전력 P2P거래, “어떻게 정착시킬 것인가?”

전력 P2P 거래, “어떻게 정착시킬 것인가?”

작성자  14기 이한주 15기 김성중

 

서울시, 수요자원 거래제도 활용 2025년까지 100MW급 운영 목표…. 25개 자치구 본격 확산

전력중개사업 활성화를 위한 각국의 정책 및 제도

최근 들어 개인과 개인 간 전력을 공유하는 시스템이 전력 자유화가 이루어진 지역(해외포함)에서 시범적으로 사업화되고 있다. 전력회사를 거치지 않는 개인 간 전력 거래는 아직 초기 단계이나, 공유경제에 대한 인식이 확대되고 마이크로그리드가 확산되면서 점차 그 범위 또한 확대될 것으로 전망된다.

전달 29일 서울시는 서울에너지공사, 수요관리사업자협회와 함께 수요관리 거래시장(DR)을 활용한 ‘서울시 가상발전소’ 사업 확대에 나선다고 발표했다. 중소형 건물 중심으로 가상발전소 자원을 모집하고 25개 자치구 전역으로 확산시켜 2025년까지 100MW급으로 늘린다는 계획이다.

[사진 1. 성대골주민들과 학생들]

출처 : 한겨레신문

‘성대골’이라 불리는 서울 동작구 상도 3 4동에서는 이미 ‘동네발전소’ 실험이 벌어지고 있다. 지난해 전기사업법이 개정돼 올해 2월부터 허용된 소규모 전력중개사업을 활용한 가상발전소 건립이 가능해졌기 때문이다. 가상발전소는 동네 옥상 빈터들을 찾아 건물주와 협의해 10kW 이상 규모의 태양광 발전 시설을 세우고 정보통신기술을 이용해 작은 태양광들의 연결망을 만듦으로써 운영된다. 성대골은 정부와 지자체의 지원을 받고 주민들이 출자해 올해 안에 최소 10kW 이상의 태양광 발전 시설과 전력을 저장하는 에너지 저장 장치를 모아 최소 1MW 정도를 관리하는 중앙관제소를 차리는 것이 목표다.

“소규모 전력중개사업과 해외에서 실시되고 있는 전력중개사업정책”

소규모 전력중개사업은 1MW 이하의 신재생에너지와 에너지 저장 장치(ESS), 전기차 같은 소규모 발전자원을 물리적 결합 없이 네트워크상에 모아서 전력과 신재생에너지 공급인증서(REC)를 판매하는 사업이다. 태양광 등 소규모 발전자원의 급증에 따른 부작용(계통 신뢰도, 전력시장의 비효율적 운영 등)을 완화하고, 전력자원 관리의 효율성을 제고하는 것이 목적이다. 정부는 자본금이나 시스템에 대한 최소 요구 기준이 없고, 전기분야 기사 1명을 포함하여 전문 인력 2명을 확보하면 사업자 등록이 가능하도록 중개사업 등록 요건을 크게 완화하여 기존의 다른 전기사업에 비해 전력중개 시장이 자리를 잡을 수 있게 사업을 진행하고 있다. 자세한 내용은 전력거래소 홈페이지 ‘소규모 전력중개시장의 운영에 관한 규칙.hwp’를 확인하면 알 수 있다.’

[그림 1. 호주의 소규모발전사업자 (SGA) 개념도]

출처 : 산업통상자원부

호주는 SGA(Small Generation Aggregator) 제도를 신설하고 30MW 소형발전기를 모집하여 집합된 자원을 전력시장에 판매할 수 있게 했다. 또한, 발전기 등록의무가 면제되는 등 절차를 간소화하여 부담을 완화하는 정책을 펼치고 있다. 일본 경제산업성(METI)은 41억엔을 투자하여 2016년 7월부터 50MW 이상 규모의 가상발전소를 구축하는 실증사업을 시작했으며 전기를 모아 수요반응(DR)시장에 참여하여 피크 부하 시 보유 자원이 감축을 수행하고 보상받는 구조로 수익을 창출하고 있다. 미국 캘리포니아는 분산자원을 모집하여 모집된 자원의 전력시장 거래를 하고, 개별 자원의 용량, 운영특성 등을 전력시장 운영자와 공유할 수 있는 분산자원공급자(DERP), 분산자원을 제어하여 실제 시장에 참여할 수 있도록, 전력시장에 대한 입찰을 하고 계량 데이터를 검증, 관리하는 스케줄관리자(SC) 제도를 도입 진행하고 있다. 마지막으로, 독일은 신재생에너지에 대한 발전차액지원제도로 전기소비자의 부담이 급격하게 증가하자, 신재생에너지 발전사업자가 스스로 도매시장에 전력을 판매하도록 의무화하여 소규모 자원의 전면적 시장참여를 유도하고 있다.

