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사업개발

뉴·에·라 ① 전기차세요? 배터리인데요: 전력거래 자유화와 ESS

2021.11.09 화요일 16:52

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* 「뉴·에·라」는 너지 이프의 줄임말로, 상상이 현실이 될 새로운 시대(new era)를 의미합니다. 뉴·에·라 시리즈를 통해 일상에서의 변화를 가져다 줄 에너지 비즈니스의 미래를 소개해드립니다.

생산자와 소비자를 겸하는 사람이라는 의미의 합성어인 프로슈머(prosumer; producer + con​sumer)는 세계적 석학인 앨빈 토플러의 저서 「제3의 물결」에서 처음 등장했습니다. 이후 프로슈머는 기업의 입장에서 소비자를 생산·유통 단계에 참여시킴으로써 이윤을 창출하는 수단으로 활용되어왔는데요. 덴마크에 본사를 둔 조립 완구 기업인 레고의 ‘LEGO IDEAS’ 사업이 대표적입니다. 소비자들이 설계한 디자인들 중 1만 명 이상의 지지를 받은 디자인을 선별해 제품화 과정을 거쳐 신제품으로 출시하는 것이죠. 그렇다면 더 나아가 소비자가 직접 자신이 생산한 제품을 판매할 수는 없을까요?

소비자 = 판매자

전기요금 고지서를 받은 경험이 있다면 고지서 하단에 찍혀있는 붉은 마크를 보셨을 겁니다. 산업통상부 산하의 공기업인 한국전력공사의 마크인데요. 전기 사업의 미래를 엿보기 위해서는 전력시장에서 바로 이 한국전력공사가 갖는 위상과 그 역할을 알아야 합니다.

시장이 작동하기 위해서는 무엇이 필요할까요? 거래의 대상이 되는 ‘상품’이 필요합니다. 전력시장의 상품은 전기인데요. 이 전기를 생산하는 주체는 두 종류로 구분됩니다. 한국전력공사의 발전자회사들과 민간 발전사업자들이죠. 그리고 이들로부터 생산된 전기는 한국전력을 거쳐 소비자들에게 판매됩니다. 즉, 발전자회사들과 민간 발전사업자들이 생산한 전기를 한국전력공사가 구매해 다시 소비자들에게 판매하는 것이죠. 즉, 한국의 전력 판매 시장은 사실상 한국전력공사가 모든 수요와 판매를 독점하는 구조*라고 볼 수 있습니다.

* 전체 전기 사용량의 약 1%는‘구역전기사업자’(허가받은 특정한 구역 내 에서 자체 열병합발전기(LNG원) 및 배전설비를 갖추고 구역 내 고객에게 열과 전기를 직접 판매하는 사업자)에 의해 판매되지만, 그 수치가 미미한 수준입니다.

한편, 생산한 전기를 판매하기 위해서는 전기가 이동할 수 있는 ‘통로’가 필요합니다. 이를 ‘망’이라고 부르는데요. 망을 통해 생산한 전기를 수송하는 과정을 ‘송전’, 소비자에게 공급하는 과정을 ‘배전’이라고 부릅니다. 산업자원부(현 산업통상자원부)가 1999년에 발표한 「전력산업 구조개편 기본계획」에 따르면 한국의 전력시장 개편은 총 4단계로 구분되어 있었습니다. 발전-송전-배전의 순으로 시장을 개방할 계획이었죠. 하지만 일부 이해관계자의 반발과 각종 혼선 때문에 개편이 중단되었고, 현재는 발전 부문만 개방된 제2단계에 머물러 있는 상황입니다.

하지만 다시 전력시장을 개방하려는 움직임이 보이고 있습니다. 그동안 한국은 전력생산자(재생에너지 발전사업자)와 구매자(전기사용자) 사이에 한국전력이 끼어 전력중개를 거래하는 형태인 제3자 PPA를 시행해왔는데요. 올해 10월부터는 재생에너지 발전사업자가1,000kW를 초과하는 발전설비를 이용해 생산한 전력에 한해 전기사용자에게 직접 전력을 판매할 수 있게 되었습니다. 시장이 제한되어 있기는 하지만 전력거래 자유화의 첫 발을 내딛었다고 볼 수 있는 것이죠.

전력생산자와 구매자 간 1:1 전력거래, 직접 PPA 알아보기

그렇다면 한국전력공사의 독점 구조에서 완전히 자유로워진 전력시장은 어떤 모습일까요? 한국전력공사에 전기를 판매했던 생산자들이 직접 소비자에게 전기를 판매하기 위해 시장에 몰려들 것입니다. 이때 일반 소비자도 직접 전기를 생산해 판매할 수 있게 된다면요? 앞서 이야기했던 ‘소비자=판매자’ 공식이 성립하게 되는 것입니다.

