[논문]스마트그리드 거점도시 구축사업의 경제성 분석 시뮬레이션

허원창; 신광섭; 문용마; 김우제; 황우현

doi:10.9709/jkss.2015.24.4.137

문제 정의

지금까지 탐색적인 방법으로 거점도시의 구성시나리오에 따른 경제성 변화를 살펴보았다. 이 같은 논의를 토대로1) 각 이해관계자들의 B/C가 고르게 나타나면서, 2) 도시 전체의 B/C가 높은 시나리오를 최적의 시나리오로 설정하고 다양한 변수 시나리오의 산정으로 통해 그것을 찾아내고자 하였다. Fig.
본 연구의 목적은 스마트그리드 기술의 투자수익을 극대화할 수 있는 거점도시의 인프라 구축 및 운영 방안을 제시하는 것이다. 구체적으로 거점도시 구축과 관련된 각 이해관계자들의 공유가치창출의 관점에서 주체별 경제적 이득이 고르게 배분될 수 있는 최적의 구축방안을 제시하고자 한다. 기존의 스마트그리드 타당성 분석연구는 주로 편익의 유형을 경제성, 신뢰성(reliability), 환경(environmental), 안정성, 보안 등으로 구분하고 각 유형별로 타당한 편익 산정 방식을 도출하는데 초점을 두었다^[5-10].
독립변수의 변화 조합은 매우 많고 독립변수에 따른 네 이해관계자의 B/C변화도 매우 복잡한 양상을 가지므로 수리적으로 최적의 인프라 규모를 찾는 것은 거의 불가능하며, 설사 전 범위에 대한 탐색을 통해 최적해를 찾는다고 하더라도 현실적으로 무의미한 조합이 될 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 각 변수의 변동에 따른 B/C의 변화 형태에 주목하고, 궁극적으로는 모든 이해관계자의 B/C가 1을 넘도록 하여 편익이 골고루 배분되는 구조를 최적의 투자대안으로 찾아내고자 하였다. 이에 Table 3에 제시된 초기값에서 출발하여 시작하여 약 2,000여 가지 시나리오의 분석을 통해 B/C의 변화를 고찰하였다.
본 연구의 목적은 스마트그리드 기술의 투자수익을 극대화할 수 있는 거점도시의 인프라 구축 및 운영 방안을 제시하는 것이다. 구체적으로 거점도시 구축과 관련된 각 이해관계자들의 공유가치창출의 관점에서 주체별 경제적 이득이 고르게 배분될 수 있는 최적의 구축방안을 제시하고자 한다.
신재생에너지 관련 장비(태양광 발전, 태양열 발전, 풍력 발전)의 도입을 위한 초기 투자비용 산정 시 생산 및 소비되는 장비의 용량이 아닌 전력 소비량 대비 신재생에너지 전환 비율을 기준으로 산정하였다. 이는 정부에서 공시한 신재생에너지 장비 표준 단가가 장비 별 용량으로 산정되지 않고, 단위 용량별 단가로 산정되어 있어 이를 활용하기 위한 방안이었다. 추후에는 이를 실제로 거점 도시에 도입될 수 있는 장비의 용량을 기준으로 단가를 산정하여 경제성 분석을 수행해야 할 필요가 있다.
그런데 총 19개의 수용가 유형에 대해 인프라 투자 규모를 독립적으로 변동시키게 되면 무한대에 가까운 조합의 시나리오를 만들어 낼 수 있다. 이에 본 연구에서는 주요하게 고려되어야 할 인프라 요소 및 유형을 중심으로 단계적으로 변동할 변수를 선택해나가는 방식을 취하였다.

가설 설정

Table 3은 수용가 유형에 따른 인프라 구성요소를 나타내고 있다. 가령 주택 A형 수용가는 AMI만을 도입하는 수용가로 정의되는 반면, 상업 대형 A는 앞서 기술한 6가지 인프라 구성요소를 모두 도입하는 것으로 가정하였다. 마지막으로 인구수는 10만을 기준으로 하여 수용가의 유형별 규모를 고려하였다.
