블록체인 에너지 부문 기회와 과제

다만 에너지 부문에서는 구체적인 정책방향이 설계되지 않았으며, 해외에 비해 논의가 활발히 진행되지 못하고 있다. 국내에서도 몇 가지 실증 사례가 존재하기는 하지만, 아직은 블록체인 기술을 에너지 부문에 적용해보는 초기 단계로서, 블록체인 기술의 에너지 부문 잠재성, 관련 사업 모델 등에 대한 논의 역시 시작 단계에 있다. 또한, 에너지 부문 블록체인 기술 활용에 관한 기술 및 비즈니스모델 차원뿐만 아니라 정책적, 제도적으로도 대응 방안 검토도 중요한데, 에너지 부문과 구체적으로 연결 지은 논의는 부족한 실정이다. 본 연구는 에너지 부문에서 블록체인이 갖는 기회와 과제를 포괄적으로 살펴보고 향후 정책 방향 수립에 기여하고자 한다. 앞서 언급하였듯이 해외에서는 최근 에너지 부문 블록체인 응용 사례가 급성장하면서 관련 논의도 함께 늘어나고 있는데, 해외 사례 및 문헌을 중심으로 에너지 부문에서 블록체인이 갖는 유망성과 향후 해결 과제들을 살펴본 뒤, 국내 현실에서 정책적 시사점을 도출하고자 한다. 블록체인 기술의 효율성, 신속성, 유연성, 보안성 장점을 활용한 개인 간 직접거래, 전기자동차 충전소 간 로밍, 방대한 분산에너지자원 관리 등의 사업이 주목받고 있다(dena, 2016; WEC, 2017; BNEF, 2018). 에너지 부문에서 블록체인 기술의 활용 및 영향력이 갈수록 커질 것으로 전망되는 가운데, 블록체인 기술이 가져올 파장과 대응방안에 대해 심도 있는 논의가 필요하다. 비트코인에 대한 관심이 높아지면서 자연스럽게 비트코인의 기반 기술인 블록체인 기술에 대한 관심도 함께 높아졌고, 미래 발전 가능성과 향후 과제에 대한 논의가 활발하게 이루어지고 있다. 한국블록체인협회 설립(2018.1)을 비롯하여 블록체인 관련 다양한 협회가 만들어졌고, 정부 차원에서는 과학기술정보통신부(2018.6)가 포괄적인 방향의 “블록체인 기술 발전전략”을 발표하였다. 4차 산업혁명의 대표적 기술로 관심을 받고 있는 블록체인 기술이 금융 부문을 넘어 에너지 부문까지 빠르게 확산 중이다. BNEF(2018)는 에너지 부문 블록체인 관련 사업체가 전 세계적으로 2016년 9월 11개에서 2018년 1월 135개로 10배 이상 급증하였다고 발표하였다. Lacey(2018.3)는 2018년 3월 현재 에너지 블록체인 분야에 122개의 스타트업 기업이 있고, 2017년에 54개의 신규 기업이 만들어졌으며, 2017년 한해 ICO(코인상장) 및 전통적인 벤처 캐피털을 통해 에너지 분야의 신규 회사들이 3억 2,400만 달러 이상을 조달하였다고 보도하였다. 블록체인에 대해서는 신생기업들뿐만 아니라 전력회사를 비롯한 기존 에너지기업들의 관심도 높게 형성되고 있다. 일부 전력회사들은 Innogy, Conjoule과 같은 블록체인 신생기업에 투자하고 있고, 다른 한편으로는 스웨덴 전력회사 Vattenfall이 네덜란드에 블록체인 기업 Powerpeers을 세운 것과 같이 인하우스(in-house) 투자 방식을 보여주기도 한다(BNEF, 2018). 블록체인의 특징이자 이점을 다시 살펴보면 다음과 같다. 신뢰성 있는 중앙 기관이 필요하지 않고, 분산원장에 기록된 데이터는 변경이 불가능하다. 중앙 정산기관, 기록일치(record reconciliation), 사이버보안에 대한 간접비용 없이, 대규모 데이터세트를 기존 기술보다 더욱 안전하고 저렴하게 유지관리 가능하다. 분산형 데이터 저장장치를 통해, 손상이나 공격에 대한 회복력을 확보할 수 있다. 퍼블릭 블록체인의 경우 참가자가 시스템을 유지하도록 기본 인센티브를 제공한다. 블록체인 아키텍처를 통해 데이터 생성자가 데이터 익명성 및 권한 제어를 할 수 있다(BNEF, 2017). 이러한 블록체인의 기능들은 에너지 생산자 및 소비자의 직접적인 관계를 유도하며, 소규모 에너지 생산자 및 프로슈머의 시장 참여 기회를 강화시킬 것으로 예상된다. 