스마트그리드(Smart Grid)는 기존 아날로그 전력망에 양방향 통신, 센서, 컴퓨팅, 소프트웨어와 같은 지능형 기술을 적용해 전력망의 효율성, 신뢰성, 안전성을 높이며, 분산자원을 효율적으로 관리하는 지능형 전력망을 말한다.


소비자 입장에서는 자율적 전력소비 관리, 분산발전 활용, 에너지 효율화를 통한 에너지 비용절감, 맞춤형 고객서비스 향유가 가능하고, IT를 활용한 지능형 온도조절장치, 온수기, 자동검침 시스템 등을 이용해 자신의 에너지 소비량을 실시간으로 확인하고 제어할 수 있게 되어 에너지 효율화도 향상된다.

전력사업자 입장에서는 전력 품질 향상, 전력계통 유지관리 비용 감축, 전력 전달 효율성 향상, 재생에너지 및 분산자원과 중앙전력계통의 통합, 전력시스템 안정성 향상이 가능하다. 또한 배전관리, 정전관리, 전력누수탐지, 자산관리, 부하관리, 전력망 안정화 등에서 운영효율성을 기대할 수 있으며, 원격자동검침을 통해 비용을 절감할 수 있다. 특히 에너지 피크 시간대에 전기요금을 높게 책정하는 변동가격제를 통해 고객의 자발적 부하관리를 유도할 수도 있다.

국가적으로는 스마트 미터, 센서, 제어시스템 관련 산업의 성장 및 재생에너지와 전기자동차 산업의 성장을 기대할 수 있으며, 이산화탄소 절감도 가능해 바람이나 태양광 상태에 따라 발전량이 불규칙한 재생에너지가 전력망에 안정적으로 통합될 수 있다. 대표적으로 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicles)의 경우, 보급에 따라 가정의 전기사용량이 급증할 수 있지만 전기 요금이 낮은 시간대에 전기자동차를 충전하도록 유도할 수 있다.


미국의 스마트그리드 추진전략

미국은 1970년대 이후부터 전력계통 근대화에 대한 요구가 강하게 제기되었으며, 2003년 2월 부시 대통령이 경제적 안정성 확보와 국가안보를 위해 전력시스템의 현대화를 강조한 바 있다. 2003년 7월 미국 에너지부 주관으로 ‘Grid 2030’이라 불리는 보고서가 작성되었으며, 정보통신기술을 통한 전력망의 지능화에 대한 비전을 10년 단위로 제시하는 내용을 담았다. 특히 2003년 8월 14일에 발생한 북미 대정전 사건으로 법률 차원에서 전력망 업그레이드를 보다 강력하게 의무화하기 시작했다.

또한 미국 에너지부는 Grid 2030을 구체적으로 실현하는 행동계획으로 2004년에 National Electric Delivery Technologies Roadmap을 정리했고, 2005년 에너지정책법(Energy Policy Act of 2005), 2007년 12월에 통과된 에너지독립안보법(Energy Independence and Security Act of 2007)에 스마트그리드 관련 조항이 포함되었다.

2009년 2월에 발효된 미국 회복·재투자법(American Recovery & Reinvestment Act of 2009)은 금융위기를 극복하기 위해 총 7,890억 달러를 투자하도록 했으며, 전력망 현대화에는 45억 달러를 배정했다. 특히 에너지부는 스마트그리드 관련 투자에 약 40억 달러를 배정받았으며, 2010년도에는 스마트그리드 관련 연구개발에 3,245만 달러의 예산을 확보했다. 2011년도에는 스마트그리드 관련 연구개발 예산으로 3,929만 달러를 요구했다.


일본, EU, 중국도 적극적으로 나서

일본의 경우, 기본적으로 스마트그리드의 도입에 있어 미국과는 다른 환경을 지니고 있다. 미국과 일부 IT업계에서 제시한 스마트그리드의 개념이 아직 모호한 반면, 이미 일본의 전력망은 상당한 수준에서 지능화 되어있다는 입장이다.

일본이 스마트그리드를 도입하려는 목적은 송전망 선진화보다는 공급 안정성이 떨어지는 신재생에너지에 대한 보완책으로 활용하려는 것이다. 일본은 2009년 8월 ‘차세대 송배전 네트워크 연구회’를 발족했고, 향후 1년 정도 이 연구회를 중심으로 스마트그리드 관련 로드맵, 관련 지원정책을 확립할 전망이다. 일본에서는 또한 경제통상성에서 일본 4대도시 Smart Grid Trial Project를 시행하고 있다.

EU는 2020년까지 총 에너지 소비 중 재생에너지에 의한 비율을 20%까지 끌어 올리겠다는 목표를 수립한 바 있다. EU의 스마트그리드 전략에서 주목할 만한 것은 기존의 전력에 IT 기술을 활용하는 수준을 넘어서, 에너지 라이프 사이클 전 단계에 걸쳐서 IT기술을 확산시키는 방향으로 그 활용범위를 확대하고 있는 것이다. 특히 전통적인 전력망 관리 전략으로의 통합뿐 아니라, 수송 및 가전 등 다양한 산업분야에서도 이익을 창출할 것으로 기대하고 있다. 영국의 경우 기후에너지부에서 Financial Grants를 시행하고 있으며, 각국별로 다양한 실증 및 보급사업을 추진하고 있다.

중국의 중국국가전망공사는 ‘스마트그리드 종합추진계획’을 2009년 5월에 발표한 바 있다. 스마트그리드 건설은 3단계로 진행되며, 2020년까지 총 투자액은 4조 위안을 초과할 것으로 예상된다. 또한 중국에서는 정부에서 초고압 전력전송 네트워크 구축을 시행하고 있다.

반도체, IT 뒤를 잇는 신성장동력으로 육성

마지막으로 우리나라의 경우, 2004년부터 전력IT 10대 기술개발 등 스마트그리드 관련 사업을 수행하고 있으며, 2012년까지 2,297억원을 투입할 계획이다.

2009년에는 온실가스 감축 목표 달성, 에너지 효율 향상 및 신성장동력 창출을 위해 스마트그리드 국가로드맵을 작성했다. 정부는 세계 스마트그리드 시장이 급격히 성장할 것으로 전망됨에 따라 이를 반도체, IT의 뒤를 잇는 신성장동력으로 육성할 계획이다.

특히 정부는 발전과 송전은 물론, 통신·가전·건설·자동차·에너지 등 산업 전반과 연계되는 스마트그리드의 파급효과가 클 것으로 기대하고 있다. 스마트그리드 실증단지의 경우 총 5개 분야에 171개사가 참여해 실시간 요금, 전기차 충전, 신재생에너지 등과 관련된 실증사업을 수행할 계획이다.