이 초기값은 대규모 스마트그리드 실증이 수행되었던 제주와 신재생 설비 도입이 용의한 강원 등의 수용가 구성 및 전력수요 데이터를 바탕으로 산정하였다. 도입될 설비에 대해서는 모든 수용가에 AMI가 보급되는 것으로 가정하였고, 그 나머지 시설의 설치여부는 수용가 유형에 따라 다르게 산정되었으며, 이 유형의 비율을 조절하는 방식으로 경제성 분석의 시나리오가 산정된다. 표에서 합계는 요소기술 별 총 보급규모가 되며 신재생 부분의 비율은 대규모발전시설과 수용가 발전시설을 통한 발전량의 총 합으로 도시전체의 전력소모대비 비율로 나타내었다.
설비에 대한 성능은 현재의 기술 수준과 비용에 기초하여 고려되었으나, 전반적으로 빠른 기술성장 및 상용화로 가격하락 등의 고려가 요구된다. 마지막으로 표준화 및 보안, 시스템 통합, 호환 등과 관련된 기술력이 보다 개선되고 정교화 될 필요가 있으나, 적용 및 구현 가능한 것으로 가정하여 분석된다.
BEMS와 신재생, 충전시설이 보급된 대규모 상업시설의 규모의 경우, 소규모 상업시설의 수는 고정시키고, 대규모 상업시설 총 41곳 중 모든 인프라 요소가 설치되는 A유형의 비율을 변동시킴으로서 분석대상 시나리오들을 도출하였다. 전기차 보급 규모의 경우 수용가별 보급대수는 수용가 규모에 따라 변동적으로 산정하여 약 1,500대~3,500대 까지 변동시켰고, 충전기의 경우 완속기는 전기차 1대당 1기를 보급하는 것으로 가정하였고, 급속기는 렌트카 사업을 고려하여 전기차 수의 50%을 설치하는 것으로 가정하였다. 설치위치는 숙박업소나 쇼핑단지 등 대규모 상업시설과, 공공시설, 학교, 아파트 등에 수용가규모에 비례하여 산정하였다.

제안 방법

우선 단독주택 호수를 16,000호로 고정하고 이 중 유형 C의 인프라 구성을 가지는 주택비중의 초기값을 10%로 설정한 후 이 비율을 변동시키는 방식으로 B/C 변화를 살펴보았다. BEMS와 신재생, 충전시설이 보급된 대규모 상업시설의 규모의 경우, 소규모 상업시설의 수는 고정시키고, 대규모 상업시설 총 41곳 중 모든 인프라 요소가 설치되는 A유형의 비율을 변동시킴으로서 분석대상 시나리오들을 도출하였다. 전기차 보급 규모의 경우 수용가별 보급대수는 수용가 규모에 따라 변동적으로 산정하여 약 1,500대~3,500대 까지 변동시켰고, 충전기의 경우 완속기는 전기차 1대당 1기를 보급하는 것으로 가정하였고, 급속기는 렌트카 사업을 고려하여 전기차 수의 50%을 설치하는 것으로 가정하였다.
본 연구에서는 도시의 수용가 유형을 각각, 주택, 아파트, 상업시설, 산업시설, 공공시설, 교통시설, 발전시설로 구분하고 각 유형을 규모에 따라 다시 A, B, C 등으로 구분하였다. 또한 도시에 구축될 기술인프라로 AMI, ESS, EMS, 충전시설(급속 및 완속), 신재생발전설비를 고려하였다. Table 3은 수용가 유형에 따른 인프라 구성요소를 나타내고 있다.
마지막으로 다른 인프라 요소에 대한 투자를 고정한 상태에서 전기차 및 충전시설의 투자규모만을 확대하였을 경우 B/C의 변화를 살펴보았다. Table 6에 나타난 바와 같이 전기차의 보급 확대와 이에 대한 충전인프라 투자를 통해 전체 이해관계자의 B/C가 증가하는 효과가 나타난다.
먼저 대규모 신재생 발전단지의 생산규모와 개별 수용가의 발전량을 변화시키면서 이해관계자의 B/C가 어떻게 변하는지 살펴보았다. 표에서 보는 바와 같이 대규모 신재생의 발전량이 늘어나면 한전의 B/C가 감소하는 반면 발전소의 B/C는 증가하는 것으로 나타났다.
