세계의 스마트 그리드 현황

미국의 DOE는 2003년 51개의 기업, 연구소가 참여하여 전력산업의 현대화를 위한 GRID2030 계획   의 수립 - 정책적 배경, 시장 배경, 기술적 배경에 기초하여 “언제, 어디서나 풍부하고, 저렴하고, 깨끗하   고, 효율적이고, 믿을 수 있는 전력의 공급” 목표 - 전력망을 백본 - 중간본 - 미세본으로 나누고 그 각각의 역할에 따라 유기적인 연결과 인공지능   을 바탕으로 한 대응 모색 * 출처 : 산자부, 전력IT추진 종합대책, 2004. 12   미국 최대의 PLC업체인 커런트 커뮤니케이션 그룹은 2006년 구글, GE, 골드만삭스 등에서 2억달러   의 투자 유치 - 캘리포니아 주정부와 텍사스 주정부는 가까운 시일 내 200만 명의 PLC 가입자를 확보하겠다는   전력선통신 확산 정책을 제시 * 출처 : 전자신문, 미 PLC 초고속 인터넷 보급 박차, 2006. 08   미국은 원격검침 및 시간대별 전력요금 부과를 위해 전자식 전력량계의 보급 확대 - IMS Research에 따르면 전자식전력량계의 생산량은 연평균 11.9%씩 증가하고 있고 기계식 전   력량계는 14.3%씩 감소 - 대부분이 전자식전력량계 생산으로 이전되고 있음 * 출처 : 한전, 전력계량업무 중장기 마스터플랜, 2006. 04   미국은 송전 선로 노후화와 전력 사용 증가로 500KV급 초고압 송전선로증설 계획· - 미국 최대 전력업체인 AEP(America Electronic Power)사는 2011년까지 9억달러 규모의 전력 시   설 투자 계획 - 미국 전력시장의 증설 투자로 국내 변압기 수출 증가 예상 * 출처 : 전자신문, 초고압 변압기 수주 등 미 시장 공략 강화, 2006. 05   미국 FERC(연방에너지규제위원회)는 2007년 여름부터 도매전력시장을 대상으로 의무적 신뢰도   규정 적용 * 출처 : http://kpx.or.kr, 美 FERC 의무적 신뢰도 규정 최종승인, 2007.   지난 2007년 정부 차원에서 “에너지 독립 및 안보법”에 의한 지능형 전력망 지원 체계를 마련하고   설비투자시 20%의 연방정부 보조금 지급을 결정한 바 있다. 이후 오바마 행정부는 녹색뉴딜정책   차원에서 종합개발계획을 마련하고 있다.   미국의 S/G 정의 전력망을 백본·중간본·미세본으로 구분하여 역할에 따른 유기적 연결과 지능화   (‘Grid2030') - 진보된 감지, 통신, 제어기술등을 이용하여 발전, 송전, 배전을 좀 더 효율적이고 경제적이며 안   정적으로 하도록 하는 현대적인 전력망 - 디지털 장비를 이용한 양방향 통신을 통하여 신뢰도(Reliability), 안전도(Security), 효율성   (Efficiency) 향상시킨 전력시스템   구성요소 The Energy Independence and Security Act* (2007.12)에서 기술개발과 보급에 관련한   스마트그리드 요소 정의 * 2020년까지 국가 송·배전망 고도화, 수용가 전력사용 효율화 - 전력시스템 운용과 자원의 동적 최적화 및 사이버 보안 확립 - 신재생 에너지를 포함한 분산 전원의 도입과 통합 - 수요반응(Demand Response), 소비자 측 자원·에너지 효율 향상, 자원의 개발과 통합 - 미터링, 송전망 운용과 관련된 통신, 배전 자동화를 위한 “SMART"(전력설비 운용을 최적화하는   실시간, 자동화, 양방향) 기술 구현 - “SMART" 설비와 소비자 측 설비의 통합 - 충전형 전기자동차, 하이브리드 전기 자동차, 열저장 냉난방 설비를 포함한 최신전력 저장설비   와 첨두부하 저감기술의 도입과 통합 - 전력시스템 관련 제반 설비와 송전망 연계장치 사이의 통신과 상호 운용성(Interoperability)을 