(1) 제4차 산업혁명 전개과정에서 스마트그리드산업의 구조변화와 주요 동인
○ 스마트그리드산업은 데이터 활용기술 및 IoT 기술의 비약적인 발 전을 기반으로 지능형 장치, 양방향 통신 및 고급제어시스템 등 정 보통신 기술을 기존의 전력망에 접목한 차세대 전력인프라로 정의 - ICT 기술을 기존 전력망에 결합하여 지능형 전력망 관리 플랫폼 을 구축, 동 플랫폼을 통해 신재생에너지원 및 분산전원 확대, 고 품질의 전력생산, 전력 계통의 이용 효율화 및 새로운 에너지 서비 스 시장 창출이 가능
○ 4차 산업혁명의 지능정보기술을 바탕으로 공급자중심의 일방적 전력망이 실시간 공급자·수요자 간 정보 교환이 가능한 개방적 인 프라로 탈바꿈
- 전력 생산·소비의 효율화 달성이 가능하며, 전력을 소비하는 소비 자가 생산자의 역할을 동시에 수행하는 프로슈머(Prosumer) 시장 및 EMS(Energy Management System) 등 新 서비스 시장이 스마트 그리드를 통해 창출
○ <표 2-28>에서는 4차 산업혁명의 핵심주도기술들이 스마트그리드 산업에서 어떻게 적용되고 있는지를 요약하고 있음.
- 스마트그리드 산업에서는 IoT 기술이 양방향 통신이 가능한 지능
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형 송배전 및 에너지 관리 분야에 적용되어 실증사업 중이며 현재 실행 초기 단계라고 볼 수 있음.
- IoT 기술을 제외한 타 기술들은 현재 미실행되고 있거나 R&D 단계 중이며, 3년 뒤에도 계획수립단계를 벗어나지 못할 것으로 예측
(2) 가치사슬에 미치는 영향과 수준
○ 4차 산업혁명을 통해 스마트그리드산업은 가치사슬 양 극단의 부 가가치가 크게 증가하여 기존의 스마일커브가 더욱 심화될 것으 로 전망
- 스마트그리드산업을 구성하는 주요 부품 중 AMI의 중요성이 증 대되며, 특히 에너지관리시스템을 기반으로 한 에너지 서비스 시 장 및 전기자동차의 V2G 기능 및 ESS를 활용한 프로슈머 시장의 발전이 예상
- 반면, 가치사슬 상 부가가치의 급격한 증대가 예측되는 양 극단의 국내 기업의 대응 정도가 기타 가치사슬 단계에 비해 낮은 것으로 파악되어, 동 분야의 R&D 투자 및 기술개발이 긴요
<표 2-28> 4차 산업혁명 주요 기술의 스마트그리드산업에서의 적용단계 AI IoT 클라우드 빅데이터 Mobile CPS NT BT 로봇
현재 1 7 3 1 1 2 3 1 8
3년 후 3 9 5 4 4 3 5 1 9
주 : 1) 적용단계는 9점 척도로 하며, 미실행(1), 조사·검토단계(3), 계획수립단계(5), 실행초기 (7), 확산·강화단계(9)로 표시.
<표 2-29> 4차 산업혁명이 스마트그리드산업 가치사슬 및 관련 산업에 미치는 영향 - EMS(Energy
Manage-ment System)
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(3) 생산제품 구조에 미치는 영향
1) 새로 부상하는 제품군과 원인
○ 스마트그리드 산업에서 새로 부상하는 제품은 수용가 측의 핵심 구 성요소인 EMS 및 수요관리를 위한 ESS임.
- EMS는 주택 및 빌딩 등 시스템 내 에너지를 관리할 수 있는 시스 템으로 에너지 사용 데이터에 대한 정보제공, 스마트기기에 대한 제어 기능 등을 포함
- ESS는 잉여 전력을 전력계통에 저장 후 전력이 가장 필요한 시기 에 공급하는 메커니즘을 통해, 전력계통의 변동성을 완화하고 에 너지공급의 효율성을 제고하는 장치
2) 기존 제품군의 고기능화
○ 기존 제품군의 고기능화가 필요한 대표적인 제품은 AMI(Advanced Metering Infrastructure)임.