먼저, 가장 큰 규모의 투자가 요구되는 대규모 신재생 발전규모를 도시의 총 전력수요량에 대비한 비율로 산정하였고 그 값을 2%에서 시작하여 증가시키는 방식을 취하였다. 한편 대규모 발전시설과 별개로 주택이나 농가 등 가정 내에 설치될 수 있는 신재생 발전시설의 규모를 정부에서 설정한 목표인 12.
스마트그리드 거점도시의 경제성을 분석하기 위해서 먼저 거점도시와 관련된 이해관계자를 정의하고, 각 이해관계자별로 거점도시에 도입될 스마트그리드 설비 구축 및 사용에 따른 비용요소 및 편익요소를 산정하였다. 본 연구에서는 거점도시의 이해관계자를 수용가, 신재생발전시설, 한국전력, 및 정부로 구분하였고, 이 중 수용가는 다시 사용되는 스마트그리드 기술의 종류에 따라 스마트플레이스(SP), 신재생(SR), 스마트운송(ST)의 세 유형으로 세분화 하였다. Table 2에는 본 연구에서 사용된 각각의 이해관계자별 비용요소와 편익요소가 정의되었다.
따라서 스마트그리드 거점도시의 경제성 분석을 위해서는 먼저 도시의 수용가 유형과 유형별 규모를 산정하고, 각 유형에 따라 구축될 스마트그리드 설비의 종류를 설정하여야 한다. 본 연구에서는 도시의 수용가 유형을 각각, 주택, 아파트, 상업시설, 산업시설, 공공시설, 교통시설, 발전시설로 구분하고 각 유형을 규모에 따라 다시 A, B, C 등으로 구분하였다. 또한 도시에 구축될 기술인프라로 AMI, ESS, EMS, 충전시설(급속 및 완속), 신재생발전설비를 고려하였다.
본 연구에서는 스마트그리드 기술과 서비스의 확산을 위한 거점 도시를 구축에 대한 경제적 타당성을 분석하였으며, 특히 전체 사업에 대한 경제적 타당성이 아닌 해당 사업에 참여하는 이해관계자의 상호 연관성을 중심으로 비교 분석하였다. 이를 위해 거점도시를 구성하는 수용가 유형과, 수용가 유형에 따른 요소기술의 조합 형태를 시나리오로 설정하고 그 조합의 변화에 따라 각 이해관계자 들의 경제성의 변화를 탐색하였다.
전기차 보급 규모의 경우 수용가별 보급대수는 수용가 규모에 따라 변동적으로 산정하여 약 1,500대~3,500대 까지 변동시켰고, 충전기의 경우 완속기는 전기차 1대당 1기를 보급하는 것으로 가정하였고, 급속기는 렌트카 사업을 고려하여 전기차 수의 50%을 설치하는 것으로 가정하였다. 설치위치는 숙박업소나 쇼핑단지 등 대규모 상업시설과, 공공시설, 학교, 아파트 등에 수용가규모에 비례하여 산정하였다. 마지막으로 렌트카 사업규모는 500대에서 시작하여 변동시켰다.
스마트그리드 거점도시의 경제성을 분석하기 위해서 먼저 거점도시와 관련된 이해관계자를 정의하고, 각 이해관계자별로 거점도시에 도입될 스마트그리드 설비 구축 및 사용에 따른 비용요소 및 편익요소를 산정하였다. 본 연구에서는 거점도시의 이해관계자를 수용가, 신재생발전시설, 한국전력, 및 정부로 구분하였고, 이 중 수용가는 다시 사용되는 스마트그리드 기술의 종류에 따라 스마트플레이스(SP), 신재생(SR), 스마트운송(ST)의 세 유형으로 세분화 하였다.
