[2016, 썬빌리지포럼 2번째] 호모비쿠스! 첨단자립마을 다녀오다.

첨단자립마을 : 썬빌리지, 에너지 프로슈머로 신 에너지 패러다임에 다가서다

세계 경제 성장이 둔화되면서 많은 사람들이 일자리 없이 방황하고 있다. 이러한 상황은 시간이 지남에 따라 더욱 악화될 전망이다. 세계적인 미래학자 토마스 프레이 다빈치 연구소 소장은 "2030년까지 전 세계에서 20억 개의 일자리가 사라질 예정" 이라고 말했으며 이는 현재 세계 일자리의 절반에 해당하는 규모이다. 그는 “사람이 돈을 받고 일하는 직업은 시대가 요구하는 니즈 또는 트렌드에 따라 생겨나고 사라지기 때문에 미래의 일자리를 획기적으로 늘릴 수 있는 새로운 산업을 만드는 데 노력을 기울일 필요가 있다.” 고 언급했다. 그리고 경제적 측면뿐만 아니라 에너지 패러다임 또한 파리 기후협약에서 큰 변화를 맞는다. 쿠미 나이두 그린피스 사무총장은 "기후 변화에 대응하기 위한 바퀴는 그 동안 천천히 돌아갔으나 파리 협약으로 이는 달라지게 되었다.” 고 말하였다. 이번 협약으로 화석 연료 산업은 배제하는 방향으로 바뀌었으며 전문가들은 이것이 사실상 화석 연료 시대의 종말을 의미한다고 했다. 이 두 가지 변화에 집중해 K-Valley 재단은 첨단 자립 마을인 썬빌리지(Sun-Village) 사업을 진행 중이며 2016년 2월에 두 번째 포럼을 개최하였다. K-Valley 재단이 계획하는 첨단 자립 마을, 썬빌리지는 어떤 모습일까?

썬빌리지란 분산·자립형 에너지를 이용하고 최소한의 노동을 통해 자급자족을 실현하는 친환경 에너지 타운이다. 다시 말해, 썬빌리지는 에너지 신산업을 기반으로 전력과 물, 식량을 스스로 생산·소비할 수 있는 새로운 주거 지역이라 할 수 있다. K-Valley 재단은 썬빌리지 사업을 통해서 아래 <그림-1>과 같은 기대효과를 예상하고 있다.

     

<그림-1 썬빌리지의 기대효과>                     <2016년 2월 24일 썬빌리지 포럼>

이번 썬빌리지 포럼에서는 썬빌리지를 완성하는 주요 요소 중 하나인 에너지 프로슈머 플랫폼과 마이크로그리드 시스템을 주요 내용으로 하였으며, 이를 주제로 한 퍼즐(PUZL)과 녹색기술 센터의 마이크로그리드 지원 전략을 소개하였다.

▶ 태양광 발전 대중화를 통한 1타 3피 효과를 노린다. ‘퍼즐(PUZL)’

2016년 1월 27일, 정부가 에너지 신산업의 규제를 개선하고 에너지 신산업에 집중 투자할 것임을 밝혔다. 이를 위해 정부는 산업부의 에너지 신산업 전력 분야에서 크게 열 가지의 프로젝트를 진행할 예정이다. 그 중 일곱 번째인 전기 사업법 등 ‘에너지 프로슈머’ 규제 완화라는 항목은 분산 자원을 중개거래 할 수 있으며, 개인 간의 전력 거래가 가능해짐에 따라 누구나 에너지 프로슈머가 될 수 있음을 뜻한다. 프로슈머(Prosumers)란 생산자(Producers)와 소비자(Consumers)를 합한 말로, 생산에 참여하는 적극적인 소비자를 의미한다. 이러한 프로슈머 규제 완화에 발맞춰 ROOT ENERGY사의 윤태환 대표는 프로슈머를 적극 활용한 사업을 소개하며 프로슈머 사회가 시작된 이유와 해외의 사례, 시장을 늘리기 위한 노력을 표명했다.