블록체인을 통해 에너지 생산자 및 에너지 소비자 간 직접 에너지 공급계약이 가능해지고, 이러한 계약이 스마트 계약을 통해 자동화될 수 있다. 따라서 블록체인 기술이 발전하고 확산될수록 시장에서 기존 거래 중개자의 역할은 필요하지 않게 되거나, 상당히 작은 규모로 축소될 것으로 전망된다. 이에 따라, 에너지 부문에 발생하는 비용이 감소할 뿐만 아니라, 그 구조 또한 변화할 것이다. 블록체인은 참여 제한 범위에 따라 크게 퍼블릭(public), 프라이빗(private) 유형으로 나뉜다. 퍼블릭 블록체인은 비트코인과 같이 작업증명 등 채굴과정만 거치면 누구나 거래 승인 권한을 주는 반면, 프라이빗 블록체인은 네크워크 운영 주체 등 허가된 자만이 거래 승인 권한을 갖는다. 퍼블릭 블록체인이 누구나 참여할 수 있고, 익명성을 유지하며, 보안에 강한 특징을 갖고 있지만, 네트워크 확장이 어렵고 거래속도가 느리다는 한계가 있다. 프라이빗 블록체인은 작업증명을 통한 채굴과정이 필요 없어 거래속도가 빠르다는 장점이 있다. 다만, 퍼블릭 블록 체인과 같이 개방성과 탈중앙화를 기대하기는 어렵다는 한계가 있다. 그래도 프라이빗 블록체인 역시 장부가 다수에게 분산되어 보안성이 향상되며, 이미 기록된 거래 정보를 무단으로 수정하기 어렵다는 점에서 블록체인의 고유한 장점을 가지고 있다. 퍼블릭 블록체인과 프라이빗 블록체인의 중간 범주에 컨소시엄(consortium) 블록체인이 있는데, 허가된 자만이 거래 승인 권한을 갖는다는 점에서 프라이빗 블록체인에 가깝다(남충현, 2018; 김열매, 2018; Ciaian, 2018). 비트코인 및 이더리움 블록체인은 모든 채굴노드(mining node)가 어려운 암호를 해독하기 위해 경쟁하도록 하는 “작업증명(Proof of Work)”이라는 합의 메커니즘을 활용한다. 이는 채굴자가 블록체인에 자원을 투자하고, 단일 노드가 다음 블록을 형성함에 있어 비결정론(non-determinism)을 해결할 수 있도록, 무작위 방식으로 리더를 선출하도록 하는 메커니즘이다. 그러나 이러한 암호화 퍼즐을 수행하는 전 세계 컴퓨터들은 상당히 많은 전기를 사용하고 있으며, 퍼즐을 푸는 데 성공하지 못하는 대부분의 컴퓨터의 사용 전력이 낭비되고 있다. 이러한 한계점을 인지하여, 계산에서 고비용의 컴퓨팅 파워를 사용하지 않는 지분증명(proof-of-stake)과 같은 대안적 합의 메커니즘이 퍼블릭 블록체인을 위해 개발되고 있으며, 이들은 전력 효율성을 상당히 향상시킬 것으로 전망된다. 프라이빗 블록체인들 또한 작업증명에 의존하지 않는 대안적인 합의 메커니즘을 사용하곤 한다(Staples et al., 2017). 블록을 만들기 위해서는 작업 증명(proof of work)라는 절차를 거치게 되는데, 이 작업증명은 블록을 만드는 권한을 얻기 위해 복잡한 수학문제를 푸는 절차이다. 이 복잡한 수학문제를 제일 먼저 푸는 컴퓨터는 블록을 만들 권한을 받아 블록을 만들게 되고, 그 블록 뒤에 보통 6개의 블록이 추가로 연결되면 수수료와 암호화폐 생성분을 보상으로 가져간다. 다만, 이 방식은 컴퓨팅 파워를 많이 사용하여 자원 소비가 심하기 때문에 이에 대한 대안으로 권한증명(proof of authority), 지분증명(proof of stake) 방식이 주목받고 있다. 권한증명 방식은 데이터베이스 상 다양한 클라이언트 하나에게 의사결정권을 제공하여 특정 개인키를 가진 사람이 블록체인에서 블록을 생성할 수 있도록 하는 방식이며, 지분증명 방식은 암호화폐의 보유량을 기준으로 채굴할 수 있는 양을 결정하는 방식이다. 예를 들어 특정인이 10% 비중의 암호화폐를 가지고 있으면, 블록의 10%를 채굴할 수 있도록 한다. 이 방식은 암호화폐 상에서 지분을 보유한 참여자가 자신의 지분 가치 하락을 원하지 않을 것이라는 전제가 깔려 있다(정민아, 마크게이츠, 2018).