신재생에너지 관련 장비(태양광 발전, 태양열 발전, 풍력 발전)의 도입을 위한 초기 투자비용 산정 시 생산 및 소비되는 장비의 용량이 아닌 전력 소비량 대비 신재생에너지 전환 비율을 기준으로 산정하였다. 이는 정부에서 공시한 신재생에너지 장비 표준 단가가 장비 별 용량으로 산정되지 않고, 단위 용량별 단가로 산정되어 있어 이를 활용하기 위한 방안이었다.
한편 가정 내 HEMS+ESS보급 규모에 대해서는 다음과 같은 시뮬레이션 전략을 취하였다. 우선 단독주택 호수를 16,000호로 고정하고 이 중 유형 C의 인프라 구성을 가지는 주택비중의 초기값을 10%로 설정한 후 이 비율을 변동시키는 방식으로 B/C 변화를 살펴보았다. BEMS와 신재생, 충전시설이 보급된 대규모 상업시설의 규모의 경우, 소규모 상업시설의 수는 고정시키고, 대규모 상업시설 총 41곳 중 모든 인프라 요소가 설치되는 A유형의 비율을 변동시킴으로서 분석대상 시나리오들을 도출하였다.
현재 Table 3에 입력된 값은 시뮬레이션을 수행하기 위한 초기값으로 산정된 것이다. 이 초기값은 대규모 스마트그리드 실증이 수행되었던 제주와 신재생 설비 도입이 용의한 강원 등의 수용가 구성 및 전력수요 데이터를 바탕으로 산정하였다. 도입될 설비에 대해서는 모든 수용가에 AMI가 보급되는 것으로 가정하였고, 그 나머지 시설의 설치여부는 수용가 유형에 따라 다르게 산정되었으며, 이 유형의 비율을 조절하는 방식으로 경제성 분석의 시나리오가 산정된다.
본 연구에서는 스마트그리드 기술과 서비스의 확산을 위한 거점 도시를 구축에 대한 경제적 타당성을 분석하였으며, 특히 전체 사업에 대한 경제적 타당성이 아닌 해당 사업에 참여하는 이해관계자의 상호 연관성을 중심으로 비교 분석하였다. 이를 위해 거점도시를 구성하는 수용가 유형과, 수용가 유형에 따른 요소기술의 조합 형태를 시나리오로 설정하고 그 조합의 변화에 따라 각 이해관계자 들의 경제성의 변화를 탐색하였다. 분석결과 신재생 발전 규모에 따라 한전, 수용가, 신재생 발전사업자의 BC가 매우 복잡한 양상을 띠며 변동함을 발견하였다.
따라서 본 연구에서는 각 변수의 변동에 따른 B/C의 변화 형태에 주목하고, 궁극적으로는 모든 이해관계자의 B/C가 1을 넘도록 하여 편익이 골고루 배분되는 구조를 최적의 투자대안으로 찾아내고자 하였다. 이에 Table 3에 제시된 초기값에서 출발하여 시작하여 약 2,000여 가지 시나리오의 분석을 통해 B/C의 변화를 고찰하였다.
따라서 거점도시와 같이 도시 전체의 관점에서 기술의 구성, 인프라 투자대상의 선정, 대상별 규모의 산정 등의 구성요인과 이에 따른 사업의 투자 타당성, 그리고 참여자들의 이해관계의 변화를 주목한 연구는 부족한 편이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 가상의 도시를 산정하고 스마트그리드 요소기술 별 적용 대상을 분류한 후, 이해관계자별로 편익과 비용의 균형을 도출하는 방향으로 경제성 분석 시뮬레이션을 수행하였다.
지금까지 탐색적인 방법으로 거점도시의 구성시나리오에 따른 경제성 변화를 살펴보았다. 이 같은 논의를 토대로1) 각 이해관계자들의 B/C가 고르게 나타나면서, 2) 도시 전체의 B/C가 높은 시나리오를 최적의 시나리오로 설정하고 다양한 변수 시나리오의 산정으로 통해 그것을 찾아내고자 하였다.
먼저, 가장 큰 규모의 투자가 요구되는 대규모 신재생 발전규모를 도시의 총 전력수요량에 대비한 비율로 산정하였고 그 값을 2%에서 시작하여 증가시키는 방식을 취하였다. 한편 대규모 발전시설과 별개로 주택이나 농가 등 가정 내에 설치될 수 있는 신재생 발전시설의 규모를 정부에서 설정한 목표인 12.5% [1]로 제한하지 않고 12.5%에서 100%까지 변동하여 그 효과를 분석하였다.

