블록체인 기술의 특성과 한계점 및 에너지 산업에서의 활용 가능성과 역할 doc_id PCY_201908260547157271_2

그리고 블록체인이 금융 부문을 넘어 에너지를 비롯한 다른 영역으로까지 확장성을 지니게 된 것은 스마트 계약(smart contract)의 기능이 추가되었기 때문이다. 비트코인이 최초로 블록체인 기술을 적용한 1세대 기술이라면, 스마트 계약 기능을 갖춘 이더리움(ethereum)은 2세대 블록체인 기술로 통용된다. 스마트 계약 기능은 코딩을 통해 특정 조건이 충족되었을 때 자동으로 거래가 이루어지도록 한다. 스마트 계약은 블록체인이 비트코인과 같이 단순 지급수단 기능을 넘어 다양한 형태의 거래와 계약에 적용될 수 있도록 기여하였다. (Subassandran, 2018). 이더리움에서 스마트 계약을 생성하면 이더리움 가상기계(Ethereum Virtual Machine) 안에서 동작하게 되며, 스마트 계약의 검증, 실행은 블록체인 상에 기록된다. 참고로 스마트 계약이 이더리움 플랫폼 상에서 작동할 수 있도록 만든 어플리케이션을 DApp(Decentralized application)이라고 한다(김열매, 2018). 이더리움 블록체인 처리량은 현재 약 15tps(초당 트랜잭션, transaction per seconds)로 제한된다. VISA 결제 네트워크의 거래량은 평균 2,000tps이며, 테스트 용량은 최대 50,000 tps이다(Staples et al., 2017; Mendling et al., 2018). 대기시간(latency)도 문제이다. 네트워크 정체가 없는 거래의 경우도 일정 시간이 소요된다. 또한, 사고로 인한 포크(fork) 및 악의적인 포크로 인해 거래가 손실되지 않도록 하기 위해, 일반적으로 다수의 확인블록(confirmation block)이 권장되고 있다. 따라서, 비트코인의 경우 평균 60분, 이더리움은 평균 3~10분 후에 거래가 이루어진다. 라이트닝 네트워크(lightning network) 또는 사이드체인(side chain) 등과 같은 방식으로 기술을 개선한다 해도, 블록체인은 중앙제어 시스템만큼 짧은 대기시간을 달성하지 못할 가능성이 높다(Mendling et al., 2018). 블록체인의 경우, 사용자가 실제 신상명세 대신 생성된 주소를 통해 거래하기 때문에 매우 안전한 것으로 여겨진다. 또한, 사용자는 정보가 유출된 경우, 많은 주소를 생성할 수도 있다. 그러나 모든 공개키(public key)의 거래 및 잔고가 공개적으로 표시되기 때문에, 블록체인이 거래상 개인정보 보호를 보증하지는 못한다고 볼 수 있다. Biryukov et al.(2014)은 사용자가 NAT(Network Address Translation) 또는 방화벽을 사용하는 경우에도 사용자 가명을 IP 주소에 연결하는 방법을 제시하였으며, 각 클라이언트는 연결된 노드 세트를 통해 식별될 수 있다고 밝혔다. 그리고 그 노드 세트는 거래의 원점을 찾기 위해 학습 및 활용될 수 있다(Biryukov et al., 2014; Zheng et al., 2017). 블록체인은 기업의 내부 프로세스 및 고객과의 상호소통에 있어 비용을 절감할 수 있는 잠재성을 보유하고 있다. 에너지 부문에서도 에너지시스템 전반, 기업 고객관리, 사업체 내부 프로세스 등에서 증가하는 방대한 데이터를 비용 효율적으로 관리할 수 있는 역량이 중요하다. 소규모 분산에너지자원들이 급속히 증가하는 현실을 고려할 때, 에너지시스템 운영비용도 함께 빠르게 증가할 것으로 예상되는데, 블록체인을 통한 디지털화는 분산에너지시스템 자산의 원격 유지 및 제어를 통해 운영비용 절감에 기여한다. 에너지시스템 운영자 입장에서 다양한 정보의 통합 관리는 전력망 운영 효율화를 촉진한다. 