[뉴스비전e 김호성 기자] 신기후 체제를 맞아 세계 각국이 신재생에너지 발전 비중 확대, 전기차 지원 강화 등 친환경에너지 확산을 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

이러한 분위기 속에 에너지를 스스로 생산하고 소비하는 이른바 '에너지 프로슈머'에 대한 관심이 높아지고 있다. 

에너지 프로슈머란 그야말로 자급자족형 에너지 소비자를 뜻한다. 쓰고 남는 에너지는 다른 사람에게 팔 수 있는 매매 제도도 만들어지고 있다. 

각국의 정책적 노력은 기술 진보와 맞물려 다양한 에너지 생산 ∙ 소비 주체가 참여할 수 있는 에너지 시장경쟁체제 확대에 기여하고 있으며, 새롭게 등장한 에너지 프로슈머는 전력산업뿐만 아니라 에너지 산업 전반의 패러다임 전환을 불러 일으키고 있다.

분산발전 기술을 기반으로 에너지 프로슈머들은 생산한 전력을 P2P 방식으로 서로 거래하며 수익을 창출하는 것이 가능해졌다.

양방향 에너지 거래는 소비자의 소비자의 역할을 단순 에너지 소비에서 나아가 생산, 소비, 저장까지 확장시켰으며, 이러한 변화에 기반한 다양한 비즈니스 모델이 탄생하게 되었다.

문재인 정부도 글로벌 환경 기준에 부합하고자 탈원전, 탈석탄을 골자로 하는 정부의 친환경 에너지 활성화에 박차를 가하고 있다.

이러한 정책 방향은 전력거래시장 개방된다는 가정 하에 ICT 기술과 접목되어 다양한 산업들과 함께 융합적 가치를 창출해내는 기반이 될 것이라 기대되고 있다.

◆ 세계 각국, 온실가스 배출 감소 위한 '에너지 혁신 정책' 수립 

글로벌 기후변화 위기의 심각성이 대두되며 최근 많은 국가에서 에너지 분야의 혁신이 주목 받고 있다.

기존에는 ‘교토의정서 체제’ 하에 선진국을 중심으로 기후 변화에 대응해왔지만 ‘신기후체제’로 전환하며 참여 국가의 범위가 모든 국가로 확대되고 있다.

특히 주요 선진국들에서는 온실가스 배출이 높은 에너지 산업 분야에 주목하며 과감한 개혁을 추진하고 있다. 

미국의 경우 신재생에너지 신재생에너지 발전 비율 목표를 상향 조정해, 2030년까지 28% 달성을 목표로 하는 등 에너지 혁신을 시도하고 있다.

한국의 경우에도 경우에도 2015년부터 에너지신산업 추진 방향을 수립 하고 2030년을 목표로 목표로 관련 시장 규모를 확대하고 온실가스 배출량을 감축하기 위한 계획이 진행되고 있다.

민간분야에서도 에너지 생산/거래 활성화를 위해 2020년까지 약 4.3조원의 기업 투자가 계획되어 있다.

최근 에너지 분야 혁신의 방안으로 많은 국가에서 주목하고 있는 것이 바로 에너지 프로슈머이다.

◆생산자이면서 소비자인 '에너지 프로슈머'...가격에 미치는 영향도 커질 전망

'에너지 프로슈머' 에너지를 생산주체이면서, 소비주체다. 

미래학자 앨빈 토플러가 제3의 물결에서 처음 사용한 프로슈머는 생산자 (Producer) 와 소비자 (Consumer)가 결합된 용어에서 비롯됐다. 

에너지 프로슈머는  태양광 에너지 등 신재생에너지 발전원을 통해 생산한 전력으로 에너지를 생산 /소비하고 전력이 부족할 때는 외부 전력을 소비한다.

남는 전력은 전력시장 또는 이웃에게 판매하여 소득을 얻을 수 있어 소규모 분산전원을 확대할 수 있는 방안으로 각광받고 있는 것이다.

에너지 프로슈머가 활성화되기 위해서는 전력을 생산하고 저장할 수 있는 태양광 발전 설비, 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등 분산발전 기술이 보급되어야 한다.

최근에는 기술 발전과 다양한 지원금 정책으로 인해 신재생에너지 발전 단가가 하락하고 있다.

