가. 미국
미국 에너지스타 라벨에는 이미 4차 산업혁명 기술이 적용된 스마트 온도조절기(Smart Thermostat)가 대상품목으로 지정되어 있다44). 스마트 온도조절기는 Wi-Fi로 작동하여 자동으로 난방과 냉방을 통해 실내온 도를 조절하는 장치로 에너지스타 라벨을 획득하기 위해서는 개별적으
44) Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermo stats, 최종검색일 2018.11.01.)
로 필드 데이터의 검증과정을 통과해야 한다. 평균적인 미국 가정의 연 간 에너지 총 비용의 절반인 약 $900이 난방과 냉방에 소요되는데, 이 러한 스마트 온도조절기로 인해 많은 부분이 절감될 것으로 예상되고 있다.
스마트 온도조절장치는 환경보호국(EPA)에 의해 2016년 12월 23일부 터 에너지스타 부착이 가능한 항목에 포함되었고, Nest社의 네스트 러 닝 온도조절장치(Nest Learning Thermostat)가 관련 제품 중 처음으로 에 너지스타 라벨을 획득하였다. 스마트 온도조절장치는 하드웨어와 소프 트웨어 모두 기준을 충족해야 에너지스타 라벨을 부착할 수 있으며, 이 기준은 실험용 데이터가 아닌 필드 데이터를 대상으로 설정된다. 이처 럼 EPA는 소비자, 산업계, 혹은 환경에 도움이 된다고 판단하면 이해 당사자들의 숙의를 통해 이를 제도에 반영한다.
[그림 3-13] 스마트 온도조절장치 예시
자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/
smart_thermostats최종검색일 2018.11.01.)
스마트 온도조절장치는 서비스 제공자와 연결이 되어 있지 않은 상 태에서는 기본적인 온도조절기기로 작동한다. 연결이 되어 있는 상태 에서는 소비자의 에너지 사용 패턴에 따라 스케줄 설정이 가능하고, 정 전상태 혹은 전압저하를 방지하기 위한 유틸리티 프로그램과 함께 작 동한다. 또한 사용자에게 설정에 따른 에너지 사용량에 대해 피드백 및 월간 사용시간 등 에너지 소비량에 대한 정보도 제공한다. 이러한 스마 트 온도조절장치는 아래 표와 같이 온도조절 정확도와 스탠바이 전력 기준을 충족해야 한다45).
구분 성능 요구조건
정적 온도 정확도
(Static temperature accuracy) ≤ 화씨 ±2.0 ⁰
네트워크 스탠바이 단계 평균 전력 소모량
(Network standby average power consumption) ≤ 평균 3.0 W 사용자 상호작용 후 네트워크 대기시간
(장치, 원격 또는 점유 감지) (Time to enter network standby after user interaction (on device, remote or occupancy detection))
≤ 5분
자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/
smart_thermostats/key_product_criteria, 최종검색일 2018.11.01.)
<표 3-7> 스마트 온도조절장치 기기 자체 성능 기준
에너지 절약 기준을 준수하기 위해 스마트 온도조절장치 서비스 제 공 업체는 EPA가 제공한 소프트웨어를 통해 수백 개의 데이터를 분석 하고 결합하여 냉방과 난방에 대한 국가 에너지 절감량 측정기준을 계 산한다. 아래 표에 나타나듯 EPA의 인증을 받은 스마트 온도조절장치 는 냉방 및 난방 시스템 작동시간 감소를 위한 에너지 절감 기준을 충 족해야 하고, 히트펌프의 전기 저항 열 사용량을 보고해야 한다.
45) Energy Star 홈페이지: (ttps://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermost ats/key_product_criteria, 최종검색일: 2018.11.01.)