위   한 표준 개발 - 보급사업을 위한 Smart Grid 시연 프로젝트   추진현황 ㆍ 개요 노후 전력설비 교체시기 도래와 에너지산업에 대한 새로운 비즈니스모델(수요반응,    전기자동차, 신재생에너지 활용 등) 등장에 따른 新시장 형성 ㆍ 시장 XcelEnergy가 스마트그리드 시범도시(콜로라도 Boulder市)를 구축한데 이어, GE는    Cisco, Florida Power and Light 등과 제휴 Miami에 Smart Grid 시스템 구축 ＊ IBM, Cisco 등 IT/네트워크 업체의 시장 진입, Cisco는 향후 5년간 1,000억달러 시장 추정 ㆍ 시장 California의 3대 투자자 소유 유틸리티들은 양방향 통신 가능한 계량기 선도적 보급    추진(합계 1,120만 개) 및 Microgird 프로젝트 진행 ㆍ 기업 3M과 존슨콘트롤 등 14개 업체는 전기자동차용 리튬이온전지 개발 및 생산 공장 건설을    위한 컨소시엄 구성하는 등 미래시장 준비 ㆍ 기업 Gridpoint는 PHEV용 전력흐름 관리 소프트웨어 개발, ㆍ 기업 Google *은 GE와, Microsoft는 Alstom과의 제휴를 통한 시장 참여 ＊ 2009년 2월, Google은 가정의 에너지 소비를 추적 가능한 PowerMeter를 개발 ㆍ 기업 Whirlpool은 ‘15년까지 스마트그리드 호환 가전제품 출시 예정   스마트 그리드 부양책 (Smart Grid Stimulus Package) 에너지 효율, 이산화탄소 배출, 에너지 독립에 대한 우려가 높아짐에 따라 전력망 인프라 현대화   는 국가의 미래를 위한 중요한 투자 기회임을 강조 - 전력망 인프라 현대화는 양방향의 통신, 센서, 발전된 IT를 활용하여 상호 연결된 지능적인   전력망인 스마트 그리드를 형성하는 것으로, 단기적으로는 가정 및 사업체를 위한 스마트   미터링(smart metering)* 구축을 제안 *스마트 미터링(smart metering)은 스마트 전력 계량기로, 소비자들이 수시로 변하는 가격 신호   에 따라 에너지 사용량을 조절할 수 있어 에너지 효율성 향상 효과 기대   향후 5년 동안 스마트 그리드에 500억 달러를 투자할 경우(매년 100억달러 투자) 5년에 걸쳐 매년 평균적으로 239,000개의 일자리 창출 일자리 유형 5년간 500억 달러 투자 5년간 1000억 달러 투자 연방차원의 의무화 추진 직접적 & 간접적 일자리 58,645 117,290 22,725 유도된 일자리 120,415 240,830 45,630 네트워크 효과로 인한 일자리 59,685 119,370 22,785 소기업에서의 일자리 140,475 280,950 23,385 5년간 창출되는 총 일자리 238,745 477,490 91,140 - 스마트 그리드 건설과 관련된 하드웨어 소프트웨어 IT 서비스 부문의 직접적 일자리, 제조업체   및 서비스제공업체에 의한 간접적 일자리, 새롭게 고용된 근로자들로 인한 유도된 고용 창출   가능 - IDC의 Energy Insight에서 제공하는 5년간의 추정치를 기반으로 추정   (구체적 산출 방법 및 내용 은 언급되지 않음) - 이밖에도 관련 산업들이 신기술을 점차 활용(네트워크 효과)함에 따라 새로운 일자리 창출 - 에너지를 보다 지능적으로 사용하는 새로운 형태의 가전제품 제조가 가능 - 플러그인 하이브리드 전기 차량, 에너지 저장 솔루션, 건물 지능화 등 혁신적 시장 형성 - 스마트 가전제품과 인터넷을 연결하는 홈 네트워킹 키트, 가전제품과 상호작용 하는 소프트웨   어 애플리케이션 시장   연방차원의 의무화 추진방안(Federal Mandate)은 연방정부가 스마트 미터링을 실시하고 스마트   그리드를 