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스마트그리드, 2016년 세계시장 125조원 전망

올해도 역시 스마트그리드(Smart Grid, 지능형 전력망)에 대한 관심은 높았고 전망도 밝았다. 최근 열린 국제그린에너지 컨퍼런스에선 스마트그리드가 차세대 녹색에너지 시장을 주도할 것이라는 전망했다.

피에르 나뷰르스 스마트에너지콜렉티브 회장은 스마트그리드 산업을 3차 산업혁명에 비유하며 미래에 폭발적인 성장을 예상했다. 외국 시장조사기관들은 2016년 세계 스마트그리드 시장 규모를 61조~125조원 수준에 이를 것으로 내다봤다.

또한 스마트그리드가 녹색에너지 활용 극대화를 촉진하는 차세대 전력공급망 역할을 하게될 것이라는 전망도 우세하다.

차세대 전력망 시스템 ‘스마트그리드’는 특히 전력수급난의 대안으로 자주 거론된다. 전력수요를 지능적이고 효율적으로 관리, 제어해 합리적인 소비로 이어질 수 있기 때문이다.

정부는 2030년 110조원 이상의 스마트그리드 시장 창출을 가져올 것이란 장밋빛 전망을 내놓고 있다.

정부는 2009년 11월 스마트그리드 추진전략을 발표한 이후 2009년 제주 실증단지 구축, 2010년 국가 로드맵 수립, 지난해 11월 지능형전력망법 제정 등 산업 육성을 위한 관련 절차를 순차적으로 밟아왔다.

초기시장 창출을 위한 정책방안으로 제1차 지능형전력망 기본계획을 통해 스마트계량기, 전기차 충전기, 에너지저장장치 등 관련기기 보급사업을 적극 나서고 있다.

2016년까지 핵심기기 보급 대폭 확대

2016년까지 5개년의 사업계획을 담은 1차 기본계획은 핵심기기 보급과 지능형 수요관리 시장 운영, 서비스 사업 육성 등 세부 사업방안과 투자계획 등을 담고 있다.

정부는 초기시장 창출을 위해 우선 핵심기기 보급 확산에 주력한다는 방침이다. 스마트계량기(AMI)를 2016년까지 2가구당 1대꼴로 보급을 늘려 기존 기계식 계량기를 AMI로 교체할 계획이다. 계획대로만 되면 지난해 72만대(3.6%)에 불과했던 AMI 보급량을 2016년 1,000만대(50%)까지 대폭 늘어나게 된다.

전기차 충전기 보급도 크게 증가한다. ‘그린카 산업 발전전략 및 과제’의 전기차 보급목표와 연계해 2016년까지 전기차 충전기 15만기를 설치해 전기자동차 보급을 촉진할 계획이다. 아울러 연내 국가단위 충전 인프라 구축계획을 수립, 충전전력 사용정보와 충전소 위치 등 실시간 정보제공 체계도 마련키로 했다.

1만kWh 규모의 실증단계에 머물고 있는 에너지저장장치도 2016년까지 20만kWh 규모로 늘릴 계획이다. 이는 1만7,000여 가구가 하루 동안 사용할 수 있는 전력량이다. 이를 통해 상가나 빌딩 등에서 전기요금이 낮을 때 충전하고, 높을 때 방전함으로써 전력수요와 요금절감을 유도한다는 계획이다.

이를 통해 수요관리사업자, 전기차 충전사업자, 에너지저장사업자를 육성하고, 스마트계량기·충전기·배터리등 제조업을 활성화한다는 구상이다.

스마트그리드, 지능형수요관리제도 등 활용 기대

지능형 수요관리 제도와 다양한 차등요금제 등도 도입된다. 이들 제도는 기기산업과 함께 초기시장 형성에 핵심역할을 하게 될 것으로 기대를 모으고 있다.

특히 지능형 수요관리 제도는 스마트그리드 기술력을 활용한 전국단위 수요반응(DR) 서비스 사업으로 다양한 사업자 참여를 기반으로 하게 된다. 수요관리사업자가 상가·빌딩 등과 계약해 감축 가능한 수요자원을 확보해 입찰에 붙인 뒤 전력거래소 감축 지시에 따라 수요를 줄이면 인센티브가 지급되는 방식이다.

기존 한전과 전력거래소가 운영하던 부하관리 프로그램이 수요감축에 반응하는 속도가 느리고 대용량 수요자원을 대상으로 하는 한계가 있었지만 이 제도는 AMI, EMS(에너지관리시스템) 등 스마트그리드 기술을 활용하기 때문에 반응이 빠르고 소규모 수요자원 확보가 용이해 상시체제 운영도 가능하다.

