에너지 프로슈머 사업의 활성화를 위한 전기요금 체계 정립과 재생에너지 통합을 위한 기술적·정책적 대응 방안 doc_id PCY_201709190559565061_13

정부의 지원정책을 통하여 태양광 발전설비를 설치하더라도 잉여전력에 대한 거래유인이 있어야 한다. 해외 주요 국가들은 이미 태양광 발전단가보다 전기요금이 높아서 그 사이의 적정한 가격에서 거래가 이루어질 수 있다. 그러나 우리나라는 현재와 같이 주택용 누진요금제가 없다면 사실상 잉여전력에 대한 거래유인도 없을 것이다. 전기요금이 태양광 발전단가보다 낮은 상황에서 굳이 구매자가 에너지 프로슈머의 잉여전력을 살 이유가 없기 때문이다. 그런데 과도한 누진단계와 누진율로 인해 전력소비량이 많은 소비자가 구매할 유인이 있으며, 거래가격이 한전의 전기요금보다 싸고 신재생에너지 발전단가보다 높은 가격에서 형성될 수 있기 때문이다. 최근 정부는 현행 주택용 누진요금제의 누진단계와 누진율을 3단계, 3배로 완화하는 방향으로 개선하였으므로 이에 따른 거래유인도 기존보다 줄어들 것으로 보인다. 결국 에너지 프로슈머 사업은 전기요금과 신재생에너지 발전단가, 거래가격 설정 등에 영향을 받으며, 특히 전기요금이 중요한 역할을 하고 있다. 따라서 에너지 프로슈머 사업을 활성화하기 위해서는 우선 전기요금체계를 올바로 정립하는 것이 필요하다. 에너지 프로슈머 사업은 전기요금, 신재생에너지 발전단가, 잉여전력에 대한 거래가격 수준 등에 영향을 받고 있기 때문에 사업여건이나 거래유인을 파악하기 위해서는 전기요금이 결정되는 과정부터 검토해 보는 것이 순서이다. 우리나라의 전기요금 결정과정은 외국과 비교해서 큰 차이는 없는데, 전력생산 및 판매에 이르기까지 발생하는 비용을 전기요금에 어떻게 반영하는가에서 차이를 보이고 있다. 전기요금은 외국과 동일하게 도매시장의 전력구입 비용에 송배전비용과 판매비용 및 일정 비율의 마진을 부가해서 결정된다. 그런데, 전력 도매시장에서 유일한 판매사업자인 한전이 전력을 구입할 때 지불하는 비용은 계통한계가격과 동일하지 않다. 전력 도매시장은 비용기준풀(Cost Based Pool)로 운영되고 있기 때문에, 한계비용을 기준으로 최종 수요를 충족할 수 있는 한계발전기의 비용을 계통한계가격으로 정하고 있다. 그러나 한전의 전력구입량에 대한 정산금액은 계통한계가격보다 낮은 수준인데, 이는 정산조정계수를 적용하여 발전자회사의 이윤을 낮추는 방향으로 조정하고 있기 때문이다. 특히 연료가격이 상승할 때 정산조정계수를 높게 적용하여 한전의 구입비용을 줄이는 방식이 적용되고 있다. 해외 주요국에서는 전력회사와의 상계거래와 자가소비, 개인 간의 직접적 전력거래를 통해서 잉여전력을 처리하는 방식으로 에너지 프로슈머 사업을 진행하고 있다. 소비자에게는 태양광의 발전단가가 하락하고 전기요금이 상승하여 높은 전기요금으로 잉여전력량을 구매해 주는 것이 가장 좋은 혜택이다. 그러나 전력회사의 구매가격이 하락하면서 전기요금이 하락하지 않는 한 개인 간의 직접적 거래가 더 좋은 조건으로 거래할 수 있는 상황이 된 것이다. 소비자는 이제 잉여전력이 판매되는 가격의 수준에 따라서 에너지 프로슈머 사업의 선택이 달라지고 있다. 소비자는 과거와는 달리 전력회사를 선정하는 것뿐만 아니라 소비조절을 통하여 자가소비량과 잉여전력량, 전력회사의 수전량 등 다양한 선택을 전략적으로 할 수 있게 되었다. 그리고 소비자는 전력생산자로서 잉여전력을 직접 개인에게 판매할 수 있게 됨으로써 소비자 중심의 에너지수급 시스템으로의 변화를 촉진시키고 있다. 우리나라의 경우도 에너지 프로슈머의 활동이 시행초기에 있으나 이러한 변화를 고려하여 향후 정책에 반영할 필요가 있을 것으로 보인다. 국내에서 에너지 프로슈머 사업의 개념이 시작된 것은 정부가 발표한 “에너지 신산업 확산전략”(2015.11.23)에서 ICT를 활용하여 누구나 전기를 사고 팔 수 있는 거래 제도를 조성할 계획을 제시하면서 부터이다. 이전에도 소비자가 주택 지붕에 설치된 태양광 발전에 의해 생산된 전력에 대해서 한전과 상계거래를 하는 제도가 시행되고 있었으나 에너지 프로슈머의 개념으로 접근하지는 않았다. 