본 연구에서는 2011년 3월 발생한 동일본대지진 이후 스마트그리드에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 일본의 스마트그리드 정책 추진현황 및 문제점에 초점을 맞춰 살펴보았다. 분석 결과, 일본에서는 2011년 동일본대지진으로 인한 전력수급 문제를 계기로 신재생에너지의 고정가격매수제도가 도입되고, 나아가 신재생에너지로 생산된 전력을 거래하는 분산형 그린 전력매매 시장을 설립하는 등 에너지 위기와 환경문제를 동시 해결하는 하나의 솔루션으로서 스마트그리드 관련 프로젝트가 본격적으로 실행되었다. 그 결과 피크전력 억제 및 CO2 삭감효과, 신재생에너지원을 이용한 에너지 수급의 안정적 확보 등 가시적인 성과를 거두었다. 한편, 현행 일본의 스마트그리드 정책 운영상의 개선과제로는 전력계통 안정화 장치의 도입(송배전망의 광역적 운용이나 대형 축전지 도입 등), 스마트그리드 관련 자국기술의 국제표준, 추진 스마트 그리드의 보안성 강화 지원 등을 제시하였다.
본 연구에서는 2011년 3월 발생한 동일본대지진 이후 스마트그리드에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 일본의 스마트그리드 정책 추진현황 및 문제점에 초점을 맞춰 살펴보았다. 분석 결과, 일본에서는 2011년 동일본대지진으로 인한 전력수급 문제를 계기로 신재생에너지의 고정가격매수제도가 도입되고, 나아가 신재생에너지로 생산된 전력을 거래하는 분산형 그린 전력매매 시장을 설립하는 등 에너지 위기와 환경문제를 동시 해결하는 하나의 솔루션으로서 스마트그리드 관련 프로젝트가 본격적으로 실행되었다. 그 결과 피크전력 억제 및 CO2 삭감효과, 신재생에너지원을 이용한 에너지 수급의 안정적 확보 등 가시적인 성과를 거두었다. 한편, 현행 일본의 스마트그리드 정책 운영상의 개선과제로는 전력계통 안정화 장치의 도입(송배전망의 광역적 운용이나 대형 축전지 도입 등), 스마트그리드 관련 자국기술의 국제표준, 추진 스마트 그리드의 보안성 강화 지원 등을 제시하였다.
This study focuses on the current state of Smart Grid policy in Japan and its problems while the interest in Smart Grid has been increasing since the March 2011 earthquake in East Japan. As a result of the analysis, Japan introduced the fixed price buying system of new and renewable energy in respon...
This study focuses on the current state of Smart Grid policy in Japan and its problems while the interest in Smart Grid has been increasing since the March 2011 earthquake in East Japan. As a result of the analysis, Japan introduced the fixed price buying system of new and renewable energy in response to the power supply and demand problem caused by the 2011 earthquake in East Japan, and established a decentralized green electricity trading market in which electricity generated from new and renewable energy is traded Smart Grid-related projects were implemented as a solution to solve energy crisis and environmental problems at the same time. As a result, we achieved visible results such as suppressing peak power, reducing CO2 emissions, and securing stable supply and demand of energy using renewable energy sources. On the other hand, the improvement of current Smart Grid policy operation in Japan and the introduction of stabilization system of power system, promotion of international standards of domestic technology related to smart grid, and support for strengthening security of smart grid.
This study focuses on the current state of Smart Grid policy in Japan and its problems while the interest in Smart Grid has been increasing since the March 2011 earthquake in East Japan. As a result of the analysis, Japan introduced the fixed price buying system of new and renewable energy in response to the power supply and demand problem caused by the 2011 earthquake in East Japan, and established a decentralized green electricity trading market in which electricity generated from new and renewable energy is traded Smart Grid-related projects were implemented as a solution to solve energy crisis and environmental problems at the same time. As a result, we achieved visible results such as suppressing peak power, reducing CO2 emissions, and securing stable supply and demand of energy using renewable energy sources. On the other hand, the improvement of current Smart Grid policy operation in Japan and the introduction of stabilization system of power system, promotion of international standards of domestic technology related to smart grid, and support for strengthening security of smart grid.