뿐만 아니라 온실 가스 감축에 대한 관심이 증가하고 에너지 자치권에 대한 니즈가 증가하는등의 배경들과 맞물려 태양광 발전을 비롯한 신재생 발전원의 설치가 증가하는 추세이다.

에너지 프로슈머는 에너지 시장의 구조, 소비자와 공급자의 역할, 가격 등 많은 부분에서 변화를 추동할 것으로 전망된다.

특히 에너지 프로슈머는 에너지 흐름을 단방향에서 양방향으로, 에너지 구조를 계층적 구조에서 네트워크 구조로 변화시킨다는 것이 가장 큰 특징이라고 할 수 있다.

이로 인해 기존 단방향 구조에서 필요했던 대규모 R&D 투자에 대한 위험을 피할 수 있게 되었고, 인근 지역 내에서 소비를 가능하게 하여 장거리 송전으로 인한 에너지 낭비를 줄이는 것도 가능하게 된다.

◆상계 · 도매 · P2P ... 새로운 전력사업의 주력 '에너지 프로슈머'

에너지 프로슈머의 전력거래 수익 창출은 상계거래, 도매시장 참여, P2P 거래로 이루어 진다.

상계거래는 신재생 발전설비를 통해 생산한 생산한 전기를 자가소비 한 후 잉여전력을 전력회사로 전송하고 해당 잉여량을 전기요금에서 차감하는 방식이다.

상계거래는 1980년대 초반 미국에서 시작되어 유럽 등지에서 신재생 발전설비 확대를 위한 수단으로 널리 활용되고 있다. 

그러나 신재생 에너지에 대한 보상이 증가할수록 전력회사 수익이 감소하는 문제 등이 발생해 요금을 조정하거나 대체 제도를 마련하는 등 제도 개선이 진행 중이다.

유사한 정책으로 프로슈머의 역 송전력에 대해 보상하는 넷빌링(Net Billing), 역 송전력에 대해 보상하지 않고 생산한 전력을 자체적으로 소비하도록 한 자가소비(Self -Consumption)등이 시행되고 있다.

도매시장 참여의 경우 프로슈머들이 생산한 전력을 중개사업자가 모집하여 전력시장에 도매로 판매하는 방식이다.

미국 캘리포니아주의 전력시장 구조가 대표적인 예로, 분산 자원공급자(Distributed Energy Resource Provider, DERP)가 다수의 소규모 분산자원을 모집해 캘리포니아주의 도매전력시장(CAISO)에 참여한다.

독일에서는 환경보호 뿐만 아니라 경제성을 함께 고려하여 신재생에너지 도매시장에서 경쟁체계를 도입했다.

독일은 신재생에너지 발전사업자가 전력을 도매 시장에서 제3자에게 직접 판매할 수 있도록 직접 거래(Direct Marketing)제도를 시행했다.

정부의 지원을 점진적으로 축소하는 대신 시장프리미엄을 지급해 안정적인 수익을 창출할 수 있도록 시스템을 개선했다.

매월 전원별, 설비용량별 시장프리미엄을 산정하여 수요가많아 도매가격이 상승하는 시간대에 시간대에 신재생 전력의 직접 거래가  활성화될 수 있도록 있도록 유도하고 있다.

P2P(peer to peer)거래 의 경우 , 개인간 전력을 공유하는 시스템내에서 프로슈머가 생산한 전력을 이웃에게 판매하여 수익을 얻는 방식이다.

이는 전력 자유화가 이루어진 지역에서부터 시범적으로 우선 사업화되고 있는데, 네덜란드의 Vandebron이 2014년부터 세계 최초로 웹사이트를 통해 전력소비자가 독립적 전력생산업체로부터 전기를 구매할 수 있도록 했다.

또한 , 영국의 Open Utility는 2015년 10 월부터 P2P 전력거래 플랫폼을 전력사업자를 거치지 않고 상업용 전력소비와 재생에너지 생산업체간 직접 거래 서비스를 운영하는 등 P2P 관련 사업들이 발빠르게 추진 되고 있다.

◆에너지 P2P 거래의 촉매제 '블록체인'

에너지 프로슈머 관련 사업들 중 최근 주목받고 있는 것은 바로 P2P 거래이다.