구축하도록 의무화하는 것 - 이 방안을 시행할 경우 91,000개의 신규 일자리가 창출, - 연방정부의 명령을 위해서는 새로운 법안을 통과시켜야 하고 실행까지 시간이 소요되기 때   문에 즉각적 조처가 필요 - 현 상황에서는 적합하지 않아 ITIF는 경기부양책으로 권고하지 않음   캐나다 스마트미터기로 교체 추진 기존 미터기를 스마트미터기로 전량 교체 추진 중이며, IT기술을 통한 에너지 효율성 확보에 주력 중 * Hydro Quebec에서 SPS(Special Protection Scheme) 연구 진행 중   캐나다 온타리오주는 2010년까지 기존 미터기를 스마트미터기로 전량 교체하는 프로젝트를 추진 - 1단계로 2007년 말까지 80만개의 스마트미터기를 보급 예정 - 스마트미터기를 통해 시간대별 가격정산 및 에너지 효율성 향상을 기대할 수 있을 것으로 예상 - 석탄연료 고갈로 인한 에너지공급부족사태를 미연에 방지하기 위해 IT 기술을 통한 에너지 효율   성 확보에 주력 * 출처 : http://kpx.or.kr, 캐나다 온타리오州, 스마트미터기 채용, 2007 .03   유럽에서는 2004년 전력선통신 상용화를 위한 OPERA(Open PLC European Research Alliance)   프로젝트 실시 - 유럽연합 PLC Forum의 지원 하에 2008년까지 전력회사, 가전업체 대학 등을 포함한 39개 업체들   이 참여 * 출처 : 김상진, LG주간경제, 2005   이탈리아의 Enel(이탈리아 국영전력)은 1999년부터 2700만 가구를 대상으로 PLC망을 이용한 원격   검침, 보안, 도전방지 등을 구현하는 프로젝트를 진행 - 현재는 원격검침만을 추진중이며 인터넷까지 가능한 고속PLC기술 상용화 - 프로젝트모델을 다른 전력회사에 적용하기 위해 IBM과 비즈니스 컨설팅 계약 체결 * 출처 : 김상진, LG주간경제, 2005   스페인의 Endesa(스페인 전력회사)은 2001년부터 대규모 PLC 시범사업   (MTT: Massive Technology Trial)을 실시 - 3년간의 사업으로 저압, 고압, 배전선로에 모두 적용가능하고 2Mbps이상의 Broadband 서비스   가능 입증 - 2004년부터 사라고사, 바르셀로나 지역을 중심으로 상용서비스 실시 * 출처 : 김상진, LG주간경제, 2005   대부분의 유럽국가는 에너지 수입국으로 화석연료를 대체하는 발전기술(풍력발전 등)에 대한 기술   개발이 활발함 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2006. 05   독일 전력업계는 2012년까지 약 100여 개의 연구개발프로젝트에 총 20억 유로에 이르는 대대적인   투자계획 발표 - 이산화탄소 분리기술과 발전효율 제고기술, 발전소 잔여수명 활용기술 등 25개의 에너지 관련   기초연구와 30여개의 파일럿 시설 신축 및 운영 프로젝트 실시 - 연료전지 냉난방시설, 해상 풍력발전기, 새로운 열병합발전설비 등의 개발 등에도 투자계획 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2006. 05   독일은 화석연료로부터 독립을 통한 에너지 확보를 국가적 과제로 추진 - 독일 연방정부는 2009년까지 재생가능 에너지 연구에 20억 유로를 투자 - 재생가능 에너지 업계에서는 2012년까지 총 400억 유로를 투자해 재생가능 에너지 개발을 추진 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2006. 