전력시장에서 직접 자신이 생산한 전기를 판매하는 소비자를 프로슈머의 개념을 빌려 에너지 프로슈머라고 부릅니다. 이때 핵심은 소비자가 직접 전기를 생산한다는 것인데요. 이를 가능하게 해주는 것이 바로 태양광 입니다. 화력, 원자력, 풍력 등 다른 전력 생산원에 비해 필요 면적이 훨씬 작기 때문에 일반 가정 및 상업시설에서 쉽게 설치할 수 있기 때문이죠.

전기차 = 배터리

기후위기의 심화로 탄소를 배출하지 않는 재생에너지에 대한 필요가 점점 커지고 있습니다. 하지만 태양광을 비롯한 재생에너지는 본질적으로 간헐성이라는 한계를 갖습니다. 자연을 활용하는 재생에너지의 특성상 주변 환경에 크게 좌우될 수밖에 없는 것인데요. 주변 조건이 좋은 특정 시기에만 발전이 가능하기 때문에 발전이 어려운 때를 대비해 생산한 전기를 저장할 수 있는 배터리가 필수적입니다. 이때, 생산한 전기를 저장하는 배터리를 ESS(Energy Storage System)​​라고 부릅니다.

우리에게 가장 익숙한 배터리 중 하나는 휴대전화 보조 배터리입니다. 충전 장소의 물리적 제약을 없애기 위해 휴대용으로 만들어졌죠. 그렇다면 ESS의 물리적 제약을 없앨 수는 없을까요? 사실 이미 우리 주변에는 이동식 ESS가 돌아다니고 있습니다. 바로 전기차인데요. 전기차는 단어 그대로 전기를 동력원으로 삼아 운행하는 자동차를 의미합니다. 항상 차량 배터리에 전기가 충전되어 있는 것이죠.

국내 승용차의 하루 평균 사용시간은 약 2시간입니다. 하루의 90% 이상을 주차장에 주차된 채 보낸다는 의미인데요. 특히, 사람들이 잠을 자는 밤 시간대에 주차되어 있는 경우가 많습니다. 하지만 이 시간대는 태양광 발전이 불가능한 시간대이기도 합니다. 즉, 전기차 배터리에 저장된 전기를 끌어와 전기가 필요한 곳에서 사용할 수 있는 것이죠. 사용한 전기만큼을 다시 충전할 수 있기 때문에 배터리의 수명이 가능한 한 전기차는 하나의 이동식 배터리로 기능할 수 있는데요. 이러한 개념을 전기차(Vehicle)의 전기를 전력망(Grid)으로 이동시킨다는 의미에서 V2G(Vehicle to Grid)라고 부릅니다.

이제 머지 않은 미래의 모습을 상상해봅시다. 대규모 발전소뿐만 아니라 일반 가정, 상업시설에서도 전기를 생산하고 있습니다. 도로에는 전기차가 돌아다니고, 길목마다 전기차 충전소가 설치되어 있습니다. 곳곳에 에너지원들이 분산되어 있는 모습이죠. 그렇다면 이 많은 에너지원들을 어떻게 관리할 수 있을까요? 에너지원을 소유한 모든 사람이 자신이 생산한 전기를 시장에 판매할 수 있다면 그 시장은 어떻게 작동하며 누가 관리해야 할까요?


전기는 생산과 소비가 동시에 이루어지며 저장이 불가능한 재화입니다. 안정적인 전력 공급을 위해서는 수요와 공급의 균형을 맞추는 것이 매우 중요하죠. 재생에너지 발전량 증가로 전력 공급이 전력 수요를 초과하면 해당 시간대에 고객의 전력 사용량을 증대해 수요와 공급의 균형을 맞춰주어야 하는 것입니다. 이때 사전 계약에 따라 잉여전력을 소비한 고객은 보상을 받을 수 있는데요. 이처럼 사전 계약을 통해 특정 시간대에 잉여전력을 소비해 전력수급균형을 맞추는 제도를 ‘플러스 DR(Demand Response)‘이라고 부릅니다.

전기차는 전기를 저장하는 배터리로 활용될 수 있기 때문에 플러스DR의 핵심 자원 중 하로 볼 수 있습니다. 충전 고객은 사전에 약속한 시간과 장소에서 전기차를 충전하고 보상을 받을 수 있죠. 전력 공급 안정화에 대한 보상 체계가 마련되어 있기 때문에 전기차와 연계한 플러스 DR은 주목받고 있는 에너지 비즈니스 중 하나인데요. 혁신적인 에너지 IT 기업인 솔라커넥트 역시 현재 제주도에서 플러스 DR 사업을 추진하고 있습니다.

솔라커넥트는 국내 1위 발전소 데이터량(1,770MW) 기반의 발전량 예측기술력과 DR 사업 및 전력중개사업자로서 전력시장에 수년간 참여한 노하우로 플러스 DR 플랫폼 및 최적 입찰 솔루션을 구축하고 있습니다. 아래 링크를 통해 솔라커넥트의 전기차 연계 플러스 DR 사업에 대한 보다 자세한 내용을 확인하세요.

보러가기 (새탭으로 열기)”><솔라커넥트, 전기차 연계 플러스 DR 사업화 추진> 보러가기

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