1990년대 후반부터 소규모 분산형 전원의 확산에 ICT 도입의 움직임이 유럽을 중심으로 시작되며 개인간 에너지 거래에 대한 논의가 시작되었다.

2000년대 중후반을 기점으로 세계적으로 ICT와 에너지 분야의 융합이 시작되며 인터넷 상의 P2P처럼 에너지 거래에서도 P2P 방식을 도입하는 논의가 미국과 유럽을 중심으로 진행 중이다.

P2P 거래를 통해 자신이 생산한 에너지의 낭비를 최소화하고 수익을 창출할 수 있으며 생산자와 소비자 간 협력적인 네트워크를 형성함으로써 자원 활용을 최적화 할 수 있다.

아직까지 세계적으로 생소한 전력거래 모델이긴 하지만 P2P 전력거래는 소규모 분산자원 확대와 신규시장 창출에 많은 기여를 할 것이라는 기대를 모으고 있다.

에너지 P2P 모델의 가능성이 주목받는 배경에는 블록체인 기술이 있다.

블록체인은 데이터를 중앙 서버에서 관리하는 대신 여러 곳에 분산시켜 보관하고 지속적으로 동기화 시키며 관리하는 분산형 장부이다.

네트워크에 참여하고 있는 모든 구성원이 서로 데이터를 검증하고 저장하기 때문에 특정인이 임의적으로 데이터를 조작하기 매우 어렵다.

블록이 하나라도 하나라도 변경되면 다른 체인과 호환이 불가능하기 때문이다. 

그렇기 때문에 권한 있는 중개기관이 없어도 네트워크가운영되며 모든 기록은 P2P 네트워크에 보관되기 때문에 IT 인프라와 보안에 투입되는 비용을 절감할 수 있다. 

게다가 모든 정보가 암호화된 상태로 공유되고 기록되기 때문에 변경이 더욱 어려우며 , 암호화된 정보는 개인 정보를 침해하지 않으면서 다수에게 공유되어 모든 거래 기록이 모든 구성원에게 공개되기 때문에 거래의 투명성을 확보할 수 있다. 

과거에는 블록체인이 핀테크 영역에서 이용되었으나 점차 적용 가능 분야가 확대되며 법적 권리 증서, 보험 가입, 음악 유통 등에서 활용될 수 있으며 최근에는 신재생에너지 거래에도 도입되기 시작한 것이다.

에너지 분야에 블록체인 기술을 도입할 경우 현재의 전력 공급 시스템에 많은 변화가 발생할 것으로 여겨진다. 

우선 전력 발전 → 송전망 /계통 운영 → DSO → 공급업자 → 소비자로 이어지는 현재의 전력 공급 시스템을 발전사업자와 소비자를 직접 연결하는 시스템으로 구축할 수 있다. 

때문에 중간 거래 비용을 획기적으로 감축할 수 있다. 또한 앞서 살펴본 투명성, 실시간, 자동화, 중앙분리성 등의 블록체인의 다양한 장점들을 바탕으로 실시간 에너지 거래의 효율성과 수익성을 극대화시킬 수 있어 많은 소비자들의 참여를 이끌어낼 수 있을 것으로 기대된다.

블록체인 기술의 이러한 장점들을 바탕으로 선진국들에서는 블록체인 기반의 P2P 에너지 거래 시스템을 구축하기 위해 많은 시범사업이 진행되고 있다. 

대표적인 예로 미국 브루클린 지역에서 태양광 에너지의 이웃간 거래시 전력회사에 의존하지 않고 소비자 간 직접 거래의 경제성을 시험하고자 추진 중인 브루클린 마이크로그리드 프로젝트(Brooklyn Microgrid Project)가 있다. 

2016년 4월부터 시행된 사업은 마이크로그리드 개발업체인 Lo Energy와 거래솔루션 개발자인 개발자인 ConsenSys가 TransActive Grid라는 합작 회사를 설립하여 사업을 추진 중이다. 

이 프로젝트의 목표는 신재생에너지의 지역 기반 커뮤니티 시장을 형성하여 건물에서 사용하지 않는 에너지를 시스템에 연계된 가정에 판매되고 블록체인을 활용하여 거래 시스템 및 전력 계통을 상호 연계하는 것이다. 

