미래의 에너지 마이크로그리드(Microgrid)

- 지속적으로 성장 중인 글로벌 마이크로그리드 시장 -

- 공장, 캠퍼스, 병원, 군사시설 등을 중심으로 미국 마이크로그리드 시장 확대 -

 

 

 

□ 마이크로그리드 개요

 

 ○ 스마트 그리드의 일종으로서 재생에너지를 사용해 소규모 지역에서 자급자족할 수 있는 에너지를 제공하는 전력체계

  - 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)을 통해 전력 품질 및 공급 안정성 확보

 

 ○ 전력의 자급자족에 중점을 두어 소규모 발전 시스템을 이용해 에너지 생산

  - 남은 에너지들을 다른 곳에 쓸 수 있어 에너지의 효율성 및 위기상황에도 안전한 전력 제공

 

 ○ 대규모 전력이 항상 필요한 병원, 호텔, 학교, 상업빌딩 등 대형 건축물과 전력공급 불안정한 도서 지역, 자체 전력 필요한 군사시설 등 대상으로 마이크로그리드 건설 증가

 

마이크로그리드 개념도

자료원: 미국 에너지국(Department of Energy, US).

 

□ 지속적으로 성장 중인 글로벌 마이크로그리드 시장

   

 ○ 현재 계획 혹은 운영 중인 마이크로그리드 프로젝트는 세계적으로 405개에 달하며, 현재 83억 달러 시장규모에서 2020년까지 400억 달러 규모로 증가할 전망

 

자료원: Navigant Research         

 

 ○ 세계 에너지 사용량 급증으로 에너지 자원이 고갈됨에 따라 재생에너지에 대한 관심이 지속적으로 증가

  - EU, 전력 거래 활성화 목표로 마이크로그리드 보급사업 추진. 38억 유로 투자 및 277개 이상의 실증 및 보급사업 추진

  - 한국, 저탄소 녹색성장 기반조성 목표로 마이크로그리드 기술개발 및 보급사업 추진. 제주실증사업, 해외진출 컨퍼런스 등 기술개발 및 프로젝트 지원·현지 기업 협력 통해 개발도상국 타깃으로 특화된 전략 수립 추진

 

 ○ 블룸버그 뉴에너지 파이낸스(BNSF)에 따르면 2040년까지 화석연료 32%로 감소, 신재생에너지 비중 54%까지 확대 예상

  - 1990년대 전기 발전의 52% 차지했던 화석연료, 2040년 32%로 지속적 사용 감소 전망. 향후 화석연료 대체 위해 천연가스, 재생에너지 사용 비중은 35%, 16%로 증가할 전망

 

주요 에너지원 비중 변화 예상치

자료원: 미국 EIA(Energy Information Administration)

 

□ 미국 마이크로그리드 시장

 

 ○ 공장, 캠퍼스, 병원, 군사시설 등을 중심으로 마이크로그리드 시설 확대

  - 현재 12개의 군사시설이 마이크로그리드 사업에 참여하고 있으며, General Electric(GE), Boeing 등 다양한 기업이 마이크로그리드 기술개발 및 사업에 참여

 

 ○ 미국 캘리포니아 주는 미국 내에서도 신재생에너지 및 마이크로그리드 선도 지역

  - 캠퍼스, 군사지역 및 민간시설에도 마이크로그리드 사업을 추진 및 구축 중에 있으며, 캘리포니아주 에너지 위원회는 마이크로그리드 시설 구축 및 개발에 26억 달러 지원

 

 ○ 노스캐롤라이나, 메사추세츠, 뉴욕, 일리노이 등 다양한 주에서 마이크로그리드 프로그램 추진 및 개발 중

  - 노스캐롤라이나 주 포트 브레그 미 육군 기지. 마이크로그리드 구축

  - 독자적으로 25만8999㎢ 면적 전력 공급 중. 에너지 비용 절감과 비상 시 전력 대비 가능 마이크로그리드, 미군 기지 적용 증가 전망

  - 미국 시카고 일리노이공대(IIT), 미국 전자공급업체 가빈과 협약 마이크로그리드 메인 캠퍼스 구축

  - 5년 안에 전기 비용, 온실가스 배출 절감으로 마이크그리드 설립 비용 이상 효과 전망

 