05   유럽의 S/G 정의 전력망에 연결된 모든 사용자가 스마트하게 통합되어 경제적이고 안정적인 방법   으로 운영되는 차세대 전력망 - 유럽의 스마트그리드는 환경보전과 안정적 에너지 공급에 초점 - 유연성(Flexible), 접근성(Accessible), 신뢰성(Reliable), 경제성(Economic)   목표 전력계통 운용의 용이성 확대, 시스템 운용 최적화, 소비자 선택권 제공, 전기 공급에 대한   신뢰도 및 보안레벨 강화 - 2020년까지 CO2 20% 감축, 재생에너지 비중 20% 증가, 에너지 효율 20% 향상을 목표   “2020년 20/20/20” 발표(2009년. 1월. EC) - 2030년까지 EU 인프라 구축 5천억 규모의 투자 예상   구성요소 신재생에너지, 분산발전, 송전자동화, 배전자동화, Advanced Metering, 전기자동차 - 스마트그리드 전략 배치 문서(SSD, 2008년 9월) 핵심과제에 전기자동차 추가 - 신재생에너지 발전이 활발한 유럽은 급변하는 전기량을 지능적으로 처리하기 위해 EU차원에서   ‘스마트그리즈’ 프로젝트를 추진 중   유럽 각국의 추진현황 ㆍ영국 70억 파운드 투자, ‘20년까지 스마트 계량기 보급 계획 추진 ㆍ독일 MMREGIO *프로젝트 Karlsruhe -Stuttgart지역 시범운영, 신재생에너지 통합, 소비자에게            가격신호 실시간 전송           * MMREGIO(Minimum Emissions Region) 최적의 전력망 구축을 통해 CO2 배출량 ‘Zero’             목표 ㆍ네덜란드 암스테르담 지능형 도시 설립 계획, ‘25년까지 신재생에너지 전력수요 1/3충당 계                   획, CO2 배출량 ’90년 대비 40% 감축 ㆍ이탈리아 Enel Spa 20억 유로 투자, ‘08년 말 3,210만대 스마트 계량기 설치 ㆍ프랑스 PLC기반 원격검침 인프라 구축 계획, 3500만개 계량기 교체예정 ㆍ핀란드 300만 가구 중 20% 스마트 계량기 설치, ‘13년 말까지 핀란드 가정의 80% 스마트 계량                기 설치 계획   수출전략 추진위원회 구성 조속히 시행   일본의 전력회사(동경전력, 관서전력, 사국전력)는 전기기기간의 홈케어 네트워크(Echonet)   추진 중 - 기기간 지능형 정보교환을 통한 에너지, 보안, 자동화, 의료정보화를 목적으로 가정내 통신 표준   프로토콜 제정 추진 중 - 가정과 서비스 사업자를 연계한 신규 서비스 사업 모델 제시 * 출처 : 전기공업신문, 전력IT 추진계획, 2005. 01   e-Japan 중점계획의 시책에 따라 정보통신기술을 접목한 고도 정보통신 네트워크를 지향하기 위한   작업을 진행 중 * 출처 : 국제기술협력정보시스템, 과학기술 기본계획, 2005. 01   IT 기술을 적용하여 전력시장 자유화에 대비한 차세대 감시제어 계통구성이나 전력설비기반을 이용   한 사회정보화 기여를 위한 연구를 진행 * 출처 : 산자부, 전력IT추진 종합대책, 2004. 12   광대역 전력선통신 기술은 PLC -J 기술 실용화에 대비한 표준화 규정 등에 대해 활발히 연구 * 출처 : 전자정보센터, PLC개념과 동향, 2005. 03   일본 관서전력은 원격검침 및 시간대별 전력요금 부과를 위해 전자식전력량계의 구입 확대 - 전자식전력량계 구입 비율이 2004년 30.4%에서 2005년에는 37.4%로 증가 * 출처 : 한전, 전력계량업무 중장기 마스터플랜, 2006. 