다만, 에너지 부문에서 블록체인과 같은 디지털 기술이 아직 시범사업 단계이고, 스마트그리드 기술과 같이 연계 기술들이 확산되어 있다는 전제 하에 그 영향을 보다 구체적으로 파악할 수 있기 때문에 현 시점에서 그 효과를 명확하게 파악하는 일은 어려운 상황이다. 분산형 에너지 및 옥상 태양광 발전단가가 하락하고 분산형 전원을 통해 전력을 생산하는 소비자가 늘어남에 따라 프로슈머(prosumer)간 에너지 직접거래의 장이 확대되고 있다. Power Ledger와 같은 스타트업들은 잉여 옥상 태양광 발전량에 대한 소액결제(micro-transaction)와 같은 블록체인 기반 플랫폼을 시험 중이다. 블록체인은 P2P 거래에 기여할 수 있다. 블록체인을 통해 소액결제의 변조방지 데이터베이스를 구축할 수 있으며, 프로슈머들은 저렴하게 본인의 데이터를 직접 관리할 수 있다. 그러나 P2P 에너지 거래에서 블록체인의 분산형 특징이 완전하게 실현될 수 있는 것은 아니다. 전력을 공급하기 위해서는 유틸리티 배전 네트워크가 필요하기 때문이다. 이러한 하드웨어 네트워크의 소유권을 분산시키는 것은 거의 불가능하다. 가치가 높은 암호화폐 혹은 건강기록의 경우와는 달리, 대부분의 사람들은 중개인(예, 배전회사)이 잉여 옥상 태양광 생산량을 판매하는 것에 큰 거부감이 없다. 그럼에도 불구하고, 블록체인 기술로 인해 소비자 거래가 더 용이해지거나 저렴해진다면, 잉여 전력 거래량 및 분산형 네트워크의 활용도가 증가할 것으로 예상된다. 옥상 태양광, 주거용 저장장치, 스마트 가전과 같은 분산형 에너지 자원이 증가하고 있다. 이에 따라, 그리드 운영자는 그리드의 수요 공급의 균형을 유지하기 위해 종전보다 훨씬 더 복잡한 방법을 사용해야만 한다. 대형 발전소의 가동 및 정지 시기를 알아야 할 뿐만 아니라, 수 백 만 개의 장치에서 발생하는 데이터를 처리하고 조율해야만 한다. 이러한 장치들은 수 백 만 명의 소비자가 소유하고 있기 때문에 문제는 더욱 복잡해진다. 현재 그리드 운영자는 일반적으로 애그리게이터(aggregator)를 통해 이러한 장치들을 관리한다. 애그리게이터는 소매 소비자를 관리하고, 그리드 운영자에게 단일의 회선을 제공하는 중개업체이다. 블록체인은 애그리게이터의 역할을 급격히 변화시킬 수 있으며, 심지어 그리드 운영자가 애그리게이터를 사용하지 않도록 할 수도 있다. 각 장치에서 발생하는 데이터는 블록체인을 통해 검증되고, 변조가 불가능해지기 때문에, 그리드 운영자는 각 장치에서 제출된 데이터를 신뢰할 수 있게 된다. 이렇게 된다면, 분산 자산의 의무이행을 중개인이 책임져야 할 필요성이 감소하게 될 것이다. 각 장치를 총괄하는 의사결정은 자체 소프트웨어에 의해 처리될 것이며, 각 장치들은 소프트웨어의 명령에 따르게 될 가능성이 높아진다. 블록체인은 기존 에너지 시스템에서 둘 이상의 시장 참여자 간 상호작용을 촉진하는 디지털 수단으로서의 플랫폼을 형성한다. 예를 들어 P2P 거래와 같이 중개인 없이 직접 개인과 개인이 에너지를 거래하는 플랫폼으로서 기능하거나, P2P 거래뿐만 아니라 밸런싱 시장, 용량시장, 수요관리시장, 탄소시장, 전기자동차 충전 시장, 버추얼발전소(virtual power plant) 등 다양한 거래 플랫폼(trading platform) 역할을 한다. 또한, 분산형 에너지 관리, 재생에너지 설치 등과 같은 분산형 자산 관리 플랫폼으로서도 기능한다. 이 새로운 플랫폼들은 에너지 토큰과 맞물릴 경우 보다 활성화될 여지가 있다. 보통 이더리움과 같은 플랫폼 프로토콜 상에서 사용되는 암호화폐를 코인이라고 한다면, 특정 용도의 스마트 계약에 사용되는 암호화폐를 토큰이라고 부른다(김열매, 2018). 이더리움이 탄생하고 ICO가 붐을 일으키면서 새로.이 발행되는 토큰들은 더 이상 단순한 코인의 기능을 넘어 여러 형태의 기능을 갖춘 토큰으로 진화하고 있다(Lielacher, 2017).