시카고 일리노이공대(IIT), 캘리포니아 USCD 마이크로그리드 시설

자료원: 시카고 일리노이공대(IIT), UCSD

 

 ○ 전력망의 노후화 문제 심각

  - 'Grid 2030' 등 다양한 지원 정책 발표. 2030년까지 45억 달러를 투자해 캠퍼스, 군사시설 등 점차적으로 마이크로그리드를 구축할 예정

  - 에너지 효율을 업그레이드하고 전력 품질을 향상시키고, 전력망 서비스의 신뢰성을 높이기 위해 마이크로그리드 도입 증가

 

 ○ GTM Research, Navigant Research 등에 따르면 2015~2020년 사이 미국의 마이크로그리드 시장규모는 3.5배 증가해 누적투자금 35억 달러, 설비용량 총 2.8GW에 이를 전망

  - 2010년 ESS 설치 의무화 법안 제정, 500W~1MWh 가정용 및 중대형 ESS 설치 시 투자세액 30% 감면 등 다양한 혜택 제공

  - 캘리포니아주 테하차피 풍력발전단지 '모솔리스' 변전소, 북미 최대 규모 32MWh 급 ESS 구축 완료, 가동 중

 

미국 마이크로그리드 시장 잠재력(2015~2020년)

자료원: GTM Research’s Report

 

 ○ 2040년까지 마이크로그리드가 다양한 분야에 활용될 전망

  - 오바마 대통령, 2030년까지 화력 발전 등 온실가스 배출량 감소, 청정 에너지지원 통한 전기 보급 비중 증대를 위한 청정 전력계획 발표

  - 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전 비율 12%로 증가 목표. 재생에너지 사용 증대로 향후 마이크로그리드 시설 설립이 증가할 전망

 

미국의 주요 에너지원 비중 변화 예상치

자료원: 미국 EIA(Energy Information Administration)

 

□ 전망 및 시사점.

 

 ○ 세계적으로 환경문제 및 재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 주 에너지원 태양에너지 사용 증가와 함께 마이크로그리드 시장은 큰 폭으로 상승할 것으로 예상. 가정용뿐만 아니라 병원, 군사기지 등 다양한 시설에 구축 전망

 

 ○ 국내에서는 울릉도 에너지 자립 섬, 서울대 캠퍼스 마이크로그리드 추진. 또한 캐나다, 미국, 인도 등 대형 에너지 소비국과 에너지신산업 협약을 통해 해외시장 수출에 박차를 가하고 있음.

 

 ○ 특히, 미국 메릴랜드주에서 미국 주 정부와 최초로 MOU를 체결하며 우수한 한국 기술을 수출할 수 있는 발판을 마련. 또한, GE The Southern Company 등 대형 에너지 회사와 계약을 통해 국내 기업의 수출 계기 마련

 

 ○ 정부는 2조5000억을 투자해 에너지저장장치(ESS), 에너지신산업의 핵심기술 확보, 해외시장 개척 등 지원 약속. 지속적인 정부의 관심과 지원을 통해 핵심부품 및 소재 기술 분야 발전, 기술 고도화와 수입의존 문제 해결이 핵심.

 

 ○ 지역에 따라 수출 공략 대상에 집중. 마이크로그리드에서 핵심적인 부분인 ESS의 개발과 발전을 통해 핵심부품 수입에 대한 의존을 줄이고 자체 기술 개발 필요

 

 ○ 미국뿐 아니라 개발도상국 비전력화 지역에 수출 전략 필요. 또한, 재생에너지에서 발생할 수 있는 변동성 대처 방안 기술도 필요

 

 

자료원: Navigant Research, Department of Engergy, US Energy Information Administration(EIA), 산업통상자원부 및 KOTRA 시카고 무역관 자료 종합