- AMI는 단방향 디지털 계량기가 진화된 제품으로 송배전망을 통해
가치사슬 변화 양상 영향의 강도1)선진기업 대비
대응정도 (선진국=100)2)
유망분야 쇠퇴분야 현재 5년 후
제품 - ESS, AMI, HVDC 등
신제품 - 5 8 80
주 : 1) 영향의 강도는 9점 척도로 하며, 현재보다 가치사슬상에서의 중요성 크게 감소(1) 영향 없음(5), 가치사슬상에서의 중요성 크게 증가(9) 순으로 표시.
주 : 2) 선진기업과의 격차 1년을 5점으로 추정하여 현재 격차를 표시.주 :
수용가에 연결되어 사용된 전력정보 및 원격제어에 필요한 신호 들을 송수신할 수 있는 다기능 전력량계임.
- 전력량을 계측할 수 있는 스마트미터, 계측된 데이터를 송수신할 수 있는 DCU(Data Concentration Unit) 및 데이터 송수신 장치, 수 집된 데이터를 보관ㆍ관리할 수 있는 MDMS(Meter Data Manage-ment System)로 구성
3) 시사점
○ 공급자 중심의 기존 전력망이 지능정보기술 중 ICT 및 IoT 기술을 접목하여 스마트그리드 산업을 형성, 동 산업의 발전을 통하여 새 로운 제품 및 에너지 서비스 시장 창출이 가능
(4) 생산공정의 변화
1) 공정의 변화 방향과 주요 주체
○ 전력 송배전망은 스마트미터 및 데이터 송수신 장치, 데이터 보관 및 관리 시스템으로 구성된 AMI 등의 지능형 전력기기를 탑재 후 전력 계통 운영자가 자동복구 기능 등을 통해 송배전망의 효율적 제어가 가능
- 송배전망의 지능화를 통해 기존의 단순 송배전망 관리 및 보수 처 리업에 종사하는 인력의 경우 감소가 예상
○ 반면, 서비스분야에서는 기존에 존재하지 않았던, 새로운 비즈니
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스모델이 창출되어 신규 일자리가 창출될 것으로 전망
- 전력 소비자의 실시간 소비량 및 가격 등의 정보를 전달하는 스마 트미터 및 에너지저장장치를 기반으로, 소비자가 전력 생산자의 역할을 수행하며, 소규모 전력생산자들을 대상으로 에너지절감 서비스 공급자(CSP, curtailment service provider)가 주도하는 새 로운 비즈니스 모델이 창출
- 개인의 영역을 넘어서 BEMS(Building Energy Management Sys-tem) 및 EMS(Energy Management SysSys-tem) 등 상업용에서의 대규 모 에너지 수요관리 서비스를 제공하는 사업자가 등장하여 에너 지 분야의 新서비스 시장이 크게 확산될 것으로 전망
2) 변화의 특징과 전망
○ 4차 산업혁명이 스마트그리드산업의 변화에 미치는 가장 중요한 요인은 AI 및 빅데이터 기술을 기반으로 한 데이터관리 역량이 크 게 제고된다는 점임.