먼저 프로슈머 사회가 등장할 수밖에 없는 이유에는 다섯 가지가 있다. 첫째, 우리나라가 곧 그리드  패리티(Grid Parity)에 도달한다는 점이다. 그리드 패리티란 신·재생에너지 발전 단가와 기존 화석 에너지 발전 단가가 같아지는 지점인데, 신·재생 에너지 발전 단가가 저렴해지면서 에너지 소비 패러다임이 변화한다는 것이다. 둘째, 전력시 부하가 감소했다는 점이다. 전력 공급의 한계가 높아짐에 따라 신재생 에너지로의 전환이 요구된다. 셋째, ESS(Energy Storage System)시장이 증가했다는 점이다. ESS 발전에 따라 소비자의 능동적인 전력 사용이 가능해졌다. 넷째, 수요자 중심의 시장으로 변화한다는 점이다. 기존의 시장이 한국전력으로부터 단순히 전력을 구매하는 데 그쳤다면, 현재는 소비자가 ESS사용으로 인한 전력 감축으로부터 이득을 얻을 수 있다. 다섯째, 송·배전 서비스의 세분화로 소비자의 다양한 요구를 충족시킬 수 있다는 점이다. 이러한 기술의 발전과 소비 구조의 변화에 따라 이에 맞는 전력 요금의 모델과 분산전원에 대한 모델 구축, 안보가 요구되었다. 즉 태양광 등의 분산자원을 지닌 소비자가 중개 사업자를 통해 전력 소비자와 능동적 거래를 할 수 있는 방안이 필요하게 되었다. 그 거래방안과 해외의 선행 사업은 다음과 같다.

분산자원 중개 시장은 태양광이나 ESS 등의 분산자원 모집을 위해 전력거래소가 운영하는 시장이다. 여기서 프로슈머는 분산자원 소유자로서, 중개시장을 통해 전기 소비자에게 잉여 전력을 판매하며 이득을 얻을 수 있다. 해외에서는 네덜란드의 Vandebron사가 2013년 창업을 시작으로 현재 16개의 발전소에서 약 2만 명의 국민들에게 청정 에너지를 판매하고 있다. 그리고 영국의 Piclo사는 전력 회사와 협력하여 P2P 직거래 방안을 마련하여 2016년 3월 출범 예정이다. 이처럼 전세계가 태양광 발전 대중화의 필요성을 인식하고 있음에도 현재 한국은 태양광 발전을 대중화 시키는 데 어려움이 있다. 92%가 넘는 국민들이 소유 건물 혹은 토지가 없는 세입자이거나, 남향의 양지바른 옥상이 없기 때문이다. 또한 태양광 발전이 이루어 질 수 있는 유휴 부지가 있더라도 개인이 태양광 발전을 하기에는 높은 초기 투자비가 부담되고, 지속적인 유지관리의 어려움이 있어 99% 이상의 옥상은 사용되지 않고 있다. 이에 윤태환 대표는 2015년 10월 태양광 발전을 직접 하기 어려운 92%의 사람들과 사용하지 않는 유휴 부지를 연결하여 시장을 확대하는 퍼즐(PUZL) 사업을 진행하였다.

퍼즐 사업 진행을 위해서는 퍼즐(Credit)의 개념 정립이 필요하다. 퍼즐이란 태양광 발전 패널을 1년 동안 1개 사용하여 전기 요금을 절감할 수 있는 가상의 상품이다. 소비자는 1퍼즐에 10만 원씩 구매할 수 있으며 보다 쉽고 편하게 P2P 거래에 참여할 수 있다. 그렇다면 퍼즐(PUZL) 사업은 어떻게 태양광 발전 확대, 유휴 공간의 활용, 전기 요금 절감이라는 1석 3조의 효과를 얻을 수 있을까?　퍼즐 사업의 구성과 과정을 아래의 <그림-2>를 살펴본다면 그 이유를 알 수 있다.