 

“P2P 전력거래 사례 및 국내 적용”

P2P 전력거래는 아직 전 세계적으로 생소한 편이다. 1990년대 후반부터 유럽을 중심으로 분산형 전원 확산에 ICT 활용이 본격적으로 이루어지면서 개인 간 전력거래에 대한 기대가 커졌고, 2000년대 중후반에는 본격적인 에너지와 ICT 기술의 융합을 통해 인터넷에서의 P2P처럼 전력망에서도 P2P를 가능하게 하는 방안에 대한 논의가 미국과 유럽에서 진전되었다. 그 결과, 2010년 중반부터 에너지 시장이 자유화된 지역에서 P2P 전력거래 형태가 실질적인 비즈니스 형태로 구현되었다.

[그림 2. 소규모 전력거래시장 모식도]

출처 : 전력거래소(KPX)

현재 소규모 전력중개사업을 통한 국내 전력중개사업은 수익 모델이 중개 수수료 수취에 그치는 단순한 구조지만 향후에는 해외에서 활용되고 있는 여러 사업모델로 다변화될 가능성이 크다. 그에 따라 P2P 전력거래에 대해 알아보고 우리나라에 적용 가능한 해외의 모델들을 알아보고자 한다

 

1. 피콜로(Piclo)

피콜로는 영국에서 P2P 전력거래를 가능하게 하는 플랫폼으로서, 에너지기후변화부(DECC)의 지원을 받아 시범사업을 시작한 후 서비스를 확대했다. 이를 운영하는 사업자는 Open Utility이며 재생에너지 전력회사 Good Energy가 지원하고 있다. Open Utility가 선호에 맞는 전력공급자와 전력소비자를 연결하는 소프트웨어를 개발하면서 P2P 전력거래를 가능하게 했다. 전력소비자의 대부분은 개인 전력소비자가 아닌 상업 부문의 전력소비자로 이 기업들은 재생에너지 사용을 지향하고 있어 피콜로는 계절별로 재생에너지원별 공급비중을 다르게 하는 방법으로 안정적인 친환경에너지의 사용을 가능하게 했다.

피콜로는 계량기 데이터, 발전비용, 소비자 선호 정보 등을 이용하여 전력수요자와 공급자를 30분 간격으로 연결한다. 공급자나 소비자는 각자의 컴퓨터, 스마트폰, 테블릿 등에서 온라인 서비스 이용이 가능하다. 거래는 생산자와 소비자들이 각자 선호하는 가격을 제시하고 조건이 맞을 경우 성사되고, 발전업자는 자신이 생산한 전기를 구매하는 소비자의 정보를 확인 가능하며 소비자는 공급자 선택이 가능하다.

Open Utility는 피콜로 이용고객을 늘이기 위해 DUoS(Distribution Use of System, 배전시스템이용료) 절감의 중요성을 강조했는데 여기에는 지역 배전네트워크 설치, 운영, 유지비용이 포함되어 있다. 이용 고객이 늘면, 분산발전원이 늘어나고 평균 공급자-소비자 간 거리가 줄어들어 불필요한 전력손실을 줄일 수 있다. 또한 Open Utility는 가장 요금이 비싼 Red(피크) 시간대의 요금이 전체 DUoS의 90% 이상을 차지하므로 이를 절감하기 위해 웹사이트에서 30분 간격으로 DUoS 요금변화와 고객의 전력소비량을 보여주고 자사 고객들이 궁극적으로 전기요금을 낮출 수 있도록 지원하고 있다.

 

2. 반데브론(Vandebron)

반데브론은 웹사이트를 통해 소비자들이 독립 전력생산자에게서 직접 전력을 구입할 수 있게 해준다. 기존의 전력회사는 이 거래에 참여하지 않으며 2013년에 설립되어 2014년 4월부터 재생에너지 직접거래 시장을 개설하였다.

