美 전력회사, 스마트그리드 도입확대 경쟁

- 연방정부는 확대정책 및 표준화 노력 -

□ 미 연방정부의 스마트그리드 정책

 ㅇ 스마트그리드 육성 계획

  - 미국 정부는 2009년 4월 16일 스마트그리드를 육성하기 위한 대규모 재정 지출계획을 발표

  - 미국 에너지부(DOE : Department of Energy)는 경기부양법(ARRA: American Recovery and Reinvestment Act)에 의해 스마트그리드 관련 프로젝트에 34억 달러의 기술 지원금을 할당했으며, 스마트그리드 보급을 촉진하기 위한 책정된 전체 관련 예산은 615억 달러 규모임. 또한 미국정부는 스마트그리드 투자 그랜트 프로그램을 의향서(Notice of Intent) 형식으로 발표

  - 2007년 제정된 에너지안보법(EISA: Energy Independence and Security Act)에 의해 미국 에너지부가 스마트그리드 관련 연구에 대한 권한과 책임을 부여받은 바 있음. 섹션 1304에 의해 스마트 그리드의 연구조사, 개발, 유치 프로그램을 지원하고, 섹션 1306은 연방 프로그램으로 투자액의 동일한 금액을 지원하는 매칭그랜트(Matching Grant)를 실시

  - 또한, 국가 경기회복법안(Recovery Act)에서도 연방 에너지부를 통해 45억 달러를 에너지안보법 프로그램 및 스마트그리드의 연구조사, 유치 개발에 투자

  - 미국 정부는 해외 의존도가 높은 석유보다 자체적으로 생산 가능한 에너지원을 확보하는 것이 국가 안보에 중요하다는 입장이며, 이에 따라 전반적인 재생에너지 및 에너지의 효율적인 사용을 위한 스마트그리드 정책을 추진 중임.

 ㅇ 스마트그리드의 제품 표준화

  - 에너지안보법은 제품간 호환을 보장하기 위한 스마트그리드 표준화에 앞장서고 있고, 미국 국립기술표준원(NIST: National Instituteof Standards and Technology)은 2007년부터 표준화 작업을 추진한 바 있음. 이에 전력시스템의 기반시설을 포함한 제반 설비와 송전망에 연계되는 장치 사이의 통신과 상호운용성(interoperability)을 위한 표준개발을 추진 중임. 제조사에 따라 달라지는 기술표준으로 인해 발생할 수 있는 사용자의 불편함을 미연에 방지할 수 있는 이 작업은 표준 제정에 필요한 각종 프로세스 정립을 요구

  - 새로운 표준을 준수한 스마트그리드 테스트 및 인증 프로그램은 여러 가지 문제점을 감안하고 있는데, 이중 스마트그리드와 전력망을 제어 할 수 있는 정보시스템에 대한 보안체제, 에너지안보법(EISA)과 연방 에너지규제위원회(FERC)의 정책 표준화, 스마트그리드 설비와 소비자측 설비의 통합, 데이터를 각기 다른 시스템에서 공유해 작동 가능의 문제점을 우선순위로 다루기로 한 바 있음.

  - 표준안은 송배전망을 현대화해 가전제품, 하이브리드 자동화 등 다양한 부분의 협업 프로그램을 제시. 특히, 앞으로 사용이 늘어날 것으로 보이는 하이브리드 전기 자동차의 최신 전력 저장 설비와 기술의 도입활용이 주요 의제로 논의되고 있음.