구분 통계적 수치 성능 요구조건 연간 난방 작동시간 감소율
(Annual % run time reduction, heating)
국가 평균의 95% 신뢰구간 하한치 (Lower 95% confidence limit of weighted
national average)
≥ 8%
국가 하위 20%의 평균 (Weighted
national average of 20th percentiles) ≥ 4%
연간 냉방 작동시간 감소율 (Annual % run time
reduction, cooling)
국가 평균의 95% 신뢰구간 하한치 (Lower 95% confidence limit of weighted
national average)
≥ 10%
국가 하위 20%의 평균 (Weighted
national average of 20th percentiles) ≥ 5%
평균 히트펌프의 저항 열 사용도 (Average resistance
heat utilization for heat pump installations)
실외온도 5⁰F, 상자내부 온도0~60⁰F시 국가평균 (National mean in 5 ⁰F outdoor
temperature bins from 0 to 60 ⁰F)
보고 요구사항
자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_
thermostats/key_product_criteria, 최종검색일 2018.11.01.)
<표 3-8> 스마트 온도조절 장치의 에너지 사용 절감량 기준
이처럼 스마트 온도조절장치에 대한 에너지스타 기준은 실험실에서 의 성능이 아닌 실생활에서의 성능에 기반을 두어 결정된다. 따라서 에 너지스타 라벨을 획득한 스마트 온도조절장치로부터 절감된 에너지와 이를 결정하는 테스트 방식은 밀접하게 연관되어 있다. 관련 이해관계 자와 EPA가 합작하여 스마트 온도조절장치(제품 및 서비스 모두)의 냉 방 및 난방에 대한 효율 통과 여부를 결정하는 테스트 절차를 개발한 다. 테스트 방식은 전국의 가정 중 검사대상의 표본으로 선택하는 방법 을 정의하며, EPA가 제공하는 소프트웨어를 통해 연간 데이터를 분석 하고 이를 집계하는 방식으로 결정된다. 이렇게 도출된 결과자료는 독 립된 검사기관에 제출되어 검증된다46).
46) Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermo
나. 유럽
EU에서는 스마트기기에 대한 에코디자인 규정을 적용하기 위한 사전 준비 연구(Lot33)가 진행되었다. 이 연구는 스마트기기의 광범위한 시장 도입과 관련된 기술, 경제, 시장 및 사회 측면의 영향을 분석하는 데 목 적이 있다. 2015년 6월에 시작하여 2017년 10월까지 총 8번의 회의를 거
쳤다. 2016년 9월에 2단계 예비연구가 시작되었는데, 이 연구의 주요 목
적은 전기자동차 충전기의 에코디자인 적용 가능성 탐색에 관한 것이며, 노르웨이, 스위스, 리히텐슈타인 등으로 대상국가도 확장되었다. 2017년 9월에는 이해관계자 회의(stakeholder meeting)가 개최되었다47). 본 회의
에서는 “smart”의 개념정의를 시작으로 스마트기기의 경제적 파급효과,
스마트장치에 대한 정책적 접근 등 다양한 정책 제안이 이루어졌다. 본 회의에서 발표된 보고서에 따르면, “smart”는 수요측면(demand side)에서 의 유연한 반응을 통해 효율성을 높이는 의미를 갖는다. 즉, 외부자극(시 간대별 에너지 가격정보, 제어 신호 등)에 대한 유연한 반응을 통해 소비 패턴을 최적화하고 외부자극에 즉각적으로 대응한다는 것이다48).
수요의 반응은 기기의 전기소비 패턴의 변화를 가져오는 것이고 이 러한 소비패턴의 변화를 스마트기기의 유연성이라고 할 때, 유연의 정 도에 따라 전기제품들은 세 그룹으로 분류될 수 있다.
첫째, 식기세척기(dishwashers), 세탁기(washing machines), 세탁건조기 (washer dryers), 완충온수기(buffered water heaters), 라디에이터( radiators),
stats/key_product_criteria, 최종검색일 2018.11.01.)
47) EC 홈페이지: (http://www.eco-smartappliances.eu/Pages/presentations14-09.aspx, 최종검색일 2018.10.20.)
48) EC 홈페이지: MAIN FINDINGS OF THE PHASE 1 AND SCOPE OF THE PHASE 2 STUDY(http://www.eco-smartappliances.eu/Documents/01%20Scope%20of%20the%20foll ow-up%20study.pdf, 최종검색일 2018.10.20.)
