 바 정부의 지원 정책에 주의를 기울여 투자의 버팀목으로서 활용하는 것이 바람직함.

 

 O 기존의 가전업체들은 각 수요국의 스마트미터, 에너지관리시스템과 호환이 되는 절전형 가전제품  수요급증에 대비할 필요

 

 O 스마트그리드 분산 전원 체계에서 전기저장형 기술의 상용보급으로 충전형 전기자동차 역시 큰 폭으로의 성장이 예상됨. 이에 따라 현재 세계적으로 경쟁력을 인정받는 리튬 2차 전지시장 역시 스마트그리드의 구축이 진행될수록 수출시장이 큰 폭으로 확대될 것으로 기대됨.

 

 O 스마트그리드의 국가브랜드화로 지속적인 경제성장을 도모하기 위해서는 정부, 한전 등 전력공급자(Distribution Service Operator: DSO),중전기산업 , IT 중소기업뿐만 아니라 소비자 역시 시스템구성원으로서 전략적 협업과 참여가 요구됨.

  - 기존 전력망에서의 소비자는 소극적으로 에너지 절약형 소비행태에 머문 반면 스마트그리드에서는 적극적 판매자로 등장하게 됨.

  - 또한 소비자는 스마트그리드 구축에 있어서 필수적인 초기 고정비용 절감의 열쇠가 되는 바, 가정과 기업의 전력소비자들은 국가 에너지 정책과 전력공급사의 구축 로드맵에 대한 신뢰를 통해 적극적이고 능동적인 자세로 스마트그리드 실증프로젝트에 참여하는 것이 바람직함.

 

 O 스마트그리드 산업 역시 글로벌 분업과 M&A(2011년 12월 Siemens는 실리콘벨리 소재 스마트그리드 소프트웨어 알짜기업인 eMeter사를 인수 완료)를 통한 규모와 효율화를 동시에 추구하는 외형적 성장전략이 우위전략으로 평가되고 있는 바, 장기적으로 스마트그리드 레이어(Layer) 전체를 아우르는 End-to-End 기업을 육성하는 것이 바람직함.

 

 

자료원: JRC(Joint Research Center), EU Commission, Enel, Greentechmedia 등