ICT융복합 기술과 연계한 에너지수요관리 추진 전략연구1차년도

전술한 바와 같이 다양한 경로를 통해 발생하는 에너지효율격차로 인해 최종소비자들의 에너지효율향상투자는 사회적 최적 수준에 비해 낮게 발생한다. 이와 같은 에너지효율격차는 ICT 융복합 기술 기반에너지 수요관리 기술 도입 과정에서만 발생하는 것은 아니며 전통적인 에너지효율향상 기술의 도입 전반에 걸쳐 발생하는 현상이다. 따라서 에너지효율격차에 관한 논의는 최근 등장한 ICT 융복합 에너지 수요관리기술의 도입을 가로막는 잠재적 요인 분석 과정에서도 마찬가지로 적용될 수 있다. 그럼에도 불구하고 다양한 장애요인들 중에서 ICT 융복합 에너지 수요관리 기술이 가진 특수성과 밀접하게 결부되어 있는 요인들이 있을 수 있으며 따라서 이에 대한 추가적인 고찰이 필요하다. 주요 문헌에서 제시하고 있는 ICT 융복합 기술의 핵심적인 장애요인들을 꼽아보면 다음과 같다. 이 같은 특징은 시스템 차원에서의 ICT 융복합 에너지 수요관리 기술의 표준화 작업에도 장애요인으로 작용한다. 전체 시스템을 구성하는 개별 요소기술들 간의 상호호환성(Interoperability)은 시스템 기술의 확산의 속도에 지대한 영향을 끼친다. 그런데 시스템 중심의 ICT 융복합 에너지 수요관리 기술 속성상 요소 기술이 다양하고 관련된 산업생태계를 구성하는 업체들의 업종 범위도 넓어서 표준 정립에 어려움을 겪을 수밖에 없다. 끝으로 ACEEE(2012) 및 Luthra(2014)는 ICT 융복합 에너지 수요관리 기술에 숙련된 인적 자원이 부족하다는 점도 기술 확산의 장애요인으로 꼽는다. ICT 융복합 에너지 수요관리 기술은 비교적 최근에 발전하였고 에너지뿐만 아니라 정보통신분야에 대한 기술적 이해를 필요로 하기 때문에 해당 기술에 대한 지식과 경험이 풍부한 숙련된 인력이 풍부하지 않다. 이로 인해 현장에서 기술을 운용할 인력 확보가 용이치 않다는 것이 ICT 융복합 에너지 수요관리 기술의 도입과 확산을 막는 장애요인으로 작용하고 있다. 현재 EMS는 기술적 측면에서도 해결해야 할 과제를 가지고 있다. 첫 번째로 제품 간 상호 운용성 결여이다. 현재 공장자동화 솔루션은 공급업체와 기기 간 상호 호환이 되지 않아 설치투자 비용이 과도하게 상승시키는 요인으로 작용하고 있다. 예를 들면, 전기 계량기 교체 시 표준 타입이 아닐 경우 추가적인 교체비용이 발생한다. 둘째로 계측･자동화 핵심 기술산업이 외산 주도이다. IMF 이후 스마트 공장에 근간이 되는 국내 계측･자동화 산업은 자생력을 잃고 상당 부분 위축된 상황이다. 특히, 유량계와 같은 에너지 사용량 측정 인프라는 외국 글로벌 기업이 시장을 장악하여, 높은 가격으로 인해 구축에 큰 걸림돌로 작용하고 있다. 셋째로 현재 EMS 기술의 낮은 경제성도 문제이다. 현재 기술수준의 EMS는 낮은 경제성으로 인하여 기업 입장에서 투자를 기피하는 경향이 있다. EMS에 의한 시각화 및 소프트웨어의 단순 구축만으로는 절감이 어렵고, 하위 에너지 기기와 통합 연동 제어 필요하다. 에너지사용 설비 및 기기의 스마트화, 통합 연동 제어기술의 개발이 필요하다. ICT 융복합 기술을 에너지 수요관리 분야에 활용하는 핵심 기술로서 사물인터넷과 에너지관리시스템이 주목받고 있는 추세이다. 이에 본 연구에서는 효율적인 에너지 수요관리를 가능하게 하는 사물인터넷과 에너지관리시스템의 기술적 특성과 기능을 소개한 후 이들 기술이 어떻게 활용되고 있는가를 해외 주요 선진국의 사례를 통해 살펴보았다. 사물인터넷의 개념을 산업의 영역에 접목시켜 제조 혁신을 도모하는 대표적인 사례로 독일의 Industrie 4.0을 꼽을 수 있다. Industrie 4.0은 제조업과 ICT의 결합으로 생산시설들의 네트워크화, 지능형 생산시스템으로 전환하여 스마트 공장(Smart Factory)으로의 진화를 추구한다는 개념이다. 