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문제 정의
요코하마 스마트시티 프로젝트(YSCP)는 인구 약 370만 명 규모의 선진 도시 요코하마를 무대로「세계 최고 수준의 스마트시티 모델」을 구축하고, 그 실험결과를 바탕으로「요코하마형 솔루션」을 활용해 해외시장에 수출하는 것을 목표로 삼고 있다. 구체적으로는 2050년까지 1인당 CO2 배출량을 2004년 실적의 60%로 삭감할 것을 목표로 세웠고, 중간 목표로는 2025년까지 최종 목표의 절반 이상을 달성함과 동시에 신재생에너지의 비중을 2004년 대비 10배 이상으로 높이는 것을 목표로 제시하였다.
그 결과, 스마트미터는 홈게이트웨이(Home Gateway)를 통해 홈 서버로 연결하는 방식, 축전지를 배전 계통 측에 설치하는 방식이 바람직하다는 결론을 도출하였다. 또한 비용부담과 관련해서는 수요자와 전력회사뿐만 아니라 신규 서비스 제공업체에도 요구하는 틀로서 수익의 일부를 전력회사로 환원시키는 제도의 도입 가능성을 제시하였다. 다만, 수요자에게 제공하는 고부가가치 서비스의 창출이나 수요자 간 공평한 부담방법 모색 등을 과제로 제시하였다[5].
따라서 추후 연구에서는 기 도출된 일본의 스마트그리드 정책 활성화 방안을 객관적 수치를 활용해 재검증해 볼 필요가 있다. 먼저 예비적 고찰로서 스마트그리드 사업의 목적을 고려하여 신재생에너지 보급 확산, 전력공급의 안정화, 지역경제 활성화, 수출산업 육성, 에너지 안보 강화 등 사업 평가기준의 틀을 제시한 뒤, 심층인터뷰 및 설문을 통해 이들 평가항목의 타당성을 검증해 보고자 한다.
본 연구에서는 2011년 동일본대지진 이후 일본에서 스마트그리드에 대한 관심이 높아지는 가운데 일본의 스마트그리드 정책의 추진현황 및 문제점에 대해 살펴보았다. 분석의 결과, 다음과 같은 점이 명백해졌다.
요코하마 스마트시티 프로젝트(YSCP)는 인구 약 370만 명 규모의 선진 도시 요코하마를 무대로「세계 최고 수준의 스마트시티 모델」을 구축하고, 그 실험결과를 바탕으로「요코하마형 솔루션」을 활용해 해외시장에 수출하는 것을 목표로 삼고 있다. 구체적으로는 2050년까지 1인당 CO2 배출량을 2004년 실적의 60%로 삭감할 것을 목표로 세웠고, 중간 목표로는 2025년까지 최종 목표의 절반 이상을 달성함과 동시에 신재생에너지의 비중을 2004년 대비 10배 이상으로 높이는 것을 목표로 제시하였다.
이에 본 연구는 2011년 동일본대지진 이후 일본 내의 스마트그리드에 대한 관심이 고조되는 가운데, 현행 일본의 스마트그리드 추진현황 및 문제점을 파악함으로써 향후 우리나라의 스마트그리드 보급 활성화를 위한 시사점을 도출해 보고자 한다.
특히 본 실증프로젝트에서는 CO2 배출 최소화를 실현하는 지역 에너지관리 시스템(CEMS)을 개발하고, 이를 중심으로 차세대 에너지·사회시스템을 구축함으로써 지역주민들의 삶의 질과 편의성을 저해하지 않고 새로운라이프스타일을 확립해 에코(Eco)가 지역주민들의 문화로 자리매김하는 것을 주목표로 하고 있다.
대상 데이터
동 사업은 일본 경제산업성 산하기관인 NEDO가 미국 에너지부 산하 국립연구소(로스 알라모스) 등과 협력하여 추진하였으며, 뉴멕시코주 전체 5곳 중 2곳에서 실증실험을 실시하였다. 도시바, 교세라 등 일본기업 31개사가 참여하였고, 총 사업비는 70억 엔에 달했다. 실증실험의 결과, 신재생에너지의 대량 도입에 따른 발전량 변동을 에너지관리 시스템에 의해 나트륨 유황전지와 납축전지를 연동 제어하고, 마이크로그리드 연계점에서의 조류 제어를 실현하는 등의 성과를 내었다[26].
