디지털 기술과 정책 변화를 바탕으로 한 일본 에너지 산업의 신규 비즈니스 모델 창출 및 전력망 효율화 동향 doc_id PCY_201903140519096211_6

결국, 태양광 등 재생에너지를 확대하면서 전력망의 안정성을 확보하는 문제가 새로운 에너지 사업에 대한 니즈가 되고 있다고 할 수 있으며, 이를 충족하기 위해 가정 등에서 자가 발전한 전력을 자가소비 하도록 하는 사업이 모색되고 있다. 이에 따라 일본 정부는 태양광 발전을 촉진하는 한편 전력회사의 재생에너지 수용부담을 경감할 목적으로도 ZEH(Zero Energy House) 의 보급에 주력하고 있다. 가정의 에너지 창출과 소비를 균형시키는 ZEH 정책은 태양광 발전의 효율적 활용으로 가정의 에너지 부담을 줄일 뿐만 아니라 전력회사의 계통전력망 투자 부담을 줄일 수가 있고 일본의 해외자원 의존도를 낮출 수 있는 방안으로서 기대되고 있는 것이다. 구체적으로 일본 정부는 ZEH 지원사업으로서 보조금 70만엔(2018년도 기준, 최신설비는 최대 90만엔), ESS 설치 보조(kwh당 3만엔, 30만엔 상한)를 실시하고 있다. 신축주택을 ZEH로 건설하는 한편 점차 기존 주택 리폼에서도 ZEH를 보급시켜 나갈 방침으로 있다. 이에 따라 일본의 대형 주택 건설사들도 단독주택의 신축에서 ZEH를 기본적으로 탑재하는 데에 적극적인 자세를 보이고 있다. 이와 같이 송·배전망의 여유 용량을 세밀하게 활용하는 ‘Connect & Manage’ 방식은 구미에서 널리 확산되었으나 일본에서는 동북전력이 처음으로 도입하게 되며, 경제산업성은 이 ‘Connect & Manage’를 다른 전력회사도 도입하도록 유도할 방침으로 있다. 이와 같은 송·배전망에 대한 새로운 요구에 대해 거액의 자금을 투입해서 인프라를 확충하는 것도 어렵고 지역주민들의 부담이나 반대도 고려하면 기존의 송·배전망의 유연성을 높이는 것이 중요해진다. 따라서 일본에서는 이러한 유연성 문제를 해결하는 니즈에 맞게 새로운 비즈니스가 모색되고 있으며, 특히 새로운 비즈니스 모델로서 변전소의 디지털화가 주목되고 있다. 히타치 제작소의 경우 변전소 구내에 설치된 각종 기기의 보수 정보와 계통감시 정보를 IT로 유기적으로 관리하는 종합적인 솔루션을 제공해 나갈 방침으로 있다. 이들 솔루션의 구축에 있어서 향후 조직의 변경에 따른 운영거점의 변경 및 통폐합, 관할 범위의 광역화에 유연하게 대응하기 위해 전력계통을 구성하는 송배전 설비를 연속적으로 끊임없이 접속해갈 필요가 있다. IT기술을 송·배전 비즈니스에 적용하면서 관련 업무 프로세스의 혁신, 네트워크의 고도화가 모색되고 있다. 동경전력 그룹의 송전사업을 담당하는 동경파워그리드사는 작년 11월 9일에 송전선의 이상을 인공지능으로 진단하는 시스템을 개발하겠다고 발표하였다. 사람이 눈으로 일일이 확인해 왔던 작업을 자동화하고 작업 시간을 절반으로 단축하겠다는 것이다. 산간부나 고지대에 있는 송전선의 이상은 헬리콥터로 촬영한 영상을 저속으로 재생하고 사람이 눈으로 확인하고 있는데, 이 작업에 연간 1,330시간이 소요되었다. 동경전력 파워그리드사는 AI에게 5년분의 데이터를 학습시켜서 촬영한 송전선의 영상에서 낙뢰 등으로 이상이 발생한 부분을 자동으로 발견하도록 하고 있다. 최근에는 유인 헬리콥터를 대신해서 무인 비행기, 드론의 사용도 모색 되고 있으며 이들이 촬영한 영상도 AI가 자동으로 진단할 수 있도록 하는 것이다. 기술적 측면에서는 또한 디지털 기술의 발전이 에너지 신사업을 뒷받침하고 있다. 센서, 클라우드 컴퓨팅 파워, 빅 데이터 분석, 인공지능 등 디지털 기술의 고도화 및 비용 절감 효과로 인해 전력 등 에너지 서비스의 형태가 변화하고 새로운 비즈니스 모델을 창조하는 원동력이 되고 있다. 과거에는 스마트미터 등 기존 전력산업의 합리화, 효율화에 디지털 기술의 활용이 모색되어 왔지만 최근에는 발전 시설을 소유하지 않는 전력회사 등 물질보다 서비스와 솔루션에 중점을 둔 신규 에너지 사업 등이 확산되기 시작했다. 