미국 캘리포니아는 스마트그리드로 에너지 효율화 추진한다

- 법·규제 제정 및 연구개발활동 활발히 전개 -

□ 개황

 ○ 캘리포니아 주는 미국 내에서도 신재생에너지 및 스마트그리드 연구와 실용화를 선도하는 지역

 ○ 캘리포니아 주의 에너지 및 신재생에너지 정책 운영을 담당하는 캘리포니아 에너지국(CEC, California Energy Commission)은 공공이익을 위한 에너지 연구 (PIER, Public Interest Energy Research) 프로그램을 운영해 전력 및 천연가스, 운송 등에 연간 8000만 달러의 예산을 집행하며, 현재 4억 달러 규모의 연구 프로젝트들이 진행 중에 있음.

 ○ 이 프로그램 내의 스마트그리드 연구는 에너지 시스템 통합, 신재생에너지 사용, 저탄소배출 건물, 환경 보존, 차량 등 전 연구 분야에 걸친 컨버전스 연구를 통해 스마트그리드를 이용한 전반적인 에너지 효율 강화에 관한 연구를 수행하고 있음.

□ 스마트그리드란?

 ○ 정의

  - 스마트그리드의 의미를 폭넓게 혼용해왔음. 캘리포니아 에너지국은 연구기관인 EPRI(미 전력연구원)의 연구를 통해 스마트그리드를 정의

  - 스마트그리드는 그리드 운영과 자원을 최적화하며, 물리적인 인프라와 경제 상황에 맞게 변형할 수 있도록 하는 기술을 일컬으며, 배분되는 자원의 활용과 통합을 꾀해 수요 중심의 자원 운용 및 에너지 효율화를 가능케 하는 것을 목표로 함.

  - 기능적 측면에서는 사이버 보안 체제를 갖추고 그리드의 운영과 현재 상태에 대한 쌍방향 통신이 가능케 하는 것을 추구. 이를 통해 스마트 기기와 여타 가전 기기가 통합 운영되는 것이 향후 연구 방향이 됨.

 ○ 배전 자동화, 첨단 검침 추구

  - 전력 운영에 있어서는 배전 자동화 및 첨단 검침을 추구하며, 전력 저장 및 최대 사용시간 조절 기술을 구현하도록 함. 또한, 사용자들에게 적시에 전력 정보를 송신해 사용량 통제 결정을 내릴 수 있도록 하는 기술을 탑재

  - 주 정부 차원에서 전자 그리드에 연결된 각 기기들의 내부 운영 및 상호 통신을 위한 표준기술을 제정하고, 스마트그리드 기술과 실현하며 서비스 제공을 가능토록 진입 장벽을 완화하는 방향으로 정책을 추진하고자 함.

□ 캘리포니아의 스마트그리드

 ○ 캘리포니아 주 차원의 스마트그리드 실행 노력

  - 캘리포니아 주는 온실효과 개선을 위해 2010년까지 전체 에너지 사용량의 20%를 재생 에너지로 발전하겠다는 계획을 세웠음. 이를 통해, 온실가스는 현재의 수준에서 11% 감소하겠다는 의도

  - 궁극적으로 2020년에는 현재 수준의 30%로 온실 가스를 줄이고, 재생에너지를 33% 사용해 에너지 효율성을 최대화 하는것이 목표. 이와 같은 목표를 이루기 위해서는 에너지 효율성 및 운영을 최적화 할 수 있는 스마트그리드의 활용이 필수적임.

  - 2006년 캘리포니아 주 전 지역을 대상으로 한 첨단 검침 사업이 시작됨.

  - 캘리포니아 주 정부의 규제담당 기구들인 캘리포니아 공공 유틸리티 위원회(California Public Utilities Commission)와 캘리포니아 에너지국 차원의 스마트그리드 프로젝트들을 담당. 스마트그리드 사업을 통해 향상된 공공 전력과 가스 서비스 및 품질 향상과 안정성을 꾀할 수 있을 것으로 기대

  - 또한, 정전 방지 및 복구 시간 감축이 가능하며, 많은 경우 스마트그리드 자체로 전력 배전 및 송수신 문제를 해결할 수 있을 것으로 보고 있음.

  - 궁극적으로는 에너지 사용의 효율성을 극대화하며, 이를 통한 전체 에너지 사용 비용 감소를 꾀함.

