산업통상자원부는 19일 에너지 정책의 중심을 공급에서 수요관리 중심으로 이동하는 ‘ICT 기반 에너지 수요관리 방안’을 발표했다. 에너지저장장치(ESS)의 필요성과 에너지관리시스템(EMS) 등 궁금한 사항을  Q&A를 통해 알아본다.

◇ 국내 전력소비 현황 

Q. 전체적인 전력소비 현황은?
A. 2000~2012년 사이 우리 경제가 약 70% 성장하는 동안 총에너지소비는 약 38%, 전력소비는 약 93% 증가했다. 2000~2010년간 전력소비(연평균 5.3%증가)는 OECD 평균(연평균 1.0%증가)보다 5배 이상 빠르게 증가했다. 

◇ 에너지저장장치 관련
Q. 에너지저장장치(ESS)란?
A. 에너지저장장치란 전력을 저장해 필요할때 사용함으로써 전력이용효율을 높이고 고품질의 전력을 공급하는 장치다. 발전소, 송변전소 또는 빌딩, 공장 등 수용가에 설치해 사용한다.
발전소에 설치할 경우 피크시간대 공급능력을 확충하고 수용가에 설치시 전기요금이 저렴할 때 전력을 저장한 후 전기요금이 비싼 피크시간대 사용이 가능하다.

Q. 에너지저장장치의 필요성은?
A. 경부하시(야간) 유휴전력을 저장하고 과부하시(주간) 사용함으로써, 부하 평준화를 통한 전력 운영이 최적화된다. 비상전원으로도 활용이 가능하다.
평소엔 수요관리용으로 사용하다 급작스러운 정전발생시 비상전원으로도 이용된다. 태양광과 풍력 등 출력이 불규칙한 신재생 에너지원을 고품질 전력으로 전환해 전력망 연계가 가능하다.

Q. 신재생발전설비 연계형 ESS의 필요성은?
A. 신재생에너지 전원(풍력, 태양광 등 불규칙 발전원) 점유율이 10~20% 이상일 경우 계통 안정도에 영향을 미친다고 알려져 있다. 현재 우리나라 신재생에너지 비중은 3.46%에 불과하나, 향후 신재생에너지 보급이 확대될수록 계통안정도에 대한 보완이 필요하다.

Q. 주파수 추종용 ESS가 하는 역할은?
A. 전력거래소에서 순간적인 수요변동에 따른 주파수변동을 막기 위해 일부 발전기의 출력을 제한(예:95%)하여 운영하는 것을 주파수 추종(FR, Frequency Regulation)이라고 한다. 
ESS가 기존의 화력발전소를 대신해 실시간으로 변하는 전력계통 주파수(60Hz)에 대응, 계통운영자의 지시에 따라 즉각적인 충·방전으로 전력균형(Power Balance)을 유지한다.

Q. 주파수 추종용 ESS의 효과와 해외사례는?
A. 타발전자원 대비 주파수조정 자원으로써 상대적 가치가 높고, 효율적인 국내 발전원 운영과 부하급증 시간대 안정적인 전력계통의 운영이 가능하다. 비정상적인 상황에 효율적으로 대응이 가능하다.  

미국과 칠레는 상업화단계이며 특히 미국의 PJM, NYISO, ERCOT 등은 ESS 도입에 특화된 제도 정비를 완료해 상업화했다. 일본도 화력발전과의 최적운영조합 구성을 위해 20MW 용량으로 실증 사업에 착수했다.

Q. ESS에서 활용되는 저장방식은?
A. ESS에서 활용되는 저장방식은 기계적,전기화학적 방식 등이 있으며 현재  4가지 방식 중심으로 성장할 것으로 예상된다.  리튬이온배터리 외에 나트륨황전지(NaS), 레독스흐름전지(RFB), 압축공기 저장방식(CAES)이 출력시간/적용분야에 따라 다르게 적용된다.  

Q. 한국의 ESS 기술수준은?
A. 한국의 경우 리튬이온 배터리는 상용화 단계에 이르렀으나 그 이외의 기술은 선진국에 비해 열악한 상황이다. 다만, 2008년부터 기술개발을 중점 지원해 선진국을 빠르게 추격중이다.

◇ 에너지관리시스템(EMS) 관련

Q. 에너지관리시스템(EMS)이란 무엇인가?
A. EMS(Energy Management System)란 에너지소비자가 과학적으로 에너지를 관리·절약할 수 있도록 건물·공장의 위치·용도별 에너지소비 측정, 흐름 제어를 통해 에너지사용을 최적화하는 에너지관리 통합 모델이다.

Q. 국내 소비자의 EMS 도입 현황은?
A. 국내 에너지소비자의 EMS 도입·활용은 증가 추세에 있으나 관련 보급 시장은 아직 초기 단계이다.  EMS에 대한 소비자의 투자 관심 부족, 비용 부담 등이 그 원인 중의 하나로 지목된다. 
특히 건물 소유주·사용자가 분리되어 있는 경우 절전시설 투자가 소홀한 경향이 있다. 또 투자여력이 없는 중소기업에겐 구축비용 부담으로 작용한다.