04   일본 구주전력은 2005년 급전정보전송시스템에 IP(Internet Protocal)전송망을 채택한 iㆍQPA시스템   의 운영을 개시 - 주요 발전ㆍ변전소의 운전 상황을 중앙급전지령소등에 전송하는 시스템 - 기존의 패킷 교환망을 ATM망의 시스템으로 변경하여 2000배 이상 정보전달 속도 증가 - 비용절감과 고속화 및 대용량화에 기여 * 출처 : http://kpx.or.kr, 일본 구주전력 신급전 정보전송시스템을 운영개시, 2005.05   일본 도교전력과 마쯔시타전공은 2007년 연립주택에서의 전력시스템 리모델링을 위한 ‘간선 파워   내비게이션 시스템’ 개발 - 연립주택 전체 공용 전기 간선의 사용량과 각 호수 등의 사용량을 동시에 감시 - 전기 사용량이 많은 각 호수 차례로, 미리 지정된 가전제품을 자동적으로 정지시키고, 연립주택   전체 사용량을 제어 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2007. 02, http://www.mew.co.jp   일본의 S/G 정의 기존의 전력망과 신재생 및 분산전원의 연계를 통해 안정적이고 효율적으로 운   영되는 발전된 형태의 전력망 - 일본은 스마트그리드와 유사한 TIPS* 사업 추진 * TIPS(Intelligent, Interactive and Integrated Power Systems)   목표 첨단 전력설비 및 기기의 개발을 통한 미래 사회요구에 부응하는 고도화된 자산운용 - 안정적 계통운영, 자기 치유형 시스템 구현으로 광역정전 위험성 최소화 - 분산형 전원의 보급확대를 통해 에너지의 효율적 활용 - 공급 측과 수요 측의 통합관리로 에너지의 효율적 사용   TIPS 추진 로드맵   추진현황 ㆍ2010년부터 대규모 실증 실험을 통해 일본 국내의 전력계통에 스마트 그리드 도입 가능 여부   검증 * 지역마다 별도의 민간 전력회사가 있는 일본은 많은 비용이 투자되는 스마트 그리드 사업에 소   극적인 반응 - 태양광 발전, 잉여전력과 주파수 대책, 축전지 제어 등을 일체적으로 관리하여 전력 계통의 안   정화와 효율화를 도모 ㆍ일본의 대표적인 12개 전자업체 컨소시엄 * 2010년까지 미국에서 스마트 그리드 구축 프로젝   트 추진 * 히타치, 도시바, 후지전자, 파나소닉 등 참여, 미국 뉴멕시코의 특정지역 스마트 그리드 보급   목표(20~30억엔 지원예정)   '전력IT' 란 용어를 모두 'Smart Grid'로 변경   중국 표준화 인식 ㆍ 배전시스템자동화 초기단계이며 시범프로젝트에서 적합한 규범 및 표준이 부족한 상태 * 외국의 설비기준이 중국배전망 실제 요구와 불일치하며, 시범 프로젝트를 시행한 회사는 성공   한 사례 많지 않음   중국은 2004년 1월 15일 동북구역전력시장 모의운영을 요녕성 심양에서 정식으로 시작 - 동북구역 전력시장 모의운영은 중국에서 첫 번째 구역전력시장의 정식 설립으로 중국 전력시장   화 개혁의 실질적 출발이며 향후 전력시장화 개혁 전면 추진에 중대한 영향을 미침 - 국무원 5호 문건(2002년)에서 10차5개년계획기간(2001 -2005)중 초보적인 경쟁, 개방의 구역전력   시장 건립을 명확히 함 * 출처 : 한국과학기술정보연구원, 중국「제10차 5개년계획」주요업적발표, 2006. 01   중국은 2005년부터 MII(신식사업부 : 국내의 정통부)의 비준에 따라 PLC 사업 본격 추진 - 연간 Broadband 신규가입자가 천만 명으로 전 세계에서 가장 빠르게 성장 - 아직까지도 전화선이 없는 마을이 7만개가 넘어 향후 가장 큰 PLC 시장이 될 수 있는 잠재력   보유 * 출처 : 김상진, LG주간경제, 2005   중국가전 표준협회중 하나인 IGRS(산리엔)은 2007년 베이징에 전력선 전송 인증 측정 테스트 센터   설립 - CEPCA(소비전자전력선통신연맹)에 따르면 세계적으로 최초로 설립한 유일한 전력선 전송   인증 측정 테스트 센터 - 전력선 전송의 안정성과 신뢰성을 향상시키고 다른 장비와의 컨버젼스 실현에 중점을 둠 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2007. 