  - 에너지 효율성 제고를 위해 성공적으로 진행되어왔던 에너지스타(Energy Star) 프로그램과 같이 주방 가전제품 대상으로 보다 에너지효율적인 제품임을 표시하는 스마트그리드 라벨 프로그램을 추진 중

  - 전력 시스템의 신뢰도, 효율을 개선하기 위한 디지털 정보 사용량의 증가, 첨단 계량기 도입, 송전망 운용과 상태에 관련된 통신, 배전자동화 기술구현 등을 추진

□ 미국 전력회사들의 노력

 ㅇ PG&E

  - 북 캘리포니아 대부분의 지역에 전력과 가스를 공급하는 PG&E(Pacific Gas&Electric) 는 2006년부터 스마트 그리드를 위한 원격 검침 첨단 계량기 보급을 실시

  - 2008년 기준 520만 명의 가입자를 확보하고 있으며, 1단계 첨단 계량기는 2011년까지 도입을 완료하고 2012년부터 대량 보급을 실시할 계획

  - 전력회사들의 가장 큰 우려는 전기 최대 사용 시점에 맞춰 전력을 공급할 수 있어야 하기 때문에 전력 생산량 자체를 늘려 놓아야 하는 부담이 있는 것과, 최대 사용 시점시의 정전 사태임. 캘리포니아는 이미 몇 차례의 정전 사태를 겪은 바 있으며, 매 정전시마다 고객 만족도가 하락하는 것은 물론 경제적인 손실을 입을 수도 있는 상황

  - 스마트 그리드 시스템은 이러한 정전 사태에 직접적인 도움을 준다고 함. 현재 보급된 첨단 계량기를 이용한 스마트그리드 시설을 통해, PG &E는 정전 발생 직전 어느 지점에서 정전이 될지를 정확히 알 수 있으며, 정전 직후 첫 번째 고객이 전화를 걸어오기 약 8분 전에 미리 이를 파악해 복구 작업을 시작할 수 있는 정도의 시스템이 도입된 상태임.

미국의 스마트미터기 도입 현황 지도

    자료원 : smartmeters.com

 ㅇ 페코

  - 페코(Peco)는 미 동부에 위치한 전력 회사로 2009년 기준 가입자 수가 약 190만 명

  - 페코는 2009년 9월 향후 10년간 배전 시스템 개선 및 160만 첨단 계량기 보급을 포함한 6억 5000만 달러 규모의 투자 계획을 발표

  - 연방정부가 경기부양정책으로 발표한 스마트그리드 투자금 2억 달러에 지원했으며, 향후 3년간 60만 개의 첨단 계량기 보급할 수 있는 규모임.

  - 펜실베니아 주 입법부는 일반 가정이나 업체에서 에너지 절약 전등이나 냉방기 등을 교체해 에너지를 절약할 경우 세금 혜택을 주는 방안을 도입할 예정임. 이 경우, 페코와 같은 대형 전력 업체들은 스마트 미터기와 시간당 과금제 등을 제공해야만 함.

  - 페코는 각 고객 데이터를 무선통신 기술을 통해 취합할 예정이며, 전력 사용량이 적은 시간대에는 가격 할인을 제공할 수 있음.

  - 또한 스마트 그리드 시스템을 통하면 전력사에서 직접 사람을 보내지 않아도 원거리에서 전력을 끊거나 바로 연결시킬 수 있음. 궁극적으로는 동의한 고객들에 한해 일반 가정의 에어컨이나 가전 기기들의 전력 사용량을 조절할 수도 있음.   

  - 앞으로 전반적인 에너지 보급 시스템 운영을 개선하기 위한 데이터를 수집이 이루어질 예정이며, 원격 검침 시스템을 운영해 각 변전소에서 생산한 전기가 언제 어디에서 사용되고 있는지를 각 전력 단위당으로 파악해, 스마트 그리드의 필수 요소로 불리는 원격검침 컨버젼스 및 배전 자동화의 가능성이 입증될 것으로 보임.

  - 겨울철 난방 사용량이 많은 필라델피아 지역에 위치한 페코는 데이터 수집 기술을 활용해, 만일 지역 내 이웃들보다 전력을 월등히 많이 사용하는 고객의 경우 그 가구의 에너지 효율 자체를 높이는 프로그램을 제공하는 기획을 마련. 사용량이 많은 고객들을 중심으로 에너지 효율화를 실시해 에너지 절약을 효과를 최대화 할 방침임.

