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보고서 상세정보

에너지 블록체인의 활용 사례 연구

등록일자 2018-11-02
초록 1. 개요

블록체인 기술은 현재 사회 전반의 시스템을 바꿔놓을 혁신적인 기술로 이야기되고 있으며, AI와 더불어 가장 주목을 받고 있는 IT 기술 분야이다. 블록체인 기술의 큰 특징으로 기존 시장경제의 중앙집중식 거래를 탈피하여 개인 간의 안전한 거래가 자동으로 이루어질 수 있게 하는 탈중앙화가 가능하며, 해시함수를 이용한 암호알고리즘을 통해 블록 단위로 암호화를 하므로 모든 블록을 변경시키지 않는 한 거래 기록의 변경이 불가능하다. 또한 오픈소스 프로그램으로 다양한 목적에 맞게 응용하여 기술개발이 가능한 확장성을 꼽을 수 있을 것이다. 이러한 혁신성을 전제로 각 나라의 정부 및 기업들이 앞다투어 금융, 보험, 물류, IT 서비스 등 다양한 산업에서 블록체인 기술의 실용화를 꾀하고 있으며, 물론 에너지 분야도 예외는 아니다.



효율적인 에너지 비즈니스 모델을 만들기 위해 에너지 블록체인에 활발한 글로벌 투자가 이어지고 있다. 2017년도 에너지 분야에서 100개 이상의 서로 다른 대형 에너지 블록체인 프로젝트에 1억~3억 달러에 달하는 금액이 투자되었으며, 그중에서 전기에너지 분야에서는 총 글로벌 투자 금액 470억 달러 정도로 2014년 이후 20% 이상의 증가 속도를 보이고 있다. IEA에 따르면 전체 석유 연료 에너지 분야에 투자한 금액보다 거의 40% 정도 높은 수준이라고 한다. 하지만 아직 에너지 블록체인 프로젝트들이 대부분 초기 단계 수준이며, 검증되기까지는 많은 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 하지만 글로벌 투자가 활발해지고 있는 만큼 에너지 블록체인 기술 사례들을 살펴보고 우리나라에서 에너지 블록체인을 어떻게 활용해야 할지 고찰해보는 것은 의미 있는 일이다.


2. 주요 내용

에너지 블록체인은 다음과 같은 여러 가지 사례에 접목하여 구현할 수 있다. 대규모 에너지 생산에서 탈피한 분산형에너지 시스템, 개인 전기자동차 충전설비 활용, 에너지 선물 및 옵션 거래 시스템, 전 세계 단일 온실가스배출권거래제도, 개도국 에너지전환 등에 접목하여 사용할 수 있다[1].

2.1. 분산형에너지 시스템

분산형에너지 시스템은 송전망 없이도 수요지 근처에서 전력을 생산하고 소비하는 에너지 시스템을 일컫는다. 이러한 분산형에너지 시스템의 구성요소에는 루프탑 태양광발전, 전기자동차, 에너지 저장장치, 수요 반응 등이 있다. 특히, 수요 반응은 소비자들의 전기 사용을 합리적인 방향으로 유도하기 위해서 전력회사가 취하는 수요관리로 정의할 수 있다. 특히, 전력수요가 피크일 때 수급 위기를 방지하기 위해 전기요금 조정이나 부하 감축 지시로 인한 전력수요를 조절하는 활동을 의미한다.



에너지 블록체인은 이러한 분산형에너지 시스템에 가시화(visibility)를 높여주어 보다 많은 소비자들의 접근성을 높여준다. 블록체인 기술은 보다 안전하고 보안성이 높은 시스템을 제공하여 거래자들이 안심하고 거래할 수 있도록 하는 플랫폼을 제공해줄 수 있다. 또한 블록체인을 활용하여 일정한 거래조건이 충족되면 자동 거래가 이루어지도록 구현이 가능하다. 이는 전력수요 조절 시 그 시스템 효율성을 높여주는 역할을 한다. 이론적으로 이는 전력 시스템의 수요과 공급의 밸런스를 보다 효과적으로 최적화할 수 있음을 의미한다. 또한 불필요한 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.