그 대표적 예가 미국 뉴멕시코주에서의 미일 간 스마트그리드 실증프로젝트이다. 동 사업은 일본 경제산업성 산하기관인 NEDO가 미국 에너지부 산하 국립연구소(로스 알라모스) 등과 협력하여 추진하였으며, 뉴멕시코주 전체 5곳 중 2곳에서 실증실험을 실시하였다. 도시바, 교세라 등 일본기업 31개사가 참여하였고, 총 사업비는 70억 엔에 달했다.
성능/효과
또한 동 프로젝트에는 정부 외에 도시바, 메이덴샤, 파나소닉, 도쿄전력, 도쿄가스, 닛산자동차 등 여러 민간 기업이 컨소시엄으로 참여해 신재생에너지 사업, 가정 및 빌딩에서의 에너지관리 사업을 추진해 왔다. 그 결과 2012년 대형 시설 6곳에서 리튬이온 배터리를 활용해 에너지 저장 및 이용 효율을 시험하는 BEMS 사업을 통해 CO2 삭감 효과가 있었으며, 2013년에는 일반가구 1,900가구를 대상으로 한 HEMS 사업을 통해 최대 15.2%의 피크 컷 효과를 확인하였다. 이러한 요코하마시의 실증실험 성과를 간략히 정리하면 [Fig.
馬渕·森林(2011) 연구에서는 스마트그리드의 대표적 분야인 스마트미터의 도입 및 그에 따른 이해관계자들의 편익에 대해 분석하였다. 그 결과, 스마트미터는 홈게이트웨이(Home Gateway)를 통해 홈 서버로 연결하는 방식, 축전지를 배전 계통 측에 설치하는 방식이 바람직하다는 결론을 도출하였다. 또한 비용부담과 관련해서는 수요자와 전력회사뿐만 아니라 신규 서비스 제공업체에도 요구하는 틀로서 수익의 일부를 전력회사로 환원시키는 제도의 도입 가능성을 제시하였다.
둘째, 새로운 에너지 시스템으로서 집중형 전원, 분산형 전원, 축전지를 통합한 에너지시스템, 태양광발전의 대량 도입을 지탱하는 에너지시스템, 그리고 에너지 운용에 수요자도 참여 가능한 시스템이다. 셋째, 새로운 교통시스템으로 축전 기술을 중핵으로 에너지와 교통이 융합된 시스템, 자동차의 센서 네크워크화 된 시스템, IT기술을 활용한 편리하고 친환경적인 교통시스템, 쾌적성과 에너지 절약을 모두 고려한 새로운 도시의 건설이다. 넷째, 자연과의 공생, 사람 사이의 연결을 중시하는 새로운 공동체의 구축과 에너지 절약을 양립한 생활공간으로서의 네트워크이다.
셋째, 이미 본문에서 언급했듯이 일본에서는 지역별로 차별화된 스마트그리드 정책을 통해 피크전력의 감축 및 CO2 삭감효과 실현, 신재생에너지 활용을 통한 에너지의 안정적 공급 확보 등의 가시적 성과를 거두었다. 한편 일본형 스마트그리드의 본격 확산을 위한 개선과제로는 전력계통 안정화 장치의 도입(송배전망의 광역운용이나 대형축전지 도입 등), 스마트그리드 관련 자국기술의 국제표준 추진, 스마트그리드의 보안성 강화 지원 등을 제시하였다．
이러한 목표를 달성하기 위한 구체적 방안으로 첫째, 대규모 신재생에너지 도입에 있어 2020년까지 1차 에너지 공급에서 차지하는 신재생에너지 비중을 10%로 늘리는 것을 포함해 지역 내에서의 대대적인 태양광 발전 도입 등을 통해 CO2 삭감, 둘째, 일반가구 대상으로 에너지관리 시스템(Home Energy Management System) 도입 및 공동주택 적용 연료전지와 축전지 등을 조합한 에너지 관리, 셋째, 민간 사업자를 대상으로 한 에너지관리 시스템(Building Energy Management System)의 도입, 빌딩 전체의 에너지 제어와 지역 간의 연계 강화, 넷째, 도시폐열을 이용한 고온열 배관의 점검 및 조사, 지역냉난방의 에너지 절감효과 검증, 차세대 지역냉난방 시스템구축을 위한 열원 네트워크 정비, 다섯째, 가정용 에너지관리시스템을 활용해 에너지의 지산지소를 촉진하는 에너지 기기의 운전 효율을 높임과 동시에 지역에너지 수요 예상치와 실적치 간의 차이를 BEMS, HEMS 등의 제어를 통해 에너지 낭비를 줄이면서 지역 에너지관리시스템과 대규모 네트워크와의 상호 보완적인 활용을 들 수 있다 [24].