04, http://www.sciencenet.cn   중국은 ‘전기선로 고장 위치확정 시스템’ 프로젝트를 통해 전기수송 네트워크 고장을 찾기 위한   문제 해결 - 진행파(Progressive wave)생성원리를 기반으로 전기선로 고장 위치를 정확하게 측정하는 기술   로 오차범위는 500M이내 - 진행파를 이용한 전기선로 고장위치를 확정하는 기술은 향후 중국의 전력 부분에 전면적으로   사용될 것으로 전망 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2007. 02, http://www.chinainfo.gov.cn   인도 인도의 전력회사들은 IT에 대한 투자를 확대하고 있음 - Frost and Sullivan에 의하면 2006년 인도 전력회사들의 IT투자 지출이 전체 매출의 1.5%이고, 향   후 5년간 22%성장 전망 - IT예산의 대부분은 에너지망 유지와 운영, 에너지 데이터 관리와 조정 등에 투자 - 요금정산, 자원관리, 전력구매관련 전자지불등에 SAP 솔루션을 도입 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2007. 04, http://economictimes.indiatimes.com   베트남 베트남 정부는 국가안전, 산업/농업 발전과 국민생활에 막대한 영향을 미치는 전력산업 발전을 위   한 적극적인 노력 개진 - 전력산업 발전을 위한 주요 발전계획 ㆍ Decisi ○n 176/2004/QD -TTg (2004.10.5, 수상령) ㆍ Decisi ○n 40/2003/QD -TTg (2003.3.21, 수상령) ㆍ Decisi ○n 95/2001/QD -TTg (2001.6.22, 수상령) - 상기 베트남 정부의 전력산업 발전계획에서 보듯 향후 전기설비 수요는 매우 클 것으로 예상되   며, 대부분 수입으로 충당될 전망 - 다만, 발전소 설비 등 대형 설비가 대부분 ODA 등의 자금공여국으로부터 구입되기 때문에, 한국   정부의 대베트남 전력개발 ODA 지원을 통한 한국업체 지원이 필요 - 일반 중소규모 산업용, 건물용 전기설비인 경우, 가격에 민감한 시장으로 가격경쟁력 여부가   관건 * 출처 : 베트남 전기산업동향, 2006   베트남 최대 전력회사인 EVN(Electricity of Vietnam)은 2015년까지 1,090억 달러의 투자 계획 - 투자 계획에 따르면 평균 50MW의 발전용량을 가지는 46개 수력발전소, 석탄과 가스 발전소   22개, 1개의 원자력 발전소를 건설계획 - 건설, 운전, 이전, 합작 등의 형태로 외국 투자 유치 계획 중 - 베트남 산업부는 2005년 11,4000MW 에서 2010년 25,000~26,000MW로 전력 생산 용량 확대 계획   발표 * 출처 : KISTI, 글로벌동향브리핑, 2006. 03, http://www.energycentral.com   대만 피크 수요 절감 연구 ㆍ 피크 수요 절감 평가용 그룹별 부하 특성 연구 ㆍ 전압별 샘플 수요자의 TLP 도출 ㆍ 각 그룹의 온도감도 도출로 최대 수요 추산 ㆍ 피크 기여도의 산출로 비용 배분 방안 도출   브라질 요금체계 개발 ㆍ수요그룹별 및 배전변압기의 TLP개발 ㆍ배전변압기의 rating선정 및 관리에 활용 ㆍ수요자의 요구량 구분에 따른 대표 부하 곡선 도출 ㆍ수요자의 부하합성 방안 개발 ㆍFeeder용 변압기에 적용   멕시코 그룹별 수요 분석 ㆍDST(Daylight Saving Time)의 영향평가 ㆍ6백호 대상으로 수요패턴의 분류 ㆍMulti-varied Statistics Method 사용 ㆍ그룹분류의 수요패턴 분석 ㆍDSM적용 대상의 그룹 선정