이러한 장점에도 불구하고 분산형에너지 시스템에 접목한 블록체인은 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다. 우선적으로 에너지 시장에 의해서 분산형에너지 시스템 블록체인의 가치가 저평가될 수 있다는 우려가 존재한다. 즉, 기존의 에너지 시스템은 효율성을 추구하기 때문에 개인이 참여하는 것이 어떤 측면에서는 효율성을 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 수많은 개인 참여자들이 기존의 에너지 시스템 질서를 해치지 않게 하기 위해서는 적절한 에너지 시장의 가이드라인에 대한 고찰이 선행되어야 한다. 실례로 미국 버몬트 주의 Burlington 전력회사는 Omega 그리드와 협력하여 블록체인을 도입함으로써 전력 가격을 시장 상황에 따라 탄력적으로 변화시키는 가격전략을 꾀하고 있다.

2.2. 개인 전기자동차 충전설비

교통에서 온실가스를 감축하는 것은 매우 어렵다는 사실이 많은 연구 결과를 통해 알려져 있다. 그러므로 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 전기자동차 등의 친환경 차량의 우선적인 보급은 필수적이라고 할 수 있다. 전기자동차를 빠른 시간 안에 보급하기 위해서는 전기자동차 배터리 가격의 하락, 주행거리, 충전시설 확충 및 충전시간 단축 등의 장애물들을 우선적으로 해결해야 한다. 특히 그중에서도 전기자동차 충전설비 확충은 정부의 보조 없이는 해결하기 어려운 부분이 있는 것이 사실이다.



이에 블록체인 기술을 적용하면 개인 충전설비의 활용도를 높여줌으로써 전기자동차 시장 활성화 형성에 기여할 수 있다. 사실 이미 설치되어 있는 많은 전기자동차 충전설비 중 평소에는 충전되는 차량 없이 방치되고 있는 실정이다. 블록체인 기술을 활용하여 활용도를 보다 높일 수 있다. 실제로 독일은 일찍이 블록체인 기술을 적용하여 전기자동차 보급에 활용하고 있다. 독일의 전력회사인 Innogy는 블록체인 기술을 활용한 1,200개의 전기자동차 충전소를 도입하였다. 충전소 주인이 직접 가격을 책정하여 운영할 수 있다. Ethereum 블록체인을 도입하여 스마트폰 앱(Share & Charge)을 적극적으로 활용하고 있다. 이러한 사례에서 통해 알 수 있듯이 블록체인 기술은 전기자동차 충전기 보급에 기여도가 상당히 높을 것으로 기대를 모으고 있다.



하지만 소비자 측면에서는 적극적으로 시장에 참여하는 소비자들만 블록체인의 혜택을 보는 구조이기 때문에 분명한 블록체인의 단점이 존재한다. 적극적으로 참여하지 않으면, 블록체인으로 인한 차익을 실현하지 못하기 때문에 참여하지 않는 소비자들에게는 혜택이 돌아가지 않을 수도 있다. 또한 전기 충전기를 소유한 가구 측면에서는 다른 소비자들이 충전소에 접근할 때 개인 사생활 침해 및 안전에 대한 우려가 있을 수도 있다. 이러한 문제점들은 쉽게 해결하기 어려운 점이기도 하지만, 그렇다고 해서 블록체인을 활용한 전기자동차 보급의 장점이 사라지는 것은 아니다.

2.3. 에너지 선물 및 옵션 거래 시스템

기존의 에너지 선물 및 옵션 거래 시스템은 수많은 부분이 사람에 의해서 이루어진다. 이러한 수작업은 블록체인 기술을 활용하면, 거래시간 단축, 거래 자동화, 안전성 증진 및 거래비용 절감 효과를 누릴 수 있다. 즉, 에너지 블록체인을 활용하면 고객들의 에너지 사용 정보를 실시간으로 보다 안전하게 빅데이터 처리를 활용할 수 있다. 또한 블록체인을 활용하면 기존의 플랫폼보다 큰 상위 개념의 플랫폼으로 에너지 선물 및 옵션 거래의 효율성을 높일 수 있다.



2017년 ING와 Societe Generale 그룹은 함께 블록체인 기술을 활용하여 에너지 상품을 거래하는 것을 시도하기도 하였다. 이는 앞서 언급한 바와 같이 종이를 활용한 거래비용을 절감하는 효과를 얻었으며, 통일된 프로토콜을 활용하여 거래 효율성을 높이는 결과를 가져왔다.



기업 입장에서 이러한 신기술을 도입하는 것은 미래의 비용을 줄이는 효과도 있지만, 데이터량과 트랙잭션이 많은 현재 시스템들의 경우 많은 자금이 소요되기 때문에 주저하는 것도 사실이다.

