III. 스마트 그리드의 시대적 배경

1. 에너지 효율성의 극대화
   주시하다시피 전력소비는 계절적으로는 여름, 시간대별로는 오후 시간에 피크(peak)를 형성하고, 편차가 크기 때문에 
   비효율이 발생한다. 발전설비는 피크소비량에다가 10% 정도 예비력을 감안해 증설될 수 밖에 없고, 이로 인한 평균 설비
   가동률은 70% 수준에 불과하게 된다.
   또한 평상시 기저 발전설비에는 값싼 원자력과 석탄이 사용되지만, 피크 수요 때에는 고가원료인 가스와 석유가 사용되기 
   때문에 예비발전설비의 전력생산비용은 기저발전설비 생산비용의 2.7배에 달한다.
   이에 대해 스마트 그리드는 수급 상황별 차등요금제를 적용하여 전력수요를 분산시키고, 소비자들에게 전기사용량과 요금을
   실시간으로 보여줌으로써 자발적인 에너지 절약을 유도한다.
   일례로 세탁기를 전기요금이 저렴한 시간대에 작동하도록 설정하고, 전기자동차는 심야전력을 이용해 충전한다. 
   이마저 각 제품에 스마트 칩이 내장되어 있어 최적의 전기요금 시간대를 찾아 전기를 소비하게 된다.
   각 가정이나 빌딩마다 저장장치를 구비하여 저가 전기를 충전했다가 고가 시간대에 사용하고, 남는 전기는 전력거래시장을
   통해 되파는 구조가 정착화될 것이다. 
   스마트 그리드 구축시 에너지 절약효과는 6% 내외로 추정되고 있다. 이 경우 국내에서 연간 1조 8천억원의 전기요금이 절감
   된다. LS산전이 80가구를 대상으로 2개월간 실증작업을 거친 결과로는 13%의 에너지 절감효과가 나타났다.
   참고로 서머타임제 도입시 전력소비량 감소율이 0.3% 수준임을 감안하면, 스마트 그리드의 에너지 절약효과가 얼마나 큰 지
   알 수 있다.
   그런가 하면, 공급 측면에서 피크 전력을 10% (700만 kw) 줄일 경우 연간 1조원의 설비 투자비용이 절감될 것이다. 물론
   기저 발전설비의 저가 원료를 활용한 생산비용 절감효과도 더해질 것이다. 미국의 시범 사업결과는 피크전력 수요가 12~50%
   까지 감소하고, 특히 스마트 그리드와 빌딩 내 에너지관리시스템이 연계될 경우 성과가 극대화되는 것으로 나타났다.

2. 신재생 에너지의 확산 기반 마련
    환경적 측면에서 교토의정서 시대에 온실가스 배출 감소는 필연적 과제이다. 우리나라는 이산화탄소 배출량이 10위인데
    배출량 증가율은 중국에 이어 2위를 기록하고 있다.
    현재 발전체계는 화력발전 비중이 높아 온실가스의 원인인 이산화탄소를 다량 배출하고 있다. 전 세계 이산화탄소 배출량의
    24%가 발전산업에서 발생하고 있다.
    이산화탄소 배출을 줄이기 위해서는 신재생 에너지, 에너지 효율화, 탄소 포집 및 저장 등의 대안이 필요한데, 스마트 그리드가
    담당해야할 분야이다.
    스마트 그리드 구축시 2020년에 세계적으로 24억톤(4.6%)의 이산화탄소 배출이 감축될 것으로 기대되고, 우리나라는 2,700
    만톤 가량 줄어들 것으로 추산하고 있다.
    태양광, 풍력, 조력 등 친환경적 신재생 에너지가 스마트 그리드의 분산 전원 시스템의 주체가 될 것이다. 우리 정부는 현재
    2.6% 에 불과한 신재생 에너지의 비중을 2030년에 총 소비전력의 30% 까지 확대하겠다는 계획을 가지고 있다.
    미국은 2012년까지 현재 소비전력의 10%, 2025년까지 25%를 신재생 에너지로 보급하겠다는 계획이다. 유럽은 풍력발전 
    비중을 현재의 4%에서 2020년까지 16%로 확대할 계획이다.
    그런데 신재생 에너지는 일조량이나 바람의 세기에 따라 전력 생산이 불규칙하다는 약점을 가지고 있다. 대규모 전력을
    일괄적으로 공급하도록 되어 있는 현재 전력망으로 소규모 신재생 에너지를 수용하는데 한계를 가진다.
    스마트 그리드는 신재생 에너지의 품질을 향상시키고, 활용도를 높여줄 것이다. 전력변환장치가 신재생 에너지원의 초기 
    불안정한 획득 에너지에 대해 전압과 주파수 등이 고르고 안정적인 전기에너지로 변환시켜 준다.
    여기에 저장장치가 결합하여 시간대별로 전기 공급을 일정하게 조정할 수 있다. 또한 바람세기를 감지해 바람이 세게 불면
    풍력발전기의 출력을 증가시키는 대신, 화력발전소의 출력을 감소시켜 전체 전력 공급을 일정하게 유지하는 등의 조정기능이
    가능하다.