둘째, 일본 정부는 2010년 6월 발표한 신성장전략의 일환으로서 일본형 스마트그리드 구축 및 해외 진출을 위해 스마트그리드 실증프로젝트를 추진해 왔다. 특히 요코하마시, 도요타시, 게이한나 학연도시, 기타규슈시등 4개 지역에서 차별화된 스마트그리드 실증프로젝트를 통해 피크전력 억제 및 CO2 삭감효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 [Table 3]에 나타냈듯이 스마트그리드의 국가적 확산을 위해 개방형 표준기술을 개발하는 등 스마트그리드 시스템의 해외로의 전개도 적극 추진해 왔다.
후속연구
하지만 본 연구는 일본 내 스마트그리드 정책 성과를 측정하는 객관적 지표자료 부족으로 기존문헌 및 정책자료에 기반하고 있어 현행 정책 운영상의 개선방안 도출을 위한 근거를 명확히 제시하지 못하는 한계가 있다. 따라서 추후 연구에서는 기 도출된 일본의 스마트그리드 정책 활성화 방안을 객관적 수치를 활용해 재검증해 볼 필요가 있다. 먼저 예비적 고찰로서 스마트그리드 사업의 목적을 고려하여 신재생에너지 보급 확산, 전력공급의 안정화, 지역경제 활성화, 수출산업 육성, 에너지 안보 강화 등 사업 평가기준의 틀을 제시한 뒤, 심층인터뷰 및 설문을 통해 이들 평가항목의 타당성을 검증해 보고자 한다.
이상에서 살펴보았듯이 일본은 2011년 동일본대지진으로 인한 전력수급 문제를 계기로 스마트그리드 관련 정책이 본격 시행되었고, 이러한 스마트그리드 정책의 실질적 효과(전력시스템의 부하율 개선, 에너지이용 효율 제고 및 신재생에너지의 보급 확대, 자국기술의 국제표준 선점 등)에 대한 검증 작업이 필요한데 이를 비교 검토하고 정책개선 방향을 도출해 보았다는 점에서 본연구의 의의가 있으며, 나아가 향후 우리나라의 스마트그리드 보급 활성화를 위한 정책방안 수립 시 기초자료로도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
스마트그리드란 무엇인가?
스마트그리드(Smart Grid)란, 정보통신기술(IT)을 활용해 전력수급 문제에 대응하는 차세대 전력망을 뜻한다. 이처럼 스마트그리드가 전 세계적으로 주목을 끈 것은 2008년 미국의 오바마 대통령이 그린뉴딜(Green New Deal) 정책1)의 일환으로 스마트그리드 관련 사업에 보조금을 도입한 것이 발단이 됐다.
일본 녹색산업의 근간이 되는 신재생에너지 특별조치법과 고정가격매수제도는 어떤 제도이며 목적은 무엇인가?
2011년 「신재생에너지 특별조치법」이 제정되고, 2012년 ７월「고정가격매수제도」가 시행되었다. 이들 법안은 안정적인 수익 보장에 따른 민간부문의 신재생에너지 투자 및 운용비용 절감, 사업의 불확실성과 위험 저감 등을 골자로 하는 정책이며, 신재생에너지 보급 확대를 위한 정책적 지원을 목표로 하고 있다.
스마트그리드가 전 세계적으로 주목을 끌게된 계기는 무엇인가?
스마트그리드(Smart Grid)란, 정보통신기술(IT)을 활용해 전력수급 문제에 대응하는 차세대 전력망을 뜻한다. 이처럼 스마트그리드가 전 세계적으로 주목을 끈 것은 2008년 미국의 오바마 대통령이 그린뉴딜(Green New Deal) 정책1)의 일환으로 스마트그리드 관련 사업에 보조금을 도입한 것이 발단이 됐다. 미국에서는 노후화된 전력계통의 고도화가 원래 목적이었지만, CO2 배출 삭감을 통한 지구온난화 방지 및 에너지자원 확보의 중요성 등 몇 가지 요인이 원동력이 되어 스마트그리드가 세계적으로 각광받기 시작했다[1].
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