전력망이 하나로 연결된다? 스마트그리드!

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앞으로의 도시는 어떤 모습으로 바뀌어 갈까요? 쇼핑과 결제는 물론 소통과 교육 등 다양한 분야에서 디지털 기술은 우리의 일상을 편리하게 만들고, 이 과정에서 수집된 데이터는 소비자와 기업 활동의 효율성을 높이고 있습니다. 그런데 상품이나 서비스가 아닌 공공인프라에도 스마트 기술을 접목하여 더욱 발전시킬 수 있습니다. 오늘은 새로운 시대의 에너지 인프라, 스마트그리드에 대해 알아보겠습니다.

스마트 전력망, 스마트그리드

디지털 혁명기후위기는 도시 활동의 근원을 이루는 에너지 분야에 큰 변화를 가져오고 있습니다. 디지털 혁명 시대에 전력 사용은 급증할 것으로 예상되지만, 기후위기는 이를 모두 신재생에너지로 감당해야 하는 과제를 안겨주고 있습니다. 이를 위해서는 친환경 발전으로 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 전송하고 이용하는 시스템이 필요합니다. 스마트그리드는 기존의 전력계통망에 디지털 기술을 접목해 에너지의 효율적 활용을 가능하게 합니다. 스마트그리드의 개념은 오래전부터 있었지만, 최근 신재생에너지로의 전환이 가속화되면서 더욱 주목받고 있습니다.


스마트그리드의 첫번째 특징은 ‘생산의 분산’입니다. 발전소에서 생산되는 전력을 배분하던 기존 시스템과 달리, 누구나 생산된 전력을 공급하고 그 대가를 얻을 수 있습니다. TV나 신문 등 소수의 매체를 통해 정보가 전달되던 시대에서 블로그, SNS, 유튜브 등 다양한 채널에서 정보가 생산 및 전달되는 시대로 변한 것과 비슷합니다. 신재생에너지의 생산 설비는 소규모로도 설치할 수 있어 기존에 비해 넓고 다양하게 분포합니다. 스마트그리드는 여러 군데에서 생산된 전력이 필요한 곳에 효율적으로 사용되도록 도와줍니다. 특정 발전소에 의존하지 않기 때문에 설비 고장 리스크도 기존에 비해 낮습니다.


스마트그리드의 두번째 특징은 ‘정보화’입니다. 전력의 생산 및 이용을 데이터로 저장하고, 이를 활용해 전력망 전체의 효율을 높일 수 있습니다. 신재생에너지는 전력 생산량이 일정하지 않기 때문에 생산과 수요 데이터의 확보 및 예측이 매우 중요합니다. 스마트그리드는 전력의 생산과 이용 데이터는 생산된 전력을 적재적소에 배분하여 안정성을 높일 뿐 아니라, 송전 거리를 줄여 소실되는 전력을 크게 줄일 수 있습니다. 스마트그리드 운영 데이터를 이용하면 전력망 유지 관리를 효과적으로 할 수 있고, 고장을 예측하거나 빠르게 대응할 수 있습니다.


스마트그리드에 공급된 전력량을 정확히 측정하고, 그에 대한 정당한 대가를 지급하는 것은 신재생에너지 발전을 늘리는 데 기여할 수 있습니다. 이 제도는 현재 국내에서 시행되고 있지만, 이와 함께 스마트그리드에 연결되는 비용을 낮출 필요도 있습니다. 신재생에너지의 생산과 스마트그리드 구축을 분리할 수 없는 만큼, 이를 고려한 정책이 필요한 상황입니다.


에너지를 넘어, 스마트 그리드의 확장성

스마트그리드는 앞서 소개한 생산의 분산과 정보화 덕분에 엄청난 확장성을 갖고 있습니다. 한국전력과 한국스마트그리드협회는 앞서 소개한 지능형 전력거래시스템 외에도 다양한 확장 서비스들을 제안하고 있습니다. 최근에는 전기차와 결합한 V2G(Vehicle to Grid)가 주목받고 있습니다. 전력 생산이 많을 때는 전기차를 충전하고, 전력 소비가 많을 때는 전기차에 충전된 전력을 그리드에 공급하는 방식입니다. 이는 전기차를 이동형 전력저장장치처럼 이용하는 아이디어로 전기차 시대에 유용한 기술로 평가받고 있습니다. 또 전기의 안정적 공급을 위해 예비 전원이 필요한데, 전기차의 배터리가 그 역할을 할 수 있습니다.