성능/효과

앞서 기술한 바와 같이 각 변수의 변화에 따라 B/C가 영향을 받는 이해관계자로는, 1) 수용가, 2) 신재생발전시설, 3) 한국전력, 4) 정부 및 지자체 이며 수용가의 경우 스마트플레이스, 신재생발전, 스마트운송의 기술 구분에 따른 비용 및 편익구조가 도출된다. 독립변수의 변화 조합은 매우 많고 독립변수에 따른 네 이해관계자의 B/C변화도 매우 복잡한 양상을 가지므로 수리적으로 최적의 인프라 규모를 찾는 것은 거의 불가능하며, 설사 전 범위에 대한 탐색을 통해 최적해를 찾는다고 하더라도 현실적으로 무의미한 조합이 될 가능성이 높다.
즉 대형 숙박업소나 상업시설, 대규모 농촌산업시설에 대한 투자규모 산정이 선행되어야 한다. 개별 수용가의 신재생 발전의 경우 보급대상을 넓히는 것 보다는 보급된 수용가에서 발전용량을 극대화하는 방안이 더욱 바람직한 것으로 분석되었다. 전기차의 경우 보급 규모가 커질수록 전체적으로 도시의 편익에 긍정적으로 기여하는 것으로 나타남으로써 신재생 비율 확대를 통한 한전의 편익 감소를 전기차 보급규모의 조정을 통해 보상하는 방안을 생각해볼 수 있다.
반면 소규모 수용가의 발전시설은 한전과 정부의 B/C가 유사한 비율로 상충하는 반면 개별수용가의 B/C 감소폭은 크지 않은 특징이 있다. 넷째, 전기차의 보급은 경우 한전과 정부, 수용가 모두의 B/C를 상승시킬 수 있는 요소이다.
첫째, 제시된 거점도시 형태에서 중요한 인프라 요소인 신재생 발전 규모에 따른 효과는 개별수용가에 의한 발전과 대규모 발전시설에 의한 발전에 따라 그 효과가 차별화 되며, 개별수용가의 경우에도 그 규모에 따른 변화가 차별화 되는 것으로 나타났다. 둘째, 대규모 발전시설의 경우 한전과 발전소간의 B/C가 상충하는 결과가 나타나는 데, 발전시설의 경우 발전용량을 2.5% 이상 올려야 경제적 타당성이 나타나지만 발전량을 1%만 상승시켜도 한전의 손실이 막대하게 커지게 된다. 셋째, 수용가의 발전시설은 전력대체 효과가 큰 대규모 수용가를 중심으로 투자가 이루어 질 경우 한전의 B/C가 큰 폭으로 증가하고 정부의 B/C 감소가 미미하여 좋은 결과를 기대할 수 있으나, 이러한 대규모 투자는 수용가는 B/C가 크게 감소하는 결과가 나타난다.
또한 앞선 분석결과와 같이 전기차는 많이 보급될수록 유리 하나 단기간에 인구 10만 명당 약 2,500대 이상 보급은 어려운 점이 있고. 또한 본 경제성 분석에서는 단계적 보급을 고려하고 있지 않은 바, 약 2,000~3,000대 수준의 투자규모를 제시하는 것이 적절한 것으로 보인다. 이러한 투자규모 산정방식에 따른 투자 결과 모든 이해관계자의 B/C는 1을 넘어서는 수준이 된다.
SPG나 운영센터 등의 고정비용과 운영에서 발생할 수 있는 변동비용을 고려하였을 때, 스마트 그리드 구성 예산 규모가 축소 또는 확대되었을 때, 비례적으로 설비의 축소나 확대가 되지 않고 있는 문제가 있다. 또한 현재 시간대별 차별적으로 적용되고 있는 전기 요금을 경제성 분석 수행을 위해 일일 평균 가격으로 가정하였으나, 이를 현실에 적용하기 위해서는 시간대별 전력 사용량과 전기요금을 적용하여야 더욱 정교한 결과를 얻을 수 있다. 하지만 비용 및 편익에 대한 기존 문헌의 부족으로 현재의 실증 단계에서 제시된 비용을 보수적으로 가정하여 적용할 수밖에 없었다.