프로젝트는 태양광 패널을 설치한 5개의 가구에서 전력을 생산하고 다른 한 편에 있는 가구들은 태양광 패널 설치 가구에서 사용하고 남은 전력을 구매하는 방식으로 진행된다. 

모든 가구에는 스마트미터가 설치되어 있어 전력 생산과 소비를 구체적으로 확인할 수 있으며 블록체인 네트워크를 통해 이러한 거래 현황을 누구든지 확인할 수 있다. 

또한 향후 휴가 기간 전력소비가 없을 때 지붕 위 태양광 패널의 전력을 모두 판매하도록 설정한다던지, 전력을 기부하는 등으로 프로그램화 할 수 있을 것으로 전망된다.

이와 같이 탈중앙화된 시스템을 구축함으로써 에너지를 장거리 조달할 필요가 없어 전력 손실을 최소화할 있을 뿐만 아니라 태풍 등 자연재해가 발생하여 주요 시스템이 작동하지 않을 때도 전력공급을 지속할 수 있는 보완장치가 될 수 있다는 있다는 장점이 있다.

◆ 블록체인 도입한 GE...태양광 발전 송전망 프로젝트에 판매시스템도 더해 

GE는 프랑스 송전망 운영사인 에네디스(Enedis)와 협력해 프랑스 남부 도시 카로(Carros)에서 에너지 거래시장에 거래시장에 블록체인을 도입하여 발전량을 최적화하기 위한 사업 을 진행 중이다. 

신재생에너지는 전력을 무한정 생산할 수 있지만 발전량을 조절하기가 어렵다. 햇빛과 바람 등은 통제하기가 어려워 발전량이 많거나 적을 수 있기 때문이다. 

이러한 문제를 해결하기 위해 GE는 스마트 태양광 발전 송전망을 구축하기 위한 프로젝트를 시행하고 있다. 

카로시의 모든 주택은 자신이 사용하는 전력을 모두 자가 생산해 사용하고 저장할 수 있으며 남는 전력은 판매할 수 있다. 

또한 GE는 분산 에너지 자원 관리 소프트웨어를 활용하여 일기예보와 소비정보를 결합해 분석하고 전력망 내 수요를 예측한다. 

이를 통해 카로의 프로슈머들은  낮에 가정에 사람이 사람이 없을 때 남는 전력을 전력 수요가 높은 기업 등에 판매하고, 퇴근 후에는 인근 기업들로부터 전력을 구매할 수 있는 마이크로 그리드를 형성할 수 있게 된 것이다.

이들 외에도 많은 글로벌 기업들이 블록체인 시장을 선점하기 위해 활발한 협력체제를 구축하고 있다. 

◆삼성 등 국내 기업들도 관련 시장 진출 이어

삼성과 IBM도 스마트 그리드를 블록체인 솔루션 개발을 위해 협력 중이다.

이들은 ‘ADEPT’(Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry)라는 플랫폼을 개발했으며, 이더리움에 기반한 ‘스마트 컨트랙트’를 활용해 스마트 그리드 상에 있는 스마트 기기들의 거래(micro transactions)들 관리가 가능할 수 있도록 시스템을 구축했다. 

또한, 스타트업 ‘일렉트릭체인(ElectriChain)’은 블록체인과 태양광 에너지 관련 가상화폐인 '솔라코인(SolarCoin)’을 접목한 솔루션을 개발한 바 있다. 

이 기업은 태양에너지와 관련된 에너지 데이터를 수집하고, 글로벌 태양에너지 설비장치들을 위한 수 백만개의 네트워크를 구축하는 것이 목적이다. 

현재 비영리 조직으로 운영되고 있는 이 기업은 12개의 태양에너지 블록체인 프로젝트를 개발 중이다. 이러한 프로젝트를 통해 방대한 양의 에너지 데이터 분석을 할 수 있으며 에너지 소비로부터 오는 다양한 인사이트를 대학, 기상기구, 금융기관 등에 제공 할 수 있게 될 전망이다. 