그러나 이후부터 에너지 신산업의 추진과정에서 분산형 전원을 통해 자급자족하는 에너지공급 시스템과 관련된 사항으로 에너지 프로슈머 사업이 진행되고 있다. 우리나라의 에너지 프로슈머 사업은 태양광 발전에 의한 한전과의 상계거래제도, 에너지 프로슈머의 이웃 간 거래, 분산자원 중개시장을 활용한 도매시장 거래 등으로 분류되고 있다. 먼저 태양광 발전에 의한 상계거래제도는 에너지 프로슈머의 개념이 본격적으로 등장하기 전부터 시행되었는데, 주로 태양광 대여사업이나 설치보조금을 통해 사업이 이루어지고 있다. 국내외적으로 중요한 도전과제는 재생에너지 발전비율 증가추세를 전력계통에 무리없이 통합 적용하는 것이다. 비용을 최소화하면서 공급과 수요 양 측면에서 가변적인 재생에너지 자원의 균형을 맞추기 위한 보다 유연한 기술적·정책적 시스템을 정비하는 것이 매우 중요하다. 우리나라의 경우에는 2035년에 신재생에너지 비중 11% 달성을 목표로 하고 있으나, 세계적인 동향과는 한참 멀어져 있는 왜곡된 정책을 유지하고 있다. 다행히 정부는 최근에 재생에너지 달성 목표를 2025년에 조기달성하기 위한 다양한 정책대안을 제시하고 있으며, 무엇보다 재생에너지 보급을 원활하게 확대하기 위한 제반 수용성 문제 해결을 우선적인 현안으로 인식할 필요성 있다. 국가적인 수준에서의 재생에너지에 대한 호감도는 높은 편이나, 실제로 재생에너지 발전사업을 수행하는 지역의 주민과 해당 지자체는 정확하지 못한 기술적인 정보와 일관성 있는 가이드라인의 부재로 사업주체와의 신뢰성 있는 사업추진을 어렵게 하고 있는 실정이다. 따라서, 이를 해결하기 위한 다양한 기술적·정책적인 뒷받침이 시급하며, 산학연 및 정부의 일치된 문제의식 공유가 요구된다. 많은 신생기업들은 수요반응 이외에도 데이터 플랫폼을 이용하여 초단위로 전력계통 안정을 유지하기 위한 주파수 제어(frequency regulation) 방안을 찾고 있다. 캐나다 신생기업 Enbala의 경우 지역 전력망 운영기관과 통신할 수 있고 수초 내에 전력망 신호에 반응할 수 있는 ‘전력망 균형유지 소프트웨어 플랫폼(grid-balancing software platform)’을 설계하였다. 이 플랫폼에서 전력망 상황에 따라 공장과 폐수처리시설 같은 상업 및 산업단지의 부하가 조절된다. 갈수록 출력 간헐성이 높은 재생에너지가 전력계통에 보다 많이 유입되면서, 주파수 제어의 필요성은 높아지고 있다(Lesser, 2014). 버추얼파워플랜트(Virtual Power Plant)도 사물인터넷의 발전과 함께 주목받는 영역이다. 버추얼파워플랜트는 전력회사의 송배전망에 접속되어 있는 자가발전, 저장장치 등의 분산형 에너지 자원(Distributed Energy Resources)을 네트워크로 연결해 집적하여 가상 발전소로 가정하고 활용하는 사업형태이다. 현재 국내에서는 급전지시를 받는 발전소가 300여개에 이른다. 그러나 태양광, 풍력, 바이오매스와 같은 소규모 재생에너지와 소형 열병합, 고정형 저장장치, 전기차 배터리를 추가 고려하고, 수요반응 자원까지 종합적으로 관리한다고 가정할 때에는 제어하고 조율할 대상이 수백만 개로 늘어나게 된다. 여기에서 중요한 점은 버추얼파워플랜트의 요소가 될 수 있는 각 자원들이 네트워크로 연결되어야 하고, 그 자원들을 제어할 수 있는 소프트웨어가 필요하다는 것이다. 소규모 자원들을 엮어 하나의 대형 발전소처럼 운영한다는 차원에서 명명된 버추얼파워플랜트는 고도화된 스마트그리드 애플리케이션이자 에너지부문 사물인터넷 활용의 핵심이라고 볼 수 있다. 재생에너지 활용 최적화에서도 사물인터넷의 가치는 돋보인다. 풍력터빈 및 태양광 패널의 예측적 유지보수를 위해 여러 센서의 데이터를 수집하여 분석함으로써, 에너지생산의 효율성을 최적화하며 출력을 보다 정확하게 예측하는 일이 주요 비즈니스 모델이 되고 있다. 풍력단지는 주로 원격지에 위치해 있고 높은 신뢰성을 필요로 한다. 출력을 최대화하기 위해서는 풍력터빈이 바람 방향과 속도에 따라 조정될 필요가 있다.