Q. EMS를 구축하면 어느 정도 전기 절감효과가 있는가?
A. ‘IT 기반 ESCO 사업’(2011년~)을 통해 구축된 사업장을 대상으로 전기부문만 분리해 분석한 결과에 따르면 연간 평균 7~10%의 전기 절감이 가능한 것으로 나타난다.

Q. 국내 EMS 기술 수준은?
A. EMS 공급은 에너지절약전문기업(ESCO), IT기업과 통신사업자 등을 중심으로 이뤄지고 있으나 국내기업의 경우, 산업용 특수 센서, 유량계, 제어기기 등에 대한 기술수준이 글로벌기업(하니웰, 지멘스, 슈나이더 등)에 비해 취약한 것으로 나타났다.

Q. ESCO란 무엇인가?
A. ESCO(Energy Service Company)는 에너지절약전문기업으로 에너지 사용자에 대한 에너지 진단, 시설개체, 유지·보수 등을 포괄적으로 수행하는 에너지절약 종합 투자서비스 기업이다.
초기투자비용으로 에너지 절약 설비 도입이 어려울 경우, 자금을 우선 지원하고 향후 에너지 절감액으로 투자비를 회수한다.

◇ 스마트플러그 관련

Q. 스마트플러그란?
A. 플러그에 ICT기술을 활용해 대기전력 차단, 전력사용량 모니터링, 원격 전원제어 기능을 할 수 있는 전력효율관리 플러그이다. 스마트플러그를 스마트폰이나 중계기와 연결해 기능 확장이 가능하다.

Q. 스마트플러그의 활용방안은?
A. 전기사용량 통계 DB 구축하거나, 전기요금 누진구간 알림 서비스, 원격제어 서비스 등을 제공할 수 있다.
스마트플러그에 연결된 가전제품별, 모델별, 세대 규모별, 시간대별 전력사용량 통계 DB 구축하고 스마트폰을 활용해 주요 가전제품의 전원을 원격 제어할 수 있다.

◇ 지역·가스 냉방 관련

Q. 지역 냉방이란?
A. 대규모 열생산시설에서 생산된 온수 또는 냉수를 수송관을 통해 일정구역에 일괄 공급해 냉방하는 방식으로 공급수의 온도에 따라 온수 이용형, 냉수 직공급형으로 분류된다.

Q. 가스 냉방의 개념과 유형은?
A. 가스냉방은 천연가스를 원료로 사용해 저압의 진공상태에서 물이 저온에서 증발하는 원리를 이용하여 냉방하는 것이다. 가스냉방은 흡수식과 가스히트펌프(GHP)로 분류된다.
흡수식은 냉매(물)와 흡수제(LiCl 등)를 이용해 물이 끓을 때 주변의 열을 빼앗가 가는 증발작용의 원리로 구동된다. GHP는 가스엔진의 동력으로 구동, 열교환기에서 냉매가 기화와 액화를 반복하며 냉방 하는 원리다.

◇ 수요관리(DR) 관련 

Q. 수요관리(DR)란?
A. 수요관리(DR, Demand Response)란 전력수급 불안 시 수요 감축을 유도하는 인센티브 제도나 요금제에 반응해 소비자의 원래 부하수준에서 수요를 변화시키는 제반 활동이다.

◇ 신재생에너지 관련

Q. 신재생에너지발전 의무할당제(RPS)란?
A. 신재생에너지발전 의무 할당제(PRS, Renewable Portfolio Standard)로 발전사업자의 총 발전량, 판매사업자의 총 판매량의 일정 비율을 신재생에너지원으로 공급 또는 판매하도록 의무화하는 제도이다. 미국, 영국, 일본, 호주, 덴마크 등이 최근 도입했다.

Q. 신재생 에너지 공급인증서(REC)란?
A. 신재생에너지공급인증서(REC, Renewable Energy Certificate). 발전사업자가 신재생에너지 설비를 이용하여 전기를 생산·공급했음을 인증하는 인증서이다. 신재생에너지센터가 REC 공급인증기관이며 신재생에너지원별로 공급인증서 가중치가 다르다.

Q. 석유수입부과금 제도란?
A. 석유의 수급과 가격안정을 위해 석유 및 석유대체연료 사업법 제18조, 제37조에 의해 석유제품에 징수되는 부담금  

Q. 석유수입부과금 환급제도란?
A. 석유를 수출, 특정용도에 공급·사용한 경우에 부과금을 납부한 자에게 수입시 납부한 부과금을 돌려주는 제도이다.

현재 수입원유를 정제해 수출하거나 국내에서 석유화학원료로 사용하는 경우 부과금을 환급해주며 수요에 따라 환급대상이 변경된다.

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