독일은 2020년까지 최적화된 제조 플랫폼인 사이버물리시스템(Cyber Physical System)을 구축하여 선도적 공급국을 실현하고, 2025년까지 중점 활용 분야로 ① 에너지, ② 수송, ③ 의료(원격진료), ④ 산업분야로 설정하고 있다. 이를 통해 독일은 생산시스템의 효율화를 통해 기계 및 설비 등 제조 산업에서 제조업의 경쟁력을 강화함과 동시에 생산 거점으로서 독일의 지위를 유지･확대할 계획이다. ICT 기술과 엔지니어링 기술이 빠르게 융합되면서 장비 및 설비에 통신 기능, 센서 기능, 제어 기능이 추가되는 추세를 보이고 있다. 즉 사물인터넷(Internet of Things: IoT)이 빠르게 진화하고 있다. IoT는 컴퓨터 등 정보 통신 기기만 아니라 세상에 존재하는 여러 물건에 통신기능 및 센서 기능을 부가하고 물건의 자동 인식, 원격 계측, 자동제어 등을 행하는 것을 말한다. 사물인터넷(IoT)이라는 문구는 RFID의 표준화를 추진한 영국의 Kevin Ashton가 1999년에 처음 사용했다. 우리나라에서는 일반적으로 사물인터넷으로 직역되고 있다. 통신 수단으로서 널리 이용하고 있는 컴퓨터나 스마트폰뿐만 아니라 모든 사물이 인터넷에 연결되는 것을 말했다. 최근에는 인터넷에 연결되는 대상이 사물, 사람, 서비스로 확대되고 연결뿐만 아니라 그것에 의해 만들어진 가치까지 포함하는 것으로 진화되고 있다. 그리고 IoT화로 어떻게 가치를 창출할지에 대한 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 새로운 가치 창출이 IoT가 주목받고 있는 이유이다. 따라서 IoT는 ”사물, 사람, 서비스의 모두 포괄한 인터넷화에 의한 가치 창조”라고 정의할 수 있다. 센서가 수집한 데이터를 인터넷에 송신 기능을 제공하는 것이 통신네트워크이다. 통신 네트워크는 무선, 고정(유선) 2가지로 분류된다. 무선 네트워크로는 RFID(수 mm~수 m), Zigbee(30m 정도), Bluetooth(수 m~100m) 등 단거리용 WPAN11), Wi-Fi가 사실상 표준이 되고 있는 중거리용 WLAN, 통신사의 2G/3G/4G 회선을 이용한 장거리용 WWAN 등이 있다. 고정 네트워크로는 ADSL, FTTH와 전력선을 이용한 PLC 등이 이용된다. 이들은 통신 거리, 통신 속도, 소비 전력 등 통신 규격의 특성에 따라 사용 용도의 구분이 이루어지고 있다. 전원 공급에 제약이 있는 웨어러블 기기, HEMS, BEMS는 일반적으로 단거리･중거리 통신인 WPAN, WLAN으로 일단 IoT 게이트웨이에 연결하고 IoT 게이트웨이를 통해 인터넷에 접속된다. 한편, 이들 제약이 적은 비즈니스 모델에서는 통신비용의 부담도 가능한 산업 기기의 원격 감시, 자동차용 인포테인먼트(Infortainment) 시스템, 자판기 재고관리 시스템 등은 통신사가 제공하는 3G/4G 등의 M2M 회선을 통해 인터넷에 직접 접속된다. IoT 플랫폼은 기기의 접속 관리와 데이터 수집･분석 등 공통 기반적인 기능을 담당하는 중요한 위치에 있다. 그 성장성에 주목하여 벤처기업들이 많이 출현하고 있는 영역이다. IoT 플랫폼과 어플리케이션 모두 제공하고 있는 IBM, Microsoft, Oracle, SAP 등 대형 SI/소프트웨어 업체가 대표적인 플레이어로 꼽힌다. GE처럼 제품･기기뿐만 아니라 IoT 플랫폼, 어플리케이션을 수직 통합적으로 제공하는 경우도 있다. 또한 각 산업 용도별로 개별 어플리케이션을 개발･제공하는 소프트웨어 벤더는 다수 존재한다. Jasper technologies, Wyless, Aeris 등과 같은 IoT 플랫폼 전문 업체들도 다수 존재한다. 이들 IoT 플랫폼전문 업체들 대부분이 이미 높은 기업 가치 평가를 받고 있다.