먼저 인프라가 구축된 대형수용가의 규모를 고정한 상태에서 소규모 수용가(주로 주택가)에 대한 인프라 투자를 늘리면 한전의 B/C는 증가하는 반면 정부의 B/C 감소하는 것을 알 수 있다. 한편 소규모 수용가의 투자규모를 고정한 상태에서 대형수용가의 투자 비중을 높이면 역시 한전의 B/C는 증가하고 정부의 B/C는 감소하게 되는데, 이때 정부의 B/C 가 감소하는 정도는 상대적으로 미미하다.
이를 위해 거점도시를 구성하는 수용가 유형과, 수용가 유형에 따른 요소기술의 조합 형태를 시나리오로 설정하고 그 조합의 변화에 따라 각 이해관계자 들의 경제성의 변화를 탐색하였다. 분석결과 신재생 발전 규모에 따라 한전, 수용가, 신재생 발전사업자의 BC가 매우 복잡한 양상을 띠며 변동함을 발견하였다. 대규모 신재생 발전단지의 규모는 발전사업자와 한전의 B/C가 상충하여, 발전규모를 높이기 어려운 것으로 나타났는데, 이에 대하여 한전의 손실을 보전할 수 있는 제도적 지원이 필요할 것으로 판단된다.
5% 이상 올려야 경제적 타당성이 나타나지만 발전량을 1%만 상승시켜도 한전의 손실이 막대하게 커지게 된다. 셋째, 수용가의 발전시설은 전력대체 효과가 큰 대규모 수용가를 중심으로 투자가 이루어 질 경우 한전의 B/C가 큰 폭으로 증가하고 정부의 B/C 감소가 미미하여 좋은 결과를 기대할 수 있으나, 이러한 대규모 투자는 수용가는 B/C가 크게 감소하는 결과가 나타난다. 반면 소규모 수용가의 발전시설은 한전과 정부의 B/C가 유사한 비율로 상충하는 반면 개별수용가의 B/C 감소폭은 크지 않은 특징이 있다.
신재생 발전소의 경우 도시 전체의 신재생 발전량의 증가와 함께 B/C가 상승하는 결과가 나타나지만, 이 때 한전의 B/C가 감소하는 상충효과가 발생하였다. 요약하면, 인프라 구축규모의 산정에 있어서는 대규모 수용가의 수를 늘리는 방향으로 하되, 개별수용가의 B/C가 하락하지 않는 정도까지 투자하는 것이 적정하며, 이를 바탕으로 정부의 B/C가 지나치게 하락하지 않는 범위에서 일반 소형수용가에 대한 투자 비중을 늘려는 방향으로 투자규모를 산정하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
지금까지 몇 가지 시나리오에 따라 제시된 거점도시의 도시구조에서 스마트그리드 인프라 보급규모의 변화에 따른 이해관계자별 B/C를 분석한 결과 다음의 시사점이 도출되었다. 첫째, 제시된 거점도시 형태에서 중요한 인프라 요소인 신재생 발전 규모에 따른 효과는 개별수용가에 의한 발전과 대규모 발전시설에 의한 발전에 따라 그 효과가 차별화 되며, 개별수용가의 경우에도 그 규모에 따른 변화가 차별화 되는 것으로 나타났다. 둘째, 대규모 발전시설의 경우 한전과 발전소간의 B/C가 상충하는 결과가 나타나는 데, 발전시설의 경우 발전용량을 2.