고객들은 해당 웹사이트에서 원하는 형태의 계약과 필요 전력량을 입력한 후, 거래가 가능한 전력생산자 중에서 선택이 가능하다. 이 사이트의 장점은 공급자의 소개 페이지에서 현재 전력의 생산가격을 확인하고, 거래를 원한다면 자신의 이름과 상세정보를 보내면 2분도 안 되는 시간 안에 거래가 성사된다는 것이다.

이를 사용하면 생산자는 더 이상 전력회사가 제시하는 가격을 억지로 수용할 필요가 없고 소비자는 전력회사가 전기요금에 부과하는 각종 가산금을 수용할 수 없기 때문에 소비자와 생산자 모두에게 이익이라고 강조한다. 반데브론은 양측에 매월 약 12달러의 정기 이용 수수료를 부과하여 이익을 창출한다.

현재 반데브론은 약 4만 가구 정도가 쓰기 충분한 전력을 공급하고 있으며 현재 네덜란드의 독립생산자는 최대 100만 명의 고객이 사용 가능한 전력을 생산할 수 있는 상황이라고 한다.

 

3. 옐로하(Yeloha)

보스턴에 기반을 두고 2015년에 설립한 이 회사는 두 가지 형태의 태양에너지 서비스를 공급 중이다. 첫 번째는 태양광 패널을 설치할 여력이 없는 사람들을 위한 지붕 위 태양광 패널 설치 서비스로 옐로하가 설치 공간을 받아 패널을 설치해주는 서비스이다. 패널을 설치할 공간을 빌려준 사람에게 생산된 전력의 약 1/3을 제공하고 나머지 부분에 대해 이윤을 창출한다. 이 모델은 패널을 임대하는 방식이 아니기 때문에 공간 제공자에 대한 신용도는 중요하지 않다. 두 번째 형태는 정기구매자 혹은 참여자이다. 이들은 태양광을 설치하기 부적합한 지역에 살거나 다른 요인으로 설치가 불가능하지만 친환경에너지를 사용하고 싶어하는 사람들로 전력회사가 공급하는 전기보다 다소 저렴한 요금으로 태양에너지 이용권을 구매한다.

옐로하의 사업모델은 우버나 에어비엔비 등의 성공적인 공유경제 플랫폼에서 착안한 것으로 설치공간 제공자와 공유사업 참여자들이 공유사업으로 이익을 얻도록 전력공급사들과 협업 중이다.

 

4. 소넨커뮤니티(SonnenComunity)

독일 기업인 소넨배터리는 소규모 태양에너지 발전설비나 풍력발전설비 소유주가 전력망을 통해 전력을 사고팔 수 있도록 재생에너지를 거래할 수 있는 플랫폼 소넨커뮤니티를 개발하였다. 앞서 언급된 플랫폼들은 재생에너지 생산자와 전력소비자를 곧바로 연결해주는 역할을 했지만, 이 플랫폼은 참여자가 전력을 사고팔 수 있게 하되, 에너지 공급자가 간헐적인 재생에너지를 저장했다가 날씨의 영향으로 재생에너지의 생산이 불가능한 경우 판매할 수 있게 해주는 배터리 저장기술을 접목했다. 이를 통해 잉여전력을 전력망에 연결시켰는데 해당 지역사회의 참여자는 자신의 부족분을 독일의 전기요금보다 싼 가격에 구매할 수 있고, 이 가격은 독일이 발전차액지원(FIT)제도를 통해 발전원 소유주에게 지급되는 것보다는 높은 금액이다.

이 방식은 기존의 전력망을 사용하여 소규모 재생에너지 발전소로부터 전력을 쉽고 효율적인 방법으로 제공하기에 분산에너지원을 전력망에 연결하는 많은 어려움을 해결한다. 또한 이 방법은 잉여전력으로도 돈을 벌 수 있는 방법이기에 재생에너지 보급을 확대하는 잠재력이 크다. 이 시스템은 분산발전, 배터리 기술, 디지털 네트워킹을 결합하여 기존의 전력회사 없이도 전력을 사고파는 새로운 방법을 만들고 있다.