또한 이를 통한 에너지 소비 절감과 새로운 혁신적 적용사례들을 탄생시킬 초석을 마련해 준다는 준다는 점에서 주목할 만 하다.

국내에서도 최근 생산·소비자간 직접거래(P2P)와 한국전력 외 사업자에게 전력거래 중개사업을 허용하는 정책이 입법 예고되면서, 신정부의 친환경 에너지 정책과 더불어 신 재생에너지 소매시장 개방 및 이로 인한 사회 · 경제적 파급효과에 대한 기대가 고조되고 있다. 

전력 중개시장이 도입되면 중개사업자가 소규모 전력을 모집 판매를 대행하게 이에 따라 기존 거래소 회원가입이나 한국전력과 계약에 따른 절차상 어려움을 해소 할 수 있다. 

뿐만 아니라 전력판매자가 구매자를 탐색해야 하는 수고스러움을 덜게 되고 관련한 행정적인 비용을 절감하게 된다. 

생산 · 소비자간 거래(P2P)시장이 개방 되면 전력거래 절차를 획기적으로 줄일 수 있으므로 프로슈머는 전력판매에 따른 수익성을 키울 수 있게 되고, 전기소비자는 누진세 부담을 경감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

◆ 한국, 'P2P 전력거래 사업 활성화 해야' 

국내 소규모 전력 분산시장에서의 수익구조는 아직까지 요금상계와 한국전력과의 전력 구매계약 (Power Purchase Agreement)을 통한 수익이 주를 이루고 있다. 

요금상계 제도는 발전설비를 갖춘 가구에서 생산한 발전량을 한전에 공급받는 전력량에 상계하는 제도로, 전력구매계약은 발전 설비를 설치한 가구에서 생산한 발전량 중 50%안에서 한전에 판매하는 제도를 말한다. 

한국에서는 생산한 전력을 한전 또는 전력 거래소를 통해 거래하는 것이 원칙이기 때문에 아직까지 P2P 전력거래 사업이 활성화 되어 있지 않은 상황이다.

최근 한국에서도 소규모 신재생에너지 활성화를 위한 논의가 진행되고 있으며 P2P 전력거래와 소규모 전력중개 등을 육성하기 위한 에너지 신산업모델을 발표하고 각종 지원책을 준비하고 있다. 

대표적인 지원책으로는 산업통상자원부와 한전에서 2016년 3월부터 시행 중인 ‘프로슈머 프로슈머-이웃간 전력거래 실증사업’이 있다. 

이 사업은 프로슈머 거래 단계를 3단계로 구분하고 순차적으로 확대 적용하여 프로슈머 사업의 사업의 확장을 모색하고 있다. 

그 첫 번째 단계인 프로슈머와 이웃 간의 거래 실증사업은 신재생에너지 생산 설비를 갖춘 프로슈머가 사용하고 남는 전력을 컨슈머 이웃에게 판매하도록 하는 사업이다. 

이를 통해 프로슈머는 전력 판매 수익을 얻고 이웃은 저렴하게 전기를 구매하여 누진구간을 낮출 수 있어 양 측 모두의 전기요금 부담을 완화할 수 있다. 

실증사업 시뮬레이션에 따르면 프로슈머 가구는 연간 약 26만원, 컨슈머는 약 14만 4천원의 전기요금을 절약할 수 있다는 분석이다. 

현재 프로슈머 실증사업은 프로슈머 -이웃간 전력거래에서 확장해 2단계 프로슈머 거래인 빌딩과 학교 등의 대형 프로슈머와 소비자간 전력거래를 위한 시범사업이 진행 중이다. 

대표 사례로 동작구에 위치한 상현초등학교에서는 91kW 용량의 태양광 발전설비를 갖추어 전력을 생산하고 있다. 학교에서 자체 소비하고 남은 전력을 인근 아파트 544세대에 판매하고 있다.

이를 통해 상현초등학교에서는 월 전기요금의 최대 10% 가량을 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

3단계 프로슈머 거래는 프로슈머 사업자가 발전과 판매를 동시에 수행하는 기업형 프로슈머를육성하는 것을 골자로 하는 모델이다. 그러나 전력 발전과 판매를 겸업할 수 없도록 규정하고 있는 전기사업법이 개정되지 않아 3단계 사업까지 진행되지 못하고 있는 상황이다

에너지 프로슈머 사업과 더불어 프로슈머들이 소규모 신재생에너지를 통해 생산한 전력을 모아 민간의 중개사업자가 전력도매시장에 판매하는 '소규모 전력중개 사업 모델'을 도입하기 위한 논의도 진행되고 있다. 