보일러(boilers), 히트 펌프(heat pumps), 순환장치(circulators), 주거 및 비 주거형 에어컨 및 배터리 저장 시스템(residential and non-residential air conditioners and battery storage systems)과 같은 몇 가지 편의와 성능으 로 높은 유연성을 제공하는 그룹이다.
두 번째 그룹은 회전식 건조기(tumble dryers), 냉장고(refrigerators), 냉 동고(freezers), 추출 팬(extraction fans), 저전력 열 회수 환기 및 공기 충 전기(heat recovery ventilation and air handlings units and chargers (low
power) 등 조금 더 낮은 유연성을 제공하는 기기들이다.
마지막 그룹은 전기 호브(electrical hobs), 오븐(ovens), 후드(hoods), 진 공청소기 및 조명 (vacuum cleaners and lighting) 등 비상용(emergency) 유연성 잠재력이 있는 기기들이다.
스마트기기의 유연성은 다양한 방식으로 에너지시스템을 지원한다. 일일 스케줄링에서 계획을 최적화하고, 송전 용량이 제한적인 시스템 에서 재생에너지의 감소를 방지하기도 한다49).
한편, EU Ecodesign Working Plan 2016-201950)에 따르면 IoT 제품에 대한 별도의 트랙이 필요하다고 언급하고 있으며 특히 모바일/스마트 폰의 경우 경제적 잠재력을 충분히 고려할 필요가 있다고 강조하고 있
다(EC, 2016, p. 8). IoT 제품은 미래 시장 발전 정도의 불확실성을 감안
할 때, 에너지 절감 잠재력에 대해 신뢰할 수 있는 추정을 하는 것이 매우 어렵고 빠른 속도로 변화하는 분야이기 때문에 평균 약 4년이 소 요되는 에코디자인이나 에너지라벨링 프로세스 적용이 적합한가에 대
49) EC 홈페이지: MAIN FINDINGS OF THE PHASE 1 AND SCOPE OF THE PHASE 2 STUDY(http://www.eco-smartappliances.eu/Documents/01%20Scope%20of%20the%20foll ow-up%20study.pdf, 최종검색일 2018.10.20.)
50) EU Ecodesign Working Plan 2016-2019 웹문서: (https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/fil es/documents/com_2016_773.en_.pdf, 최종검색일 2018.10.31.)
한 의문도 제기되고 있다. 아울러 가정이나 산업에서의 제품 연결성
(connectivity) 증가와 가정이나 산업에서의 스마트기기의 출현으로 전반
적인 에너지효율성에 대한 신중한 접근이 필요하다고 기술하고 있다.
다. 일본
일본은 공장, 빌딩, 자동차 등 IoT를 활용한 부문별 스마트 에너지효 율관리를 추진해 오고 있다. 공장에서는 생산 설비들을 센서 등으로 측 정·진단·분석하는 등 IoT를 활용하여 유연한 생산이나 설비의 예방 정 비를 실시함으로써 에너지 원단위 향상을 도모한다. 가정에서는 스마
트 미터(2024년까지 전체 가구에 설치 예정)를 본격적으로 도입하고 가
정 내의 모든 기기의 제어 명령을 정의하고, 전력소매 자유화를 계기로 새로운 전력 소매사업자들이 참가하여 민간 주도의 서비스를 확대해 가고 있다(한국에너지기술연구원, 2016 p. 12). 모든 부문에서 새로운 에너지절약 사업의 방법이 출현하고 있는데 핵심은 에너지 관리의 빅 데이터 정보의 수집·이용·제공 기반 구축이라고 할 수 있다.
라. IEA
ICT 연결기기는 새로운 방식으로 에너지를 소비하기 때문에 이들을 관리할 새로운 유형의 정책에 대한 연구가 필요하다. 이들의 판매량 급 증은 이미 전 세계적인 트렌드가 되어 이미 소비자들의 일상을 변화시 키고 있기 때문이다. 이런 연결 기기들은 기기들 간에 온라인상의 상호 작용이 가능하며, 더 정확한 정보를 제공하고 실시간으로 에너지 소비 를 조절하는 기능이 있기 때문에 새로운 에너지 서비스와 에너지 절감 효과를 발생시키고 있다(IEA, 2017, p. 55). 이에 따라 이들의 보급률은