3. 전력의 품질과 신뢰도 향상
    현재의 전력망은 자기 진단이 어렵고, 고장 및 정전 발생가능성이 상존하며, 사고시 수동복구를 해야 하는 반면, 스마트 그리드
   는 자기 진단이 가능하고, 시스템의 보호와 단독운전이 가능하며, 사고시 반자동으로 복구하고 자기 치유를 할 수 있다는 특징'
   을 가진다.
    고장요인을 사전에 감지함으로써 정전을 최소화하고 전기의 품질을 높일 수 있다. 한국의 1년간 가구당 평균 정전시간은 18
   으로 영국 68분, 미국 137분에 비해 전력품질이 월등한 편이지만, 반도체, 석유화학 등 전력 품질에 민감한 산업비중이 높아
   전력 공급의 신뢰도에 대한 요구가 증가하고 있다.
   또한 스마트 그리드는 소비자에게 전기에 대한 선택권을 넓혀 준다. 프레미엄 전기는 반도체나 석유화학 등의 산업체에 공급하
   고, 요금을 비싸게 책정하면 된다. 일반가정은 보통수준의 전기를 공급받고, 냉난반용으로는 가격이 저렴한 저급 전기로도 충분
   할 것이다. 또한 가전기기는 어댑터 없이 직류(DC) 전기를 직접 받을 수 있을 것이다.
    현재 공급자 위주의 전력사업이 수요자 중심으로 바뀌게 되고 수요에 반응하여 공급을 결정하는 매커니즘으로 변하게 될 
   것이다.

4. 전기자동차 시대를 대비한 새로운 인프라 필요
   플러그인 자동차가 보급되기 위해서는 충전 인프라가 필요하고, 차등요금제 기반의 저렴한 전기공급이 전제되어야 한다.
   소형 전기자동차의 전지용량은 휴대폰 전지 용량의 10,000배에 달한다. 차등요금제를 바탕으로 저렴한 심야전력을 활용할 수
   있도록 해야 전기자동차의 구매 유인이 될 것이다.

   또한 지금의 주유소처럼 막대한 규모의 전기충전소가 설치되어야 하고, 이를 관리하는 시스템을 필요로 한다. 2030년에 우리
   나라의 전기자동차 보급률이 30%에 도달한다고 가정하면, 630만대의 전기자동차가 보급되고, 소비전력은 10,000MW에 이르며,
   전력 인프라를 구축하는데 62조원이 소요된다고 한다.

   국내자동차가 모두 전기자동차로 바뀐다고 가정하면 현재 전력수요의 2.5배가 증가하게 된다.

5. 새로운 성장산업의 육성이 필요
   현 정부는 그린에너지 산업을 성장동력으로 천명하고, 적극적인 육성의지를 보이고 있다. 정부는 그린에너지 산업에 2012년까
  지 1조 8,000억을 투자하고, 34조원의 민간투자를 유발해, 2030년에는 73만명의 일자리와 내수 154조원, 수출 433조원을 창출할
  계획이다.

  그린에너지 15대 유망 분야 중 스마트 그리드는 직접적으로 전력 IT 분야에 해당하며, 간접적으로는 나머지 사업분야가 구현되
  는 인프라로서 의미를 가진다.

  국제에너지기구 (IEA)는 2030년까지 스마트 그리드 관련시장이 최소 3조 달러가 될 것이라고 전망했다. 우리 정부는 2030년까지
  세계 최초로 국가 단위의 스마트 그리드를 구축 완료한다는 비전을 선포했고, 가장 적극적인 행보를 보이고 있다.

  우리나라가 RoadMap대로 선도적으로 스마트 그리드를 구축한다면, 과거에 최초로 상용화를 이룬 CDMA 휴대폰처럼, 스마트
  미터 중심의 AMI(Advanced Metering Infrastructure : 첨단 검침 인프라) 기기를 수출 제품으로 육성할 수 있을 것이다.

  또한 스마트 그리드는 전력과 충전기는 물론이고 통신, 전기, 건설, 자동차, 에너지 등 산업전반과 연계되어 큰 파급효과를  미칠
  것이다.

  이상에서 언급한 스마트 그리드의 필요성과 효과를 고려할 때, 스마트 그리드는 이미 선택의 단계를 넘어 어떻게, 얼마나 빨리
  구현할 지가 관건으로 보인다.

  지금 시점에서 스마트 그리드의 논의가 활발하게 진행되고 있는 것은 선진국의 전력망이 노후화되어 교체 투자 압박이 증대되고
  있는 상황에서, 친환경적이고 효율적이면서 소비자 중심의 전력망을 도입하는 동시에, 새로운 먹거리 산업을 육성하고자 하는
  의자가 결부되어 있기 때문이다.

  특히 유래없는 경기침체를 맞아 각 국 정부가 재정지출 확대 정책을 추진하는 과정에서 핵심사업으로 부각되고 있다.