2.4. 탄소배출권거래제도

탄소배출권거래제도는 전 세계적으로 온실가스를 줄이기 위한 가장 비용효과적이며, 경제학적?정책적 기제라는 것은 이미 널리 알려진 사실이다. 세계적으로는 21개의 배출권거래제도가 운영 중에 있으며, 우리나라도 2015년 1월 온실가스배출권거래제도를 도입한 이래 3년이라는 시간이 지나가고 있다[2].



전 세계의 온실가스배출권거래시장을 보다 효율적으로 운영하기 위해서는 단일화된 비즈니스 모델을 만드는 노력도 필요하다. 이러한 노력을 현실로 가능하게 만드는 것이 에너지 블록체인이 될 수 있다. 안전하게 전 세계 거래자들의 정보를 저장하여 많은 거래자들이 온실가스배출권거래에 활발하게 참여할 수 있다면, 이는 온실가스를 보다 효율적으로 줄일 수 있는 하나의 방편이 될 수 있을 것이다. IBM과 Energy-Blockchain 랩은 중국에서 에너지 블록체인을 적용하여 탄소 크레딧 관리 플랫폼을 이미 운영 중에 있다.



에너지 블록체인을 활용한 에너지 선물거래 시스템과 같이 블록체인 탄소배출권거래제 시스템 또한 그 구축 비용이 만만치 않은 것이 현실이다. 또한 비싼 비용을 들여 기업이 설치하였다 하더라도 다른 기업이 설치 및 활용하지 않으면, 규모의 경제는 실현되기 어려울지도 모른다. 마지막으로 전 세계 탄소시장을 하나로 묶는 것은 각 국가마다 다른 규정 및 법규상 쉽지 않은 일이 될 수도 있다.

2.5. 개도국의 에너지 시장 거래

중국 및 인도와 같은 개도국의 환경 에너지 문제는 하루 이틀의 문제가 아니다. 지속가능한성장을 위해서 선진국들이 어떠한 기술을 개도국에게 전파하는가는 미래 인류의 생존과 직결된다고 해도 과언이 아니다.



에너지 블록체인은 이러한 에너지전환 과정에서 수많은 인원이 투입되어야지 가능한 일들을 안전하게 자동화하여 구현할 수 있다. 전력 거래 및 비용 납부 시스템을 많은 소비자들이 쉽고 안전하게 각 가정에서 사용할 수 있도록 플랫폼을 제공해준다. 특히, 소비자 정보 보호를 관장하는 특별한 기구 없이도 운영될 수 있어 궁극적으로 비용효과적일 수 있다. 또한 블록체인 기술의 보안성은 미래 투자자들이 안심하고 개도국에 투자할 수 있도록 한다. 이러한 노력의 일환으로 Energy Bazaar라는 기업이 약 2억 명의 인구가 에너지 빈곤에 시달리는 인도의 농촌지역에 에너지 블록체인 기술을 도입하여 에너지 자립에 적극적으로 나서고 있는 것은 고무적인 일이다. 즉, 블록체인 기술은 기술 도약(Leapfrog)을 가능케 할 수도 있다는 대목이다.



하지만 개도국의 현실은 녹록치만은 않다. 소비자들이 블록체인에 대한 이해도 및 인식 부족으로 적극적인 참여가 현저하게 떨어질 수 있다. 이는 초기투자 비용을 회수하지 못해 기대에 미치지 못하는 결과를 가져올 수 있다는 우려도 존재한다. 또한 개도국들의 보수적인 현 정부가 아직 검증되지 않은 신기술을 적극적으로 도입할 것인지도 미지수이다.



2.6. 시사점

블록체인 기술은 많은 소비자들에게 기회인 동시에 아직은 검증되지 않은 기술이기에 많은 두려움도 존재하는 것이 사실이다. 전문가들의 인터뷰에 의하면, 아직 블록체인 기술은 상용화 전 단계인 검증 단계에 와 있다고 보고 있다[3]. 특히 에너지 블록체인의 파괴적인 효과가 언젠가는 올지도 모른다고 보고 있으면서도, 아직은 넘어야 할 장애물들이 많다는 데 많은 전문가들이 동의하고 있다.