전력 생산 및 사용 전 단계에 걸친 스마트그리드 활용 예상도

자료원 : 캘리포니아 에너지국

 ○ 캘리포니아 내 전력회사들의 노력

  - 캘리포니아의 스마트그리드 관련 원격 검침 시스템 시범 프로그램은 이미 주요 전력사인 PG&E, 샌디에이고 전력, 에디슨 전력 등을 중심으로 진행 중

  - 현재 최대 사용량 200㎾ 이상을 사용하는 대형 사용자들은 이미 원격 검침 시스템을 갖추고 있으며, 200㎾ 이하 사용자들에 대해서는 각 전력사별로 투자 목표를 세우고 있음.

  - 캘리포니아 북서부에 전력을 공급하는 주요 전력사인 PG &E 는 현재 510만 개의 첨단 전자계량기 및 42만 개의 첨단 가스계량기를 보유하고 있으며, 2006에서 2012년 사이 17억 ~23억 달러의 비용이 투입될 것으로 예상

  - 캘리포니아 남부를 담당하는 샌디에이고 전력은 140만 대의 첨단 전기 계량기 및 90만대의 가스 계량기로 교체했으며, 2008년에서 2011년 사이에 전체 6억 달러 규모의 투자를 단행할 계획

  - 캘리포니아 중남부를 담당하는 에디슨 전력은 현재 530만대의 전기 첨단 계량기를 보유하고 있으며, 가스 계량은 대체로 원격 검침을 사용 중임. 2009년에서 2012년 사이 17억 달러 규모의 투자를 단행할 예산이 확보됨.

  - 첨단 검침으로의 전환에 대한 이의는 없으나, RF(Radio Frequency)로 할 것인지 BPL(Broadband Power Line)을 사용할 것인지 등의 기술적 통신방식에 대한 논의가 진행 중

에디슨 전력의 스마트그리드 구축 계획

자료원 : 캘리포니아 에너지국

 ○ 향후 계획

  - 공공 이익을 위한 에너지 연구 프로젝트의 일환으로 2020년 캘리포니아 스마트그리드 방향을 정립할 계획

  - 캘리포니아 에너지국의 주요 연구개발 활동으로 마이크로 그리드 연구, 스마트그리드 표준 관련 백서 편찬, 신재생에너지 사용 확대를 위한 스마트그리드 기술백서 편찬, 캘리포니아 주의 에너지 정책 목표에 부합한 전력 저장을 위한 스마트그리드 기술 활용 백서 편찬 등이 기획된 상태

  - 이와 함께, 스마트그리드 관련 규제와 법 제정을 위한 노력이 캘리포니아 에너지 규제 위원회에서 진행 중

  - 캘리포니아 주 내 스마트그리드 활용도를 높이기 위해, 연구 기관인 EPRI 및 주요 전력회사들을 중심으로 한 시범 프로젝트들도 지속적으로 가동될 계획임. 이를 통해 얻어진 결과와 스마트그리드 기술 및 제품 개발 업체들의 의견을 종합하여 향후 스마트그리드 표준 및 법 제정이 이루어지도록 할 예정임.

□ 전망 및 시사점

 ○ 구체적인 스마트그리드 실행 현황과 함께, 캘리포니아 주 정부 차원의 장기계획 및 입장을 살펴보는 것은 표준화 및 관련 규제 제정을 이해는 물론, 관련 비즈니스 추진에 필수적인 사항으로 보임.

 ○ 캘리포니아 주 정부는 향후 에너지 정책에 있어 스마트그리드 활용을 주요 내용으로 포함시키고 있으며, 이를 원활히 수행하기 위해서는 각계의 의견이 종합된 스마트그리드 표준을 제정해야 할 필요를 느끼고 있음. 이 과정에서 업계의 현재 의견과 상황을 능동적으로 고려하고 있는 것으로 관측됨.

 ○ 향후 전력 및 검침 관련 기기 교체 시에는 스마트그리드가 포함된 기기를 사용하게 될 것이므로, 현재 의견 조율중인 캘리포니아 주의 스마트그리드 표준화의 향방에 관심을 기울이고 이에 발맞춘 기술 및 제품 개발을 추진할 필요가 있다고 판단됨.

자료원: 캘리포니아 에너지국 스마트그리드 연구개발 담당자 프리젠테이션 직접 참석, EPRI 스마트그리드 연구백서 등