<그림-2 퍼즐 사업 구성>

퍼즐 사업은 전·월세 세입자, 그늘 진 주택 거주자 등 누구나 가능한 퍼즐러(Puzler), 한 달 전기 요금이 5만 원 이상인 가정, 상점, 병원 등의 호스트(Host), P2P 에너지공유 플랫폼으로 이루어져 있다. 먼저 퍼즐러와 호스트는 태양광 발전을 통해 2~30% 전기 요금을 절감할 수 있다. 퍼즐러는 퍼즐(Credit)을 구매하고  호스트는 태양광 발전 무료 설치 및 A/S를 통해 미래 세대를 위한 ‘친환경 주택’으로 탈바꿈할 수 있다. P2P 에너지공유 플랫폼은 DG 모집 및 중개, 크라우드 펀딩, 빅데이터 분석, O&M 서비스, 에너지 기술 컨설팅 등을 통해서 운영비용(Soft Cost)을 최소화하고, 고객이 전기요금을 최대로 절감할 수 있는 IT 서비스를 제공한다.

2015년 10월부터 진행 중인 퍼즐 사업은 베타 테스트를 진행한 3개월 만에 특별한 마케팅 없이 서울 22곳, 경기도 12곳, 전남 10곳, 경남 8곳 총 52개의 옥상을 가진 호스트의 지원이 있었다. 또 퍼즐러는 1615명이 참여하고 1인 당 평균 약 80만 원으로 총 15억 원 가량의 태양광 발전 이용권, 즉 퍼즐(Credit) 구매 약정이 이루어졌고 매주 10%씩 증가하는 추세이다. 더불어 퍼즐러가 실시간으로 구매 상품의 필수 데이터, 발전량, 온실가스 감축량, 에너지 절약 비용 등을 한눈에 확인할 수 있도록 투명성을 극대화한 정보와 서비스를 제공 중이다. 다음으로 녹색센터에서 발표를 진행한 마이크로그리드에 대하여 알아보자.

 ▶ 에너지 자립형 마이크로그리드의 글로벌 확산을 꿈꾸다.

2013년 2월, KIST부설로 설립한 녹색기술센터는 “Share the Green, Share the Future” 의 슬로건 아래 우리나라의 창조적 녹색 기술을 위한 정책과 국제적인 협력 허브를 위해 앞장서고 있다. 기존의 전력망 개념이 아닌 새로운 전력망이 등장하면서 현재 전력 산업은 신재생에너지, ICT 등을 활용하여 누구나 직접 전기를 쉽게 생산할 수 있고 소비할 수 있는 양방향성의 구조로 변화하고 있다. 이처럼 새로운 전력망 변화의 축이 되는 것이 바로 마이크로그리드이다. 마이크로그리드의 글로벌 시장 규모는 2020년까지 약 200억 달러로 예상되며 연평균 30%씩 성장이 전망되는 미래의 신산업이다. 특히 마이크로그리드의 핵심이 되는 가파도, 마라도, 울릉도와 같은 도서지역이나 고립지역은 실증 시범운영으로 17년까지 약 102억 달러 정도의 시장 규모가 예상된다.  가파도의 경우에는 상업 운전 및 Test-Bed가 동시에 가능하다. 또한, 인버터의 고효율 운전과 더불어 EMS를 이용하여 예측하고 부하 제어를 하여 발전 연료비를 50% 이상 절감하고 신재생에너지 수용률 또한 200%이상 증가했다.

한편 해외 마이크로그리드의 사례로는 호주 King Island 지역이 있다. 이 지역은 호주 남서쪽에 위치한 도서 지역으로 신재생 에너지 개발 이전까지는 섬 전체 전력 생산 비용의 80%를 디젤 발전에 사용했었다. 그러나 높은 디젤비용과 환경오염 등의 요인으로 신재생에너지 개발의 필요성이 대두되었다. 이에 따라 디젤발전 지양 및 안정적인 전력 공급을 목표로 호주 Hydro Tasmania사는 다양한 제어기술을 활용하여 마이크로그리드를 적용했다. 그래서 Tasmania사는 현재까지 24백만 달러의 디젤 비용을 감축하고, 나아가 13년부터는 1100시간 이상의 누적 제로 디젤 운영을 달성하였다. 더불어 풍력 발전기, SOLAR PV, ESS를 이용하여 통합된 운영 시스템에서의 신재생 에너지 기술 운영을 통해 효율을 극대화 시켰다.