사람들이 출근하고 비어있는 고객의 집에서 생산되는 유휴 전력을 전력을 모아 판매할 수 있어 민간기업의 새로운 비즈니스 모델이다. 

한국전력거래소에서는 2016년 7월부터 소규모전력중개시장 시범 사업을 추진하고 참여기업들을 모집했는데, KT, 포스코에너지, 한화에너지, 이든스토리, 벽산파워, 탑솔라 등의 기업들이 참여했고 전력거래소와 MOU까지 체결한 상태이다. 

그러나 전기차 충전, 소규모 전기 공급사업 허용 등을 골자로한 관련 법 개정안이 통과되지 않아 2016년 11월 시작됐어야 할 시범사업이 지연되고 있는 상황이다.

정부는 국내 에너지 프로슈머 관련 시장이 활성화될 경우 참여 가구 수는 120만 가구, 시장 규모는 규모는 1조 5천억원 수준으로 확대될 것으로 기대하고 있다. 

그러나 전기사업법 개정안 통과가 지연되며 실증사업 단계에서 이렇다 할 진전이 이루어지지 않고 있다. 

또한 지난해 12월 누진제가 개편되어 에너지 거래로 인한 수익 하락도 중요한 원인으로 지목되고 있다. 

기존 누진제는 6단계로 구성되어 이웃에게 신재생 전력을 구매함으로써 누진구간을 낮출 수가 있었다. 이를 통해 상당한 전기요금을 절약할 수 있었으나 누진구간이 3단계로 축소되며 누진구간을 낮추기가 어려워졌다. 

소규모 전력중개 사업 역시 소규모 신재생 발전이 한전에 접속할 수 있는 용량이 1MW까지 확대되며 관심을 잃었다. 절차가 복잡한 소매시장보다는 한전에 판매하는 것이 더욱 간편하기 때문이다.

아직까지 초기단계에 머물러 있는 국내 에너지 프로슈머 관련 사업들은 해결해야 할 과제들도 많은 실정이다.

◆ 글로벌 트렌드에 알맞는 정부차원의 '에너지 정책 및 사업 재정비' 필요 

기후 변화 대처에 앞장서고 있는 다수의 세계 에너지 강국들은 전력거래시장을 개방했거나 개방하고 있는 추세에 있으며 , P2P 비즈니스 모델이 발전할 수 있는 정책적 기반을 마련해 주고 있다.

업계에선 EU의 상계거래제도뿐만 아니라, 미국의 옐로하社 등의 ICT 기반 에너지 수익공유 플랫폼의 등장, 그리고 독일의 Energiewende 성과 등을 통해 알 수 있듯이 전력 P2P 거래는 이미 피해갈 수 없는 글로벌 추세이니만큼 국내도 이를 대비해 관련 에너지 정책 및 사업들을 재정비 할 때라고 분석하고 있다. 

글로벌 동향을 살펴보면, 이미 P2P 거래에 대한 기술적 기반이 탄탄히 마련되어 있으며, 블록체인과 같은 신기술을 접목하여 시장 확대를 촉진하고 있다.

특히 , ICT 인프라를 활용한 에너지 산업의 패러다임 전환은 정책적, 기술적 노력이 뒷받침되어야 한다는 지적이다.  

현재 국내 에너지 프로슈머 관련 사업들은 신재생에너지 발전 비중 확대에 대한 노력의 일환으로  ‘프로슈머 -이웃간 전력 거래 실증사업’을 단계적으로 추진하고 있으나 미진한 실정이다. 

전력거래시장이 개방되면 에너지 및 전력 자체의 통신 등 타 산업과의 융합이 활성화 될 수 있기 때문에 다양한 분야에서의 부가가치를 창출해 낼 수 있을 것으로 기대되는 만큼 국내 에너지 프로슈머 시장의 발전 가능성은 매우 크다고 할 수 있을 것이라는 예상이다.