우크라이나 사태로 인한 글로벌 에너지 충격에도 불구하고 유럽, 미국 및 일본은 물론 중국이나 인도를 비롯한 전세계가 재생에너지 확충을 가속화하고 있다. 또한 2050 탄소중립을 위해 SMR을 비롯한 원전의 일정부분 역할도 강조되고 있다. 그러나 간과되고 있는 진짜 중요한 사실이 있다. 바로 ‘전력망’이다. 선후진국을 막론하고 모든 전력망은 일방적인 공급과 수동적인 수요를 전제로 조성되었고 그것도 미국을 비롯한 대부분의 선진국에서는 매우 노후 되었다. 미국에서 정전이 일상인 점을 보면 잘 알 수 있다. 문제는 간헐성이라는 근본적 문제를 갖고 있는 재생에너지를 중심으로 분산형 전원의 비중이 증가하는 와중에 기존 전력망은 이러한 수요/공급 쌍방의 유연한 망 관리에 최적이지 않다는 점이다. 극심한 수요 변동과 분산형 소형 전원의 증가라는 극한의 관리 환경에도 탄력적/효율적으로 대처할 수 있는 차세대 전력망을 구체적으로 살펴보고 시사점을 정리해 본다. <편집자 주>

 

 

[뉴스투데이=곽대종 산업연구원 연구위원] 일본의 차세대 전력망 관련 추진 동향을 살펴보는 사이에 우리 정부가 향후 2027년을 지향한 제3차 지능형전력망(스마트그리드) 기본계획을 발표하여 이를 검토하고자 한다.

 

5년 단위로 수립하는 지능형전력망 기본계획은 2월 14일 3차 계획이 「2050탄소중립녹색성장위원회」를 통해 발표되었다.

 

이 계획을 바탕으로 전력 공급의 유연성을 확보함과 동시에 전력소비의 유연화를 추진하여 2027년 국민 수요반응(DR: Demand Response) 고객 2만명, 플러스DR 시장 규모 1GW를 달성하고 무엇보다 2027년 분산형 전원의 비중을 18.6%로 제고한다는 계획이다.

(※국민 수요반응은 개별 가정·사업장이 전력거래소 요청 시 전기 사용량을 줄이면, 이들이 줄인 만큼의 전기를 판매한 것으로 보고 수익을 보상해주는 제도. 플러스DR은 태양광·풍력발전 설비에서 나온 당장 필요하지 않은 잉여 전력을 사용하는 소비자에게 인센티브를 주는 제도)

 

<지능형전력망 구성>

 

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• 글로벌 스마트그리드 시장, 2030년 1600억달러 전망

 

정부가 지능형전력망을 대폭 확대하려는 배경에는 선진 주요국들의 움직임과 함께 글로벌 스마트그리드 시장이 급성장하고 있다는 데 있다.

 

즉 미국은 분산자원의 도매전력시장에서의 경쟁을 허용하며 전력 빅데이터 공유플랫폼의 활성화를, EU는 스마트그리드, 수소 등 친환경분야 집중투자와 함께 범유럽 전력망 구축을, 일본 또한 전국 규모 전력예비력 시장의 개설로 통합발전소 활성화 등을 각각 활발히 추진하고 있다.

 

뿐만 아니라 중국마저도 국가 단위 원거리 송‧배전 고도화 정책의 추진과 IT연계 스마트 전력산업 활성화를 추진하는 등 선진 각국이 지능형전력망의 확충에 주력하고 있다.

 

이는 전력수급 안정과 경제 성장에 있어서 지능형 전력망의 역할이 점차 증대하고 있다는 인식에 따른 것이다. 즉 분산에너지 시장 참여의 확대, 능동적인 전력 소비 환경 및 전력계통 관리역량의 강화 필요성이 늘어나고 있기 때문이다.

 

산자부에 따르면 2021년 360억달러 규모였던 글로벌 스마트그리드 시장은 향후 2030년까지 연평균 약 18.2% 고속 성장하여 약 1600억달러로 확대될 것으로 전망된다.

 

<글로벌 스마트그리드 시장 성장 전망>

 

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• 2027년 분산형 전원 18.6%를 목표

 

이러한 제3차 지능형전력망 기본계획에서 주목되는 점은 향후 2027년 분산형 전원의 비중을 18.6%로 설정하고 있다는 것이다.

 

이는 「제10차 전력기본계획 분산형 전원 보급 전망」에 따른 것으로 분산형 전원의 비중은 지난해 13.2%에서 2030년에는 20.4%로 늘어나고 2036년에는 23.3%로 확대될 예정이다.

 

주요 과제 가운데 전력 공급 유연성 강화를 위해서는 제주지역 플러스 DR과 풍력단지를 연계한 열‧수소 저장기술 실증, 가상발전소(VPP) 활성화 및 전기차 충‧방전을 활용한 V2G(Vehicle to Grid) 등이 추진된다.

 

스마트한 전력소비 체계 구축을 위해서는 국민DR과 플러스DR을 포함한 수요자원 시장 확대와 양방향 통신망을 활용하여 전력사용량, 시간대별 요금정보 등 전기 사용 정보를 고객에게 제공해서 자발적 전기 절약과 수요 반응을 유도하는 지능형 전력계량 시스템인 스마트 미터(AMI: Advanced Metering Infrastructure) 등이 도입될 예정이다.

 

<스마트그리드 프레임워크 3.0(2020)>

 

전력계통 시스템의 디지털화를 위해서는 재생에너지 관성 부여 인버터 개발과 직류전력망의 구축, 차세대 에너지관리 시스템(EMS) 및 디지털 변전소의 구축 그리고 차세대 배전망 관리시스템 도입 등이 추진될 계획이다.

 

마이크로 그리드 활성화를 위해서는 2027년까지 15개 산업단지 마이크로 그리드 구축과 함께 마을 단위 지역별 맞춤 마이크로 그리드를 구축할 예정이다.

 

마지막으로 지능형전력망 산업 생태계 구축을 위해서는 지능형전력망 인증제도의 도입, 전력 관련 공공기관 및 단체 등의 전력데이터 개방 확대, 관련 인력 양성 그리고 국제협력을 통한 K-스마트그리드의 글로벌 확산을 추진할 계획이다.

 

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• 향후 5년간 약 3조7천억원 투입 예정

 

이러한 지능형전력망 구축을 추진하기 위해서 정부는 향후 2027년까지 5년 동안 약 3조7천억원을 투입한다는 계획이다.

 

이 가운데 가장 투자비가 큰 분야는 전력계통 시스템 디지털화로서 약 2조4천억원이 투입될 예정이며 다음으로 스마트한 전력소비 체계 구축에 약 7400억원, 마이크로 그리드 활성화를 위해 약 3200억원 등이 투입될 예정이다.

 

<제3차 지능형전력망 기본계획에 따른 투자 규모>

 

그러나 이러한 투자규모는 경제 규모의 차이와 단순 전력망 확충을 포함한 투자 등을 감안하더라도 일본이 3.8~4.8조엔에 달하는 막대한 투자를 계획하고 있는 것을 볼 때 분산형 전원의 확대와 스마트그리드의 보다 적극적인 확충을 추진하는 방안도 신중하게 검토할 필요가 있다.

 

[정리=최봉 산업경제 전문기자]