Table 6에 나타난 바와 같이 전기차의 보급 확대와 이에 대한 충전인프라 투자를 통해 전체 이해관계자의 B/C가 증가하는 효과가 나타난다. 특히 전기차의 확산은 정부와 한전의 B/C가 큰 폭으로 증가하는 효과가 있고, 수용가들은 투자규모를 늘리더라도 전기차 구입 및 충전인프라 구축 등의 비용과 운행비 절감의 편익이 상쇄되어 B/C의 변화폭이 크지 않는 것으로 나타났다. 만약 수용가 신재생 비율 증대나 EMS/ESS 도입 등 다른 투자요인 등으로 전기차 투자 확대 시 개별수용가의 B/C가 감소하게 된다면 전기차 보급 및 충전인프라의 확산으로 편익이 발생하는 정부와 한전의 적극적인 역할이 요구되는 지점이다.
Table 7은 이러한 과정의 결과로 도출된 최적투자대안 시나리오들이다. 표에서 대규모 발전시설을 약 2.7%로 산정하여 신재생 발전소의 B/C가 약 1.07 정도로 타당하도록 설정하였다. 최적형상이 주는 시사점은 우선 수용가에 대한 인프라 구축의 경우 대규모 상업시설은 약 80%이상으로 산정하고, 소규모 수용가의 경우 약 5~10% 정도의 대상으로 투자를 하되, 신재생 발전 인프라가 일단 구축된 경우에는 발전용량을 개별 수용가의 전력소비 대비 40~50%까지 끌어올리는 것이 유리하다는 것이다.
먼저 대규모 신재생 발전단지의 생산규모와 개별 수용가의 발전량을 변화시키면서 이해관계자의 B/C가 어떻게 변하는지 살펴보았다. 표에서 보는 바와 같이 대규모 신재생의 발전량이 늘어나면 한전의 B/C가 감소하는 반면 발전소의 B/C는 증가하는 것으로 나타났다. 특히 대규모 신재생의 규모가 2%가 되면 한전의 손실이 매우 크게 나타난다.
그러나 대형수용가의 투자를 늘릴 경우 수용가의 B/C가 크게 감소하게 되어 앞선 결과와 상충하는 문제가 있다. 한 가지 흥미로운 부분은 대규모 수용가에 대한 투자가 1%일 때 (표에서 음영으로 표시된 부분)는 수용가 전체의 B/C가 수용가 투자규모에 반비례하는 것으로 나타나지만, 이를 1.5% 이상 올리면 비록 그 효과는 미약하긴 하지만 투자규모에 비례하는 편익이 발생하는 것으로 나타났다.

후속연구

분석결과 신재생 발전 규모에 따라 한전, 수용가, 신재생 발전사업자의 BC가 매우 복잡한 양상을 띠며 변동함을 발견하였다. 대규모 신재생 발전단지의 규모는 발전사업자와 한전의 B/C가 상충하여, 발전규모를 높이기 어려운 것으로 나타났는데, 이에 대하여 한전의 손실을 보전할 수 있는 제도적 지원이 필요할 것으로 판단된다. 또한 소규모 수용가 보다는 대형 수용가의 기술보급 규모에 따라 경제성의 변화가 민감하게 움직이므로 이에 대한 투자규모 산정에 우선순위를 둘 필요가 있다.
규모는 인구 10만을 기준으로, 정부 및 참여자의 예산은 제한 없이, 운영 및 정책은 연구시점까지의 제시된 사항을 기반으로 가정을 하고 분석하였는데, 이에 대한 방향제시가 되었을 때, 이를 바탕으로 한 제약식을 제시하여 분석을 재실시 할 필요가 있을 것이다. 또한 도시 인구를 10만 인구로 비례하여 축소하여 분석 실시하였는데, 정확한 분석을 위해서는 대상 지역의 실제 데이터를 추출하여 분석할 필요가 있다. 비용 및 편익 산정의 가정에서도 한계점이 있다.
거점도시가 현실적인 규모의 스마트그리드 인프라 구축을 통한, 운영 논리 및 사업 모델 개발, 경제성 판단의 시험대가 되기 위해서는 기술개발, 실증, 사업화가 선순환구조를 이룰 수 있도록 하는 거점도시 및 사업 모델이 필요하다. 또한 스마트그리드 관련 기술의 특징과 전력 소비 형태를 고려하여 적절한 서비스 모형을 설계하고, 새로운 기술과 사업 모델의 도입에 대한 경제적 타당성에 대한 분석도 수행 되어야 한다. 스마트그리드 거점도시의 개발이 세심하게 계획되고 조율되지 않는다면 큰 규모의 투자에도 불구하고 단순한 인프라 구축과 노후 설비의 개선에 머무르거나 일부 사업 참여자들의 단편적인 성과를 달성하는 것에 그칠 가능성이 높다^[16-18].