눈에 띄는 점은 수요감축 이행에 따른 정산금뿐 아니라 용량대기에 따른 정산금도 지급된다는 것이다. 사업장이든 일반 건물이든 일정 부분 손해를 감수하고 수요를 줄여야 하는데다 일단 시장에 자원을 등록하면 연간 대기상태에 놓여야 하기 때문이다.

이는 현재 발전기 입찰시장에서 입찰에 참여한 발전기가 가동지시를 기다리며 대기하는 데 드는 비용을 보전해주는 것과 같은 개념이다.

앞서 최근 LS산전, 금호이엔지, 우암코퍼레이션, 씨브이네트, 하이텍이피씨, 벽산파워, KT 등 7개사는 지능형전력망 사업 가운데 수요반응 서비스 사업자로 등록했다.

이들 업체는 전국 단위의 소규모 사업장이나 건물주들을 대신해 수요자원을 발굴하고 활용하는 서비스 업무를 수행하게 된다. 사업이 활성화될 경우 에너지 컨설팅이나 통합검침 등 각종 부가서비스가 접목될 가능성도 높다. 전력거래소는 오는 6월께 지능형 수요관리 시장을 개설해 용량을 확보한 뒤 7월부터 본격 시행에 들어갈 계획이다. 이를 통해 2016년까지 원전 1기에 해당하는 120만kW 규모의 지능형 수요관리 자원을 확보한다는 방침이다.

또한 정부는 제주실증단지 운영 결과 등을 고려해 다양한 차등요금제를 단계적으로 도입, 실시간 요금제 운영기술을 확보하고 차등요금제 확대와 피크요금제 실시 등을 통해 소비자 선택권을 강화해나갈 계획이다. 특히 지난해 8월부터 올해 1월까지 1,000여 가구를 대상으로 시행해온 주택용 선택형 차등요금제 시범사업을 확대하는 방안도 검토하고 있다.

배터리 폭발 사고사례

1. 사고개요

가) 발생일시: 2007. 00. 00, 날씨 : 맑음

나) 사고종류: 배터리 폭발사고

다) 발생장소: 경남(발전기실)

라) 전압 및 용량: 380/220V 104kW(연속출력)

마) 피해상황: 양쪽안구 화상

2. 사고내용

○ 양계장을 운영하는 농가에서 정전을 대비하여 D사에서 제작한 수냉식 발전기(1991. 05제작)를 운용하고 있었으며 사고 당일 재해자 등 2명이 비상용발전기 가동과 충전기, 배터리의 상태를 확인하기 위해 현장에 도착했다.

○ 재해자가 무보수밀폐형의 배터리 전압을 측정하고 발전기반에 있는 동행한 작업자에게 발전기를 가동하도록 주문하는 한편, 발전기의 가동상태를 지켜보기 위해 배터리 앞에 서서 발전기를 주시하고 있었다.

○ 동행한 작업자가 발전기반에서 기동(START) 버튼을 눌러 발전기를 가동하는 순간 “펑”하는 소리와 함께 배터리가 폭발·비산하여 전해액과 함께 파편이 튀어 재해자의 안경이 파손되고, 안구에 화상을 입은 사고이다.

3. 사고 원인

전해액의 감소에 따라 전극판이 노출되었으며 극판의 성장, 활물질의 탈락, 양극판 상부에 분납이 침착된 후 일부가 극판사이에 떨어져 발전기 가동시 기동전류(약 200A)에 의해 아크가 발생하여 폭발한 것으로 추정된다.

4. 문제점

가. 충전전압이 높음

나. 배터리 표시장치를 충분히 확인하지 않음

다. 발전기 가동 시 배터리 폭발에 대한 안전의식 부족

5. 사고 재발 방지 대책

○ 충전기의 충전전압 확인

- 배터리 제작사별로 다소의 차이는 있으나 발전기용 배터리의 충전전압은 다음 표와 같이 유지하여야 한다. 충전전압이 높거나 낮은 경우 충전기 내부에서 조정이 가능하나 정밀한 조정을 위해 제조회사의 A/S를 받아야 한다.

○ 배터리 표시창(Indicator)의 확인

- 배터리 취급설명서에 지시된 대로 표시창을 확인하여 사용, 교체, 충전 등 표시창에 나타난 지시에 따라야 한다.

○ 발전기 가동시 안전 확보

- 배터리 폭발 시 비산되는 커버와 전해액으로부터 개인의 안전을 확보하기 위해 배터리 주변에 작업원의 접근을 금지시키고, 안전이 확보된 다음 발전기를 가동하여야 한다.