- 현재 전력사업자들은 자산관리, 정전관리, 계량기 관리 및 요금 청 구, 고객 관리 등을 위한 기존의 데이터관리에 기존의 인터페이스 와 데이터베이스를 그대로 사용 중
- 전력망의 스마트화가 급진전될 경우, 기존의 방식으로는 방대한 데이터 관리의 한계가 발생하고, 전력 사용 및 공급 데이터를 활용 한 신규서비스 제공이 불가능
- AI 및 빅데이터 기술이 스마트그리드 산업에 적용될 경우, 방대한
전력공급 및 사용 데이터의 효율적 관리 및 분석이 가능하게 되어 에너지관리 플랫폼 및 서비스 산업이 활성화 되는 기폭제로 작용 할 것으로 전망
3) 시사점
○ 4차 산업혁명을 통해 스마트그리드 산업의 부문별 부가가치 창출 구조는 기존의 스마일커브가 더 심화되면서 가치사슬 양 극단이 중간부문보다 훨씬 높은 부가가치를 창출할 것으로 예상
- 부가가치사슬 앞단계의 부품업체, 가치사슬 후단의 시스템 통합 업체 및 에너지 관리서비스 제공업체들의 부가가치가 4차 산업혁 명의 발달로 인해 기존보다 크게 증가할 것으로 전망
○ 스마트그리드산업은 신재생에너지 및 에너지저장장치 산업의 활 성화를 견인하며, 기타 타 산업의 패러다임을 변화시키는 기폭제 역할을 할 것으로 예측
- 스마트그리드 확대를 통해 스마트 가전 시장의 발전 및 스마트 빌 딩·스마트 홈에서 확장된 스마트 시티 구현이 가능할 것으로 전망
(5) 평가
1) 향후 발전방향
○ 4차 산업혁명의 기반기술 중 AI, 빅데이터 및 ICT 기술들은 스마트 그리드 산업에서 적극적으로 수용할 것으로 예상되며, 동 기술들
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의 활용을 통해 송배전 부문에서의 혁신적 비용 감축, 에너지 新시 장 창출 등이 가능할 것으로 전망
- 스마트그리드산업의 발전은 신재생에너지, 전기차 및 에너지저장 장치 산업 등 연관 산업의 동반 발전을 견인할 것으로 예측되며, 중전기기, 통신, 가전, 건설 등 타 산업 분야에도 큰 영향을 미칠 것으로 전망
2) 선진국과의 비교
○ 스마트그리드 Turnkey solution을 제공하는 주요 선진기업은 ABB, GE 에너지, 지멘스 등 에너지 관련 대기업들이며 ABB는 AMI, 수 요반응, 지능형 배전망, 고압송전망 등 스마트그리드 전분야에 진 출하여 40%가 넘는 시장점유율을 확보
○ 서비스 분야는 EnerNOC 등 미국 기업들이, 고압직류송배전 시장 은 ABB, 지멘스 등 유럽기업들이 시장을 주도
- 전력사는 턴키 솔루션 제공여부, 브랜드 인지도 및 해당 지역에 대 한 정보력 등을 중요한 평가요소로 고려하므로, 에너지 관련 소수 대기업들의 시장 점유율이 타 업종보다 높은 편
○ 국내에서 스마트그리드 Turnkey solution을 제공하는 주요 기업 은 LS 산전, 효성 및 한전이며 LS산전 및 효성은 고압송전망 및 배 전망 관리에 특화되어 있으며, 한전은 AMI 및 서비스 분야에 특화 - 해외 선도기업 대비 국내 기업의 경우 브랜드 인지도 및 로컬에 대
한 정보력 등에서 열위
○ (국내 대응) 스마트그리드 산업 관련 국내기업들은 고부가가치 창 출이 예상되는 부품 및 서비스 분야에서 주요 선진기업 대비 4차 산업혁명의 대응 정도가 낮은 것으로 판단
3) 주요 쟁점과 과제
○ 4차 산업혁명의 주요 기술인 AI, ICT 및 빅데이터 기술을 통해 기존 전력산업은 차세대 전력망인 스마트그리드로 탈바꿈하여 에너지 공급 및 수요의 효율화 및 선진화가 가능할 것으로 기대
○ (인력) 발전 및 송배전 분야에서는 전력제어 및 점검방식의 자동화
○ (인력) 발전 및 송배전 분야에서는 전력제어 및 점검방식의 자동화