IT로 에너지 효율을 높이다, 스마트그리드(Smart Grid)

< 출처 : 픽사베이, https://pixabay.com/ko >

 

현대사회에서 전기 에너지는 우리 삶과 뗄 수가 없는 존재가 되었습니다. 하지만 우리가 쓰는 전력 소비 방식은 에너지 효율이 떨어지며, 석탄∙석유∙가스 등을 태우는 과정에서 이산화탄소 배출 또한 많이 늘어납니다. 이는 현재 전력 시스템이 우리가 실제로 사용하는 전기가 아닌 전력 최대소비량에 맞춰져 있기 때문인데, 혹시라도 전력이 더 많이 사용될 경우에 대비하여 미리 확보해 두는 방식입니다. 실제로는 우리가 사용하는 전기보다 15% 가량 더 생산되도록 설계되어 있다고 합니다.

 

국내 생산 전기가 부족하게 되면 전기가 다 끊기는 이른바 ‘블랙아웃’이 올 수도 있습니다. 이러한 비효율적인 전기 생산 및 소비 방식을 해결할 방식으로 나타난 것이 ‘스마트 그리드(Smart Grid)’입니다.

 

스마트그리드는 ‘똑똑한’을 뜻하는 ‘Smart’와 전기, 가스 등 공급용 배급망, 전력망이란 뜻의 ‘Grid’가 합쳐진 단어로, 차세대 전력망, 지능형 전력망으로 불립니다. 스마트그리드는 기존 전력망에 정보통신기술(ICT)을 더해 전력 생산과 소비 정보를 양방향, 실시간으로 주고받음으로써 에너지 효율을 높이는 차세대 전력망으로 주목받고 있습니다.

 

스마트그리드는 전기 공급자와 생산자들에게 전기 사용자 정보를 제공함으로써 보다 효과적으로 전기 공급을 관리할 수 있게 해주는 서비스라 할 수 있습니다. 전기와 정보통신기술 활용으로 전력망을 지능화‧고도화해 고품질 전력서비스 제공 및 에너지 이용 효율을 극대화하는 서비스입니다. 전기 및 정보통신기술을 활용하기 때문에 제2차 전력혁명이라고도 불립니다.

 

< 출처 : 언스플래시, https://unsplash.com >

 

스마트그리드 활용의 최종 목표는 에너지 절감입니다. 필요한 만큼의 전기를 생산하고, 남는 전기는 축전기를 통해 저장해두어 공급 시 버려지는 전기를 줄입니다.

 

기존 전력망과 비교했을 때 스마트그리드가 가지는 가장 큰 차이점은 ‘에너지 발전 방식’에 있습니다. 기존에는 중앙 집중형 발전을 추구했다면, 스마트그리드는 분산 발전 방식에 주를 두고 있다는 점입니다.

 

중앙 집중형 발전의 경우, 화석 연료의 대규모 발전∙단방향으로 이루어지는 전력통신∙공급자 중심 설비 운영이 큰 특징입니다. 반면, 스마트그리드가 추구하는 분산 발전 방식은 신 재생 에너지 사용 확대∙양방향으로 흐르는 전력과 정보∙소비자(수요 측) 참여로 운영되는 설비가 그 특징입니다. 전력통신이 단방향으로 이루어지면 전력 공급자가 설비 점검과 사고 복구를 수동으로 처리해야 하고, 소비자 또한 사용한 전력 가격부터 사용한 전력량을 제대로 파악하기 어렵습니다. 이를 고려했을 때 스마트그리드는 기존 비효율적인 에너지 이용을 보완하는 양방향 방식입니다.

 

또, 전기 사용량을 실시간 모니터링하여 전력수요가 일정 시간대에 몰리지 않게 분산시키고, 전력 공급이 끊기는 사고가 발생하였을 때 전력 대체 송배전 선로 활용으로 전기를 보내도록 설정하는 등 유연한 대처도 가능합니다. 자발적 에너지 절약 유도, 설비투자 절감효과, 신재생 녹색에너지 확대, 전력 품질 및 신뢰도 향상, 전기자동차 인프라 및 전력망 구축으로 환경, 경제에 도움을 주는 등 스마트그리드는 다양한 방면에서 긍정적인 효과를 가져온다고 할 수 있습니다.

 

< 출처 : 스마트그리드 접목 미래도시 조경도 - 한국전력공사 홈페이지, https://home.kepco.co.kr >

 

향후 스마트그리드 시장의 전망은 다음과 같습니다. 규모가 큰 사업이기 때문에 공공 투자가 필요할 것입니다. 따라서 측정 장비, 시스템, 설비 공사, 서비스 등은 개인이 아닌 관련 업계가 추진할 것으로 보입니다. 또한, 전 세계 가정용 전기 제품이 송전망을 통해 전력선통신망 활용으로 정보를 교환하게 되면, 현재 인터넷 기기의 최소 10배에서 최대 100배까지 수많은 단말기를 연결하는 거대한 정보 네트워크가 출현하기 때문에 많은 기업들이 관련 사업에 참여하고자 할 것입니다.

 

한 미국 시장조사 기관(SBI) 조사 통계에 따르면 2009년 미국 스마트그리드 관련 시장은 60억 달러이고, 연간 21%로 확대될 것이며, 2014년까지는 170억 달러로 확대된다고 전망했습니다. 실제로 세계 스마트그리드 시장규모는 2018년 기준 237억 5000만 달러였으며, 2028년까지 276억 달러 규모에 달하여 미래 큰 신시장이 열리게 될 것으로 전망됩니다.

 

당장은 기술력 한계로 완벽하게 구현되지 못해 사용 시 어려움이 있지만, 현실에서 활용 가능한 상태로 구현된다면 소비자는 물론이며, 전력 공급자까지 에너지를 낭비하지 않게 될 것입니다. 더 나아가 환경적인 문제도 개선할 수 있는 스마트그리드 상용화가 하루빨리 이루어지기를 바라는 바입니다.

 

[출처]

- “스마트그리드 [Smart Grid]-IT로 에너지 효율을 높이려는 노력”, <네이버 지식백과>, 2017.03.30.

- 장재원 한국스마트그리드협회 부회장 “확장하는 스마트그리드 시장, 핵심은 ICT…보급·시장개방 함께 돼야”, <전기신문>, 2021.11.09.

- "한국전력 스마트그리드란?" , <한국전력공사 홈페이지>, https://home.kepco.co.kr/kepco/KO/C/htmlView/KOCDHP00201.do?menuCd=FN05030502