스마트그리드는 금융업에도 새로운 기회를 제공합니다. 앞서 언급한대로 전력의 안정적이고 효율적인 이용을 위해 탄력적인 가격 설정이 필요한데, 이 과정에 핀테크 업체들이 참여할 수 있습니다. 스마트그리드의 생산 및 이용 데이터를 이용해 새로운 금융상품을 만들어내는 것도 가능합니다. 신재생에너지는 초기 설치비가 높다는 단점이 있는데, 스마트그리드의 생산 및 이용 데이터 예측은 현금 흐름의 합리적 예측을 도와 투자의 효율성을 높일 수 있습니다. 에너지의 흐름과 돈의 흐름을 결합한 창의적인 금융상품은 탄소 중립 달성과 경제 성장에 기여할 수 있습니다.


스마트그리드의 구축은 그린뉴딜의 핵심 산업으로, 경제에 상당한 파급효과를 미칠 수 있습니다. 바이든 정부의 그린뉴딜 정책은 친환경 인프라 투자를 통해 과거 뉴딜 정책의 효과를 달성하려는 목표를 담고 있습니다. 2020년 발표한 환경부의 한국판 그린뉴딜 8대 추진과제에는 스마트그리드 구축이 포함되어 있습니다. 아파트 500만 호에 양방향 통신이 가능한 지능형 전력계량기 보급, 노후건물 3,000동에 에너지 진단 DB를 구축, 친환경 발전 시스템, 전력망의 재생에너지 수용성 확대를 위한 재생에너지 통합 관제시스템 구축 등의 내용입니다.


스마트그리드의 구축은 발전 설비 설치와 함께 탄소중립 달성을 위해 필요한 투자이며, 측정 센서 설치, 노후 전력망 교체 등에는 많은 노동력과 자본이 투입됩니다. 특히 국내 기업들이 경쟁력을 갖추고 있는 제조업, IT, 건설업과 긴밀하게 연결되는 만큼 지역 경제에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 투자입니다. 특히 스마트그리드의 안정적, 효율적 운영을 위해서는 남는 전력을 수로로 저장, 운송, 이용하는 수소 경제와의 결합이 필수적입니다. 에너지 산업 외에도 국내 기업들이 우수한 경쟁력을 갖춘 산업과 함께 성장할 수 있다는 점에서 스마트그리드는 미래를 위해 필요한 인프라입니다.

스마트그리드의 KEY, 사용자 체감 서비스

일자리 창출과 경제 활성화, 기후 위기 대응 외에도 스마트그리드는 스마트홈과 결합해 더 나은 일상을 만들 수 있습니다. 전력 사용 데이터를 분석하여 에너지 비용을 낮출 수 있는 방법을 제안하거나, 생활패턴에 맞는 맞춤형 서비스를 제공할 수 있습니다. 전력 사용량을 비교해 빈집을 파악하거나 고독사 등 응급상황에 대응하는 데 활용하는 등 다양한 아이디어가 도입될 수 있습니다.


현재까지의 스마트그리드는 전체 에너지 시스템을 효율화하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 에너지 공급자의 참여 동기는 높지만 사용자가 참여할 유인은 높지 않습니다. 스마트그리드의 보급은 물론, 앞서 소개한 장점이 빛을 보기 위해서는 시민 체감 서비스의 발굴과 적용이 가장 중요합니다. 일상을 더욱 편리하게 만들 아이디어가 있고, 이를 실현한다면, 환경과 사회에 기여할 뿐 아니라 개인적으로도 부와 명예를 얻을 수 있습니다.

'물'도 스마트그리드로 연결된다?!

스마트그리드는 전력뿐 아니라 수자원 관리에도 적용될 수 있습니다. 수질 및 수량 관리 시스템에 IT 기술을 결합하는 스마트워터그리드 사업도 추진되고 있습니다. 기후 변화가 물 순환에 영향을 미치면서 이상 기상현상이 나타나면서 수량 관리의 어려움이 늘어나고 있습니다. 상수도의 위생은 인간의 생존에, 하수 처리는 환경 보호에 매우 중요하기 때문에 수질 관리의 중요성은 계속해서 높아지고 있습니다. 또한 상하수도와 지하수를 관리하는 것은 도시 차원에서도 매우 중요하기 때문에 수자원 관리 시스템의 지능화 역시 매우 중요한 영역입니다.

[사진 출처: pixabay]

🤵 오늘의 인사이터: 이현무 님
**서울대학교 환경대학원 환경계획학과 (도시 및 지역계획학전공) 박사과정

미래의 스마트그리드는 주어진 자원을 안정적이고 효율적으로 활용하면서도 환경에 미치는 영향을 최소화하는 방향으로 계속 발전할 것입니다. 스마트그리드가 많은 설비와 사람을 연결하며 확장하면서도, 더 가까이 다가가 최고의 서비스를 제공할 수 있게 되고, 그 과정에서 많은 사람들이 편의와 기회와 이익을 얻을 수 있기를 기대합니다.

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