 ㅇ 플로리다 전력공사

  - 플로리다 전력공사 (FPL)는 2007년 기준 440만 명의 가입자를 보유한 전력공급사로  최근 ‘에너지 스마트 마이애미’ 프로그램을 통해 지역 내 대도시인 마이애미 시에 스마트 그리드를 도입할 예정이라고 발표

  - 이 계획 아래 마이애미 시에서 사용하는 전체 계량기를 100만 대의 첨단 계량기 교체할 예정이며, 향후 300여 대의 전기 자동차의 전력 공급과 함께 1000 가구의 가정 내 네트워킹 시설, 대학을 포함한 학교들의 태양광 설비 등도 함께 확충하기로 함.

  - 플로리다 지역은 미국 남동부에 위치하고 있으며, 보통 여름 기온은 섭씨 38도에 다다르는 등 매우 더운 지역이기 때문에 에어컨 사용이 건강 문제로 직결되는 상황. 이에 따라 무분별한 에너지 사용량을 조절하기 위한 스마트그리드 도입에 대한 지역사회 내의 이해가 형성된 상태임.

  - 플로리다 전력공사의 경우 스마트 그리드를 통해 가장 얻고자 하는 것은 에너지 사용 데이터를 취합해 사용 시간과 사용량 등을 최적화 하는 데 있음. 이에 따라, 스마트 그리드 도입과 함께 에어컨의 위치, 집안 냉난방 효율 등을 함께 연구할 예정임.

  - 이미 기존 스마트쿨 에너지 세이빙 모듈연구를 통해, 킬로와트/시간 소비량을 8.9% 낮출 수 있음을 연구한 바 있으며, 최대 전력 소비시간대의 사용량은 10.8% 줄일 수 있음을 확인하는 등 에너지 사용의 효율화를 위한 스마트 그리드 도입이 활발함.

□ 전문가 인터뷰

 ㅇ 캘리포니아 에너지국 에너지 시스템 연구소의 마이클 그래블리 부장은 2030년까지 에너지 사용의 33%를 재생에너지로 채워야 한다는 목표에 따라 각 전력회사들의 재생에너지 사용 노력이 활발해지고 있다고 함. 특히, 이 목표를 이루기 위해서는 기존 에너지원보다 효율이 낮은 재생에너지를 사용하게 되는 경우가 있는 등 에너지 사용량을 효과적으로 계획, 통제할 수 있는 스마트그리드의 활용이 필수적이라고 함.

 ㅇ 스마트 그리드 분야의 대표적인 업체인 실버스프링네트워크의 창업자 중 한명이자 CTO인 라지 바스와니는 흔히 전력 회사들은 보수적이며 빠른 변화를 꺼려한다는 인식이 있으나, 지금까지 그가 함께 일 해온 10여 곳의 전력 회사들은 스마트그리드 도입 및 연구에 있어 발 빠른 변화를 추구하며 항상 도입 가능한 가장 효율적인 방식을 환영한다는 견해를 밝힘. 대표적인 전력회사인 PG &E의 경우도 초기 스마트그리드 설치 관련 시스템을 운영한 결과 즉각적인 인력 투입 증감과 효율성 개선, 고객 만족도 개선을 경험하고 있기 때문에 추가적인 도입을 서두르게 된다는 의견을 피력

□ 전망 및 시사점

 ㅇ 현 시점까지도 스마트그리드에 관한 정의 및 기술 표준에 관한 논의가 지속되는 가운데, 각 전력회사들은 현 단계에서 시행 가능한 원격 검침 및 통신설비의 설치를 지속할 것으로 관측됨.

 ㅇ 첨단 계량기 납품에 성공한 대기업의 사례에 비추어 보면, 우리기업의 경우 스마트 그리드분야에 있어 송배전 장비나 시스템이 아닌 관련제품으로 미국시장을 공략하는 방안을 타진해 볼 수 있을 것으로 판단됨. 이 경우 한국 또는 해외시장에서의 성공경험 등이 선결과제로 나타날 가능성이 높다는 점을 참고할 필요

자료원 : KBC 스마트그리드 관련 컨퍼런스 직접 참석,  관계자 인터뷰, 미 연방정부 발표자료 종합