마지막으로 한전의 기존 계통 운영에 대한 능력 및 기존 설비에 대한 활용으로 인한 절감효과는 고려되지 않았으나, 이에 대한 효용성은 충분히 존재하고 이를 추후 분석에는 반영할 필요가 있다. 설비에 대한 성능은 현재의 기술 수준과 비용에 기초하여 고려되었으나, 전반적으로 빠른 기술성장 및 상용화로 가격하락 등의 고려가 요구된다.
따라서 거점지구 사업이 성과를 거두기 위해서는 스마트그리드 기술의 공급, 소비, 정책 측면에서의 이해관계자들에 대한 분석이 선행되어야 하며, 이들의 투자에 대한 경제적 동인을 자극하는 방식으로 인프라 구축 및 운영시나리오가 개발되어야 한다. 이를 위해서는 여러 가지 인프라 구축 및 정책 시나리오에 따라 각 이해관계자의 경제적 타당성이 어떻게 변화하는 지를 분석하는 시뮬레이션 연구가 요구되며, 그 결과를 바탕으로 사업 추진의 전략적 방향을 수립하였을 때 스마트그리드 기술에 대한 투자와 수용이 확산될 수 있을 것이다.
이는 정부에서 공시한 신재생에너지 장비 표준 단가가 장비 별 용량으로 산정되지 않고, 단위 용량별 단가로 산정되어 있어 이를 활용하기 위한 방안이었다. 추후에는 이를 실제로 거점 도시에 도입될 수 있는 장비의 용량을 기준으로 단가를 산정하여 경제성 분석을 수행해야 할 필요가 있다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	스마트그리드의 확산을 위한 정부 추진 사업 중, 실증 단지 사업과 거점 지구 사업의 차이는 무엇인가?	스마트그리드의 확산을 위하여 정부가 추진해온 실증 단지 사업과 최근 논의되고 있는 거점지구 사업은 근본적으로 그 취지나 목적에서 다음과 같은 차이가 있다. 실증단지는 개발된 신기술의 유효성을 타진하는데 초점을 두고 있는 반면, 거점도시는 사업화에 초점이 맞추어져 있어 안정적이며 경제성 있는 기술의 활용에 주안점 을 두고 있다. 또한 실행규모 측면에서도 실증단지는 기술검증을 위한 최소규모로 운영하여 기술위주의 성과측정에 초점을 두지만, 거점도시에서는 기술확산 및 사업화를 위한 충분한 규모를 충족해야 하며, 공익성과 상업성을 동시에 추구하는 성과측정이 요구된다.
	스마트그리드란 무엇인가?	스마트그리드란 기존 전력망에 정보통신기술을 접목하여, 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리, 신재생 에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능케 하는 차세대 전력인프라 시스템을 일컫는다[1]. 스마트그리드 기술의 구성요소로는 스마트계량기 (AMI), 에너지관리시스템(EMS), 에너지 저장 시스템(ESS), 전기차 및 충전소, 분산전원, 신재생에너지, 양방향 정보통신기술, 지능형 송배전 시스템 등을 들 수 있다.
	스마트그리드 기술의 구성요소에는 무엇이 있는가?	스마트그리드란 기존 전력망에 정보통신기술을 접목하여, 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리, 신재생 에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능케 하는 차세대 전력인프라 시스템을 일컫는다[1]. 스마트그리드 기술의 구성요소로는 스마트계량기 (AMI), 에너지관리시스템(EMS), 에너지 저장 시스템(ESS), 전기차 및 충전소, 분산전원, 신재생에너지, 양방향 정보통신기술, 지능형 송배전 시스템 등을 들 수 있다. 우리나 라의 경우 세계 10위의 탄소배출국으로 GDP대비 온실가스 배출량이 OECD 국가 평균치의 1.

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