4차 산업혁명의 특징

맥스 블랑쉐는 4차 산업혁명 환경에서 모든 사물이 정보 네트워크로 통합 됨에 따라 다섯 가지의 변화가 나타날 것으로 전망했다. 첫째, 미래공장에서는 수요자(고객) 와 생산자가 네트워크로 연결되고 CPS 중심의 IT 기술이 생산설비 주변에 구축되면서 수요에 실시간으로 반응하고 통제되는 제조설비 환경이 만들어질 것이다. 둘째, 4차 산업혁명 시대에서는 인간과 로봇이 상호 의사소통을 하며 공존하게 될 것으로 예상한다. 셋째, 빅데이터의 축적 및 분석·활용이 크게 확대될 것이다. 이 과정에서 사이버 보안 이슈가 전면에 부각될 것으로 보인다. 넷째, 가상공장과 가상제품의 활용을 통해 시제품의 사전 시뮬레이션과 검증이 한층 용이할 것이다. 마지막으로 각 분야의 혁신기술 간 융합으로 생산 시스템의 유연화가 이루어질 것으로 전망된다. 이러한 특징을 지닌 4차 산업혁명이 세계 각국의 전력 부문에서 어떤 구체적인 형태로 진행되고 있을까, 아울러 오늘날의 4차 산업혁명이 가져올 미래 전력 산업의 변화양상은 어떠할까.

오 늘 날 의  4 차 산 업 혁 명 이
가 져 올  미 래  전 력  산 업 의
변 화 양 상 은  어 떠 할 까 .

해외 주요국 전력산업 동향

미국 중부의 전력회사인 Exelon은 GE의 Predix 플랫폼을 도입하여 원자력, 가스, 신재생 전원을 통합 관리함으로써 설비 운영의 효율성 제고를 도모했다. Predix 플랫 폼은 산업기기에 부착된 센서를 통해 데이터를 수집하고 이를 자체 클라우드 서버에서 공유·분석하여 고객 최적화 솔루션을 도출한다. 한편 미국 뉴욕의 전력회사인 Con Edison은 ‘변전소의 자동화 및 IT화’, ‘소비자와의 소통 확대’를 통해 효율적이고 첨단화된 사업구조를 구축 중이다. 변전설비(차단기, 변압기, 한류기, 개폐기)의 복합화로 공간 효율성을 제고하고, 광섬유 기반의 데이터 통신 및 자동화 소프트웨어 도입을 통해 데이터 수집의 안정성과 신뢰성 등을 강화한 것은 Con Edison식 사업 구조 첨단화의 대표적 사례다.

독일 최대 전력회사인 E.ON과 RWE는 4차 산업혁명과 에너지전환 정책에 발맞추어 사업구조 개편을 빠르게 추진하고 있다. E.ON은 에너지네트워크 구축을 위해 신재생에너지 발전자원의 약 1/3을 자사 에너지네트워크인 ‘E.ON Grid’에 연결하여 에너지네트워크의 활용성을 제고했다. 최근에는 그리드 시스템에 스마트 플랫폼을 적용하여 전력발전부터 판매에 이르기까지 단계별로 수집된 데이터를 설비 운영에 활용함으로써, 그리드 운영의 효율성 증대를 도모하고 있다.

RWE는 자사의 분산 발전자원들을 전력망에 연결하기 위한 프로젝트를 추진 중이다. 2017년에 독일과 프랑스 합작으로 착수한 ‘Designetz 프로젝트’는 지능형 에너지 네트워크(그리드) 구축 노력의 대표적 사례다. 또한, RWE에서는 세계각 지에 ‘Innovation Hub’를 구축하여 4차 산업혁명 관련 연구개발을 적극적으로 추진 중이다.

미래 전력산업 변화 전망

석탄화력발전소의 연료전환 및 폐지와 같은 공급단에서 온실가스 감축 노력만으로는 국제 협약상의 온실가스 감축 목표를 달성하기 어려워 보인다. 따라서 소비단에서 효과적인 전력수요관리의 중요성이 더욱 커질 것으로 전망되는데, 4차 산업혁명의 신기술들은 전력수요관리의 효율성 제고에 큰 역할을 할 것이다. 아울러 전 세계적인 에너지전환 추세를 고려했을 때 4차 산업혁명에 따른 인공지능 및 빅데이터 분석 기술과 양수발전, 가스발전, 수요반응이 결합되어야만 간헐성 전원 확대에 따라 발생하는 전력계통의 불안정 현상에 효과적인 대응이 가능할 것이다.

국내 전력부문의 대응 방향

우리나라 전력산업에 4차 산업혁명 기술이 적용되고 새로운 비즈니스 모델이 확산되기 위해서는 법·제도적 개선이 필수적이다. 특히 규제 완화, 시장제도 개편, 보안 강화 및 표준화 추진 등이 시급한 상황이다. ICT 융복합에 따른 새로운 변화에 대응 하기 위해서는 지속적 혁신이 가능한 법 제도의 개선과 규제의 유연성 확보에 힘써야 하며, 이런 측면에서 ‘포괄적 네거티브 규제방식’으로의 대전환이 필요하다. 아울러 에너지 중심의 현행 전력시장 제도를 예비력과 에너지를 통합하여 운영하는 한편, 현행 하루 전 day ahead 시장을 당일 15분에서 5분 단위의 시장으로 개편함으로써 재생에너지 보급 확대에 따른 전력계통의 신뢰도를 제고하고 보다 다양한 유연성 자원의 확보도 가능할 것이다.

I o T 와  빅 데 이 터 의  결 합 ,
에 너 지  플 랫 폼 ,  지 역 사 회
전 력  인 프 라 플 랫 폼 을
연 동 하 는  신 사 업 을
발 굴  중 이 다 .