발전되는 디지털 기술을 활용해서 소유 개념에서 공유 개념의 비즈니스를 추구하는 4차 산업혁명 방식의 모델이 일본에서도 추진되고 있는 것이다. 그리고 이러한 신사업의 창조와 활성화를 가능케 하기 위해 일본 정부가 에너지 산업의 규제완화, 자유화에 나서고 있는 것도 중요한 요인이 되고 있다. 이미 일본 정부는 기존의 전력, 가스 등의 업종 경계를 완화하고 상호진출을 유도하기 시작했다. 전력산업의 지역독점 체제를 완화하는 한편, 2020년에는 송전과 발전 사업을 분리할 계획이며, 2022년에는 가스회사의 분리도 예정되고 있다. 이를 통해 다양한 신규 에너지 비즈니스를 활성화시키려는 것이다. 이러한 정책 방향으로 인해 수급조정과 관련한 신사업이 모색되고 있다. 일본의 대표적인 에너지관리시스템(EMS : Energy Management System) 신흥기업인 에너리스(Eneres)는 에너지 관련 정보를 소비자나 전력사업자 등의 고객을 위해 관리함으로써 고객의 부가 가치를 창출하는 데 주력 중이다. 예를 들면 동사는 소비자가 가정의 각종 기기를 쌍방향 네트워크로 관리할 수 있는 스마트폰 앱인 'ESQORT'를 공급해 사람과 기기의 커뮤니케이션을 통해 스케줄을 관리하면서 에너지 소비 절약을 유도하고 있다. 스마트폰을 흔들면 개인 비서 기능을 호출하고 이 소프트웨어와 대화하면서 스케줄을 관리 및 조정할 수 있다. 그리고 채팅, 시설예약, 가전제품 등의 제어를 모두 음성 대화 방식으로 할 수가 있다. 사전에 등록한 에너지 설비 등의 상황을 실시간으로 파악하고 각종 예약과 관리가 가능하다. 신규 재생에너지와 경합하는 입장인 화력 등의 기존 발전 분야의 경우 환경오염을 줄이고 운전 효율을 제고하면서 수익성을 유지해야 할 과제가 있다. 변동성이 심한 재생에너지와 기존 전력망이 상당기간 공존할 것으로 보이는 전력시장 환경에서 전력자유화도 함께 진행될 경우 한계비용이 제로에 가까운 재생에너지 전력과 경쟁하는 화력발전으로서는 독일 사례와 같이 수익성이 급격히 악화될 가능성도 대비할 필요가 있는 것이다. 화력발전소에서는 막대한 데이터가 축적되기 때문에 이를 활용하면서 효율을 개선하기 위해 IoT, 빅데이터, AI 기술을 응용하는 비즈니스가 일본에서도 모색되고 있다. 미쓰비시히타치 파워시스템즈(MHPS)사는 AI를 활용하여 화력발전의 보일러 연소 과정의 조정을 자동화하는 시스템을 개발했다. AI가 베테랑 기술자와 비교해도 손색없는 조정 능력을 갖게 되었다. 개발된 AI 보일러는 동사의 차세대 화력발전소 운전 제어 시스템의 중심적 역할을 담당하게 된다. 또한 AI 보일러는 운전 과정에서 발생하는 대량의 복잡한 디지털 데이터를 분석하면서 연소 효율뿐만 아니라 운전 코스트, 보수관리 코스트를 절감하면서 사고나 운전 차질로 연결될 수도 있는 이상한 징후, 신호를 파악할 수 있도록 새로운 기능이 개발되고 있다. 한편, 동경전력 F&P와 동경전력 홀딩스는 2018년 1월 7일에 IoT 기술을 활용한 화력발전소 운영 지원 서비스를 개시했다고 발표했다. 동경전력의 발전소에 IoT 기술을 적용하고 발전소 운전 상태를 가상공간에서 재현하면서 각종 이상 징후를 사전에 관리하게 된다. 또한 발전소의 최적 운영, 연료비 삭감, 가동률 향상, 온실가스 삭감을 위한 솔루션을 지속적으로 고도화하고 있다. 동사는 이렇게 개발한 솔루션을 국내외의 발전 사업자에게 적극적으로 판매해 나가기로 했다. 동사는 3년 이내에 연간 50억엔의 매출 달성을 목표로 하고 있다. 동경전력F&P는 지난 2015년 12월부터 자사발전소에 GE의 이상 징후를 사전 관리하는 기술이나 OSI소프트사의 정보관리 기반, 미국 Curtiss-Wright사의 열효율 관리 소프트웨어 등을 도입해 왔다. 이를 통해 동사는 IoT 기술의 유효성을 검증해 왔으며, 동사 시스템은 아마존의 클라우드 서비스 등 미국계 IT 기업들의 서비스를 활용해 구축되었다.