이에 우선은 작은 단위의 시범 프로젝트를 늘려 제도 및 기술에 대한 이해도 증진을 도모하고, 부족한 점을 채워나가는 방법을 사용하여야 한다[4]. 이를 통해서 블록체인 기술에 대한 이해와 함께 정부 규제에 대한 이해를 함께 발전시켜나가야 한다. 또한 전력산업에 있어서 에너지 블록체인 스탠더드를 구축해나가야 할 것이다[5].



하지만 명심해야 할 사실은 모든 에너지산업에서의 블록체인 기술이 혁신적인 에너지전환 위한 핵심 요소가 되기에는 다소 어려움이 있다는 것이다. 많은 에너지전환 기술을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 하나의 플랫폼이라고 생각하고 접근해야 할 것이다.

3. 결론

블록체인의 가장 큰 핵심은 탈중앙화를 통해 개인과 개인이 안전한 거래를 하면서 실제 이익이 한 곳에만 집중되는 것이 아니라, 거래에 참여한 모든 참여자들에게 적절한 재분배가 이루어지는 것일 것이고, 그것이 우리 모두가 바라는 블록체인의 패러다임일 것이다. 하지만 현실적으로 그 혁신성은 가려질 가능성도 높아 보인다.



에너지 블록체인을 위한 개발비용이 많이 소요되기 때문에 대체로 거대 기업 및 대기업들이 주축으로 만들어지는 비즈니스 모델은 고객들의 이익보다 기업의 이익을 우선시하게 되고, 퍼블릭 블록체인보다 프라이빗 블록체인의 기술을 이용하기 때문에 소비자가 얻을 수 있는 이익은 매우 적을 수밖에 없고, 실제 이익보다는 편익에 가까운 서비스만 제공받을 수 있다는 한계도 있어 보인다. 또한 다른 나라의 경우 전력공급을 하는 기업들이 경쟁을 하는 구조이고 사회적기업들이나 벤처기업들이 참여가 쉬우나, 우리나라의 경우 한국전력이 독점을 하고 있기 때문에 에너지 블록체인으로 혁신성을 일으키기에는 한계가 있는 산업 분야로 보인다. 이에 막대한 예산을 들어 에너지 블록체인에 적용하기보다는 소규모 단위의 실용성 있는 프로젝트를 구성하여 시나리오를 적용해 기술특허를 선점하는 데 초점을 맞추면서 접근하는 것이 실효성이 있을 것으로 보인다.


References



1. Promising Blockchain Applications for Energy: Separating the Signal form the Noise, 2018, Energy Futures Initiative, https://static1.squarespace.com/static/58ec123cb3db2bd94e057628/t/5b4e59751ae6cf086c4450a5/1531861368631/EFI_Blockchain_July2018_FINAL+.pdf. [Viewed 2018-10-26].

2. 우리나라 온실가스 배출권거래제 진단과 개선방안, 2017, 에너지 경제 연구원, http://www.keei.re.kr/web_keei/d_results.nsf/0/9F9C1AE6D466095849258213001924AD/$file/17-04_%EC%88%98%EC%8B%9C_%EC%9A%B0%EB%A6%AC%EB%82%98%EB%9D%BC%20%EC%98%A8%EC%8B%A4%EA%B0%80%EC%8A%A4%20%EB%B0%B0%EC%B6%9C%EA%B6%8C%EA%B1%B0%EB%9E%98%EC%A0%9C%20%EC%A7%84%EB%8B%A8%EA%B3%BC%20%EA%B0%9C%EC%84%A0%EB%B0%A9%EC%95%88.pdf. [Viewed 2018-10-25].

3. Blockchain: Evolution or Revolution?, World Energy Insights Brief 2018, 2018, https://www.worldenergy.org/wp-content/uploads/2018/10/World-Energy-Insights-Blockchain-Anthology-of-Interviews.pdf. [Viewed 2018-10-23].

4. Blockchain-an opportunity for energy producers and consumers?, 2018, PWC, https://www.pwc.com/gx/en/industries/assets/pwc-blockchain-opportunity-for-energy-producers-and-consumers.pdf. [Viewed 2018-10-24].

5. Maurice R. Greenberg, Applying Blockchain Technology to Electric Power Systems, 2018, https://cfrd8-files.cfr.org/sites/default/files/report_pdf/Discussion_Paper_Livingston_et_al_Blockchain_OR_0.pdf. [Viewed 2018-10-24].
출처 KOSEN-코센리포트
DOI https://doi.org/10.22800/kisti.kosenexpert.2018.46