 

“전력중개사업의 기대효과”

해외모델에서 봤듯이, 우리나라의 전력중개시장이 활성화되기 위해서는 분산발전원이 일정량 이상의 전력을 안정적으로 생산하여 정부 지원비용 이외의 추가적인 이익을 얻을 수 있는 P2P 전력거래 비즈니스 모델이 필요하다.

[그림 3. P2P 전력거래 개념도]

출처 : Rogers and Wnag(2012)

전력중개사업을 통해 장기고정계약에 실패한 발전설비들을 관리할 수 있고, 정부의 지원금을 효율적으로 사용할 수 있게 된다. 현재 정부에서 내놓은 에너지 정책들을 토대로 많은 신재생에너지 신규설비들이 설치되고 있다. 이런 상황에서 한전과 장기고정계약을 체결하지 못한 발전설비들이 많아지며 문제가 발생하고 있다. 장기고정계약 이외에도 소규모 발전사업자가 전력시장에 직접 참여하여 전력을 판매할 수는 있으나, 절차가 복잡하므로 실제 거래되는 경우는 아주 적은 상태이다. 결국 미계약의 결과는 생산된 전기가 폐기되는 것을 의미하지만, 2018년 하반기에 태양광 설비의 약 20%인 1.55GW 규모가 장기고정계약에 실패하였다. 전력을 판매하지 못하는 발전업자와 정부 보조금을 지원했음에도 설비가 효율적으로 활용되지 못해 정책 달성을 이루지 못하는 국가 모두 손해를 보는 상황이 벌어지게 된다. 이를 해결하기 위한 가장 좋은 방법으로 떠오르는 것이 전력 중개 사업이라고 볼 수 있다. 민간 사업자가 전력 중개를 함으로써 발전업자는 생산된 전기를 판매하지 못하는 문제점을 해결하고 국가는 세금의 낭비를 줄일 수 있을 것이다.

또한 전력 중개 사업은 폐쇄적인 전력시장구조와 국가의 전기세 규제로 인해 생기는 한전의 적자 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 독일의 전력시장 자유화 전후를 비교하면 가정용 전기의 경우 전력시장이 자유화된 이후로 2년간 전기세가 하락하였다. 물론 그 이후에 국가가 부과한 각종 과금으로 인해 전기가격은 원래의 가격과 비슷한 수준을 유지하게 되었지만, 2년간의 전기세 하락을 생각해보면 발전사업자 간의 무한한 경쟁체제 속에서 합리적 가격이 형성될 것이다. 그리고 피콜로의 Open Utility의 주장처럼 소비자들이 자신들의 전기가격이 형성되는 전력중개시장 정보를 실시간으로 얻음으로써 전기를 효율적으로 사용하는 방법을 배우고 활용하면 불필요한 예비전력을 생산할 이유가 없어진다. 만약 이런 합리적인 시장구조가 형성된다면 매년 여름마다 문제가 되는 누진제 폐지 논란 역시 사라질 것이고 장기적으로는 재생에너지 3020 정책의 문제점으로 예견되는 전기세 상승과 안정적인 전력공급에 대한 우려를 해결할 수 있을 것으로 보인다.

 

Reference

1. 우리나라 P2P 전력거래 가능성 연구_에너지경제연구원. 15-10 박찬국.

2. 수요관리사업자협회, ‘서울시민 가상발전소’ 건립한다. 에너지신문

(http://www.energy-news.co.kr/news/articleView.html?idxno=63890)

3. “우리는 에너지 프로슈머” 동네 발전소들의 도전

(http://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/891733.html)

4. “소규모 발전자원, 묶어서 전력시장에 팔 수 있도록 제도화 검토”_산업통상자원부

(http://www.motie.go.kr/motie/ne/presse/press2/bbs/bbsView.do?bbs_seq_n=157634&bbs_cd_n=81)

5. 소규모 전력중개시장의 향후 발전방향_우리금융 경영연구소_20190405

6. 전력중개시장, 에너지전환 초석 다진다

(http://www.energy-news.co.kr/news/articleView.html?idxno=63713)

7. 2017년 해외 전력산업 동향_독일_전력거래소.17-1 송태용

8.  태양광 장기계약 or 고정계약

(https://m.blog.naver.com/kimdh0567/221208183016_)