<표-1>

앞서 마이크로그리드의 발전 배경과 시장 전망 및 국내외 현황에 대해 소개했다. 현재 마이크로그리드가 세계적으로 주목받고 있으며 그 수요가 확대될 것으로 예상되는 만큼, 녹색기술센터는 해외 진출을 위하여 국내 에너지 자립형 마이크로그리드의 SWOT분석을 진행했다.

Strength – 정부의 마이크로그리드 사업 추진력, 실증사업 성공, 녹색기후기금 유치에 따른 재정확보 이점

Weakness – 민간 기업 차원의 R&D 부족, 요소 기술의 국제표준화 및 국산화 미흡, 중소기업의 역량 부족, 산-학-연 정보 공유 및 협력 체계 부족

Opportunity – 기후변화대응 요구 강화, 지속가능한 에너지 기술 수요 증대, 개도국 기술이전 및 사업화 요구 증가, 도서지역&광산지역&군사지역 등 특화된 지역의 수요 존재

Threat – 선진국의 기술력과 자국 에너지 산업 보호 정책, 개도국 시장 진출 경쟁 격화

위의 분석 결과를 바탕으로 수립한 마이크로그리드 해외시장 진출 전략은 다음과 같다.

우선 단기 전략으로 녹색기후기금을 중심으로 다자간은행(MDB)과 연계한 재정 확보, 선진국의 산간 휴양 지역 진출 등의 기회 활용 방안, 해외 저가/유망 기술과 연계한 차별화된 개도국 마이크로그리드 진출을 통한 위험 극복 방안이 있다. 중기 전략으로는 국내외 기관 및 기업 간 파트너십/협력체계를 구축하여 해외 시장을 넓히고 기술력을 강화하여 약점을 보완하는 방안을 세웠다. 그리고 장기적으로는 국내 마이크로그리드 요소 기술을 고도화하고 국내 기업의 마이크로그리드 실증레퍼런스 확보를 지원하여 약점과 위협 요인을 최소화하는 방안을 계획한 상황이다.

각 전략들을 실행하기 위하여 녹색기술센터는 마이크로그리드 해외 진출을 기술적, 재정적, 지정학적으로 지원하는 공공-민간 협력 플랫폼 모델, 특정 시장(광산, 군사, 리조트 등) 최적화를 위한 선진국과의 기술 협력 모델, 마이크로그리드 사업 발굴 단계에서 수행 단계에 이르기까지 국내외 기금을 연계하는 모델을 구상하였다. 세 가지 모델을 통하여 녹색기술센터는 마이크로그리드 사업 해외 진출의 안정적인 기반을 구축하고 국제적인 네트워크 활성화와 민간 기업의 드라이브를 이끌어내고자 한다.

이번 K-Valley 재단이 주최한 썬빌리지 사업은 추진 주체의 변화와 소비자-생산자의 관계가 양방향으로 바뀐 경제 패러다임을 나타낸다는 점에서 큰 의의를 지닌다. 먼저, 지자체가 시행하던 친환경 에너지타운 사업이 민간 주도로 시도되어 신재생 에너지 업계의 관심을 불러일으키고 있다는 점이 있다. 다음으로, 3D프린터와 같이 소비자와 생산자가 양립하는 경제 구조는 소비자가 스스로 의식주를 해결하는 것을 가능케 한다. 이 뿐만 아니라 새로운 경제 패러다임으로 일자리가 창출되어 자아 실현을 위한 시간 확보가 이루어지며, 행복한 삶을 이룰 수 있다. 하지만 현재 에너지 자립과 마이크로그리드 사업을 통한 안정적인 수익은 존재하지 않았다는 점. 우리나라는 충분히 활용 가능한 기술이 있지만 시장이 없거나 수요 시장이 크지만 투자 주체가 부족하다는 점, 시장의 수요와 공급이 불균형하다는 점은 향후 보완할 숙제로 보여진다.