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J Korean Soc Environ Eng > Volume 45(10); 2023 > Article
태양광 발전 에너지에서 에너지 프로슈머의 활성화 방안

Abstract

In the process of implementing and trying various measures to achieve carbon neutrality around the world, Korea is also presenting various policies to advance to a low-carbon economy. Energy prosumer is a consumer who produces electricity directly and sells surplus electricity after consumption through an electric power company. Currently, advanced countries such as the U.S. and Germany are developing various business models beyond the initial energy prosumer model. However, in Korea, it is difficult for individuals to directly participate in the electricity market and buy and sell electricity due to policy limitations and complex reasons. In addition to these problems, low electricity bills and relatively high solar power prices are factors that hinder energy prosumers. Basically, in order for energy prosumers to be activated, the unit price of solar power must be lower than the unit price of electricity bill. In addition, an electricity market must be formed in which individuals can freely trade, and policies and legislation must be prepared to support them. If such a step is prepared to revitalize energy prosumers, energy self-sufficiency will be possible and a new energy industry will be established. Ultimately, decentralized resource systems such as smart grids are activated, enabling carbon neutrality. As the unit price of solar power in Korea has fallen and electricity bills are on the rise, energy prosumer’s prospects are positive. If the electricity bill system is implemented first through restructuring of the electricity industry, it will be possible to establish the energy prosumer system in Korea while trying to develop various energy prosumer business models and transaction methods.

요약

세계 각국에서 탄소중립을 실현하기 위한 여러 대책을 강구하며 시도하는 가운데 우리나라도 저탄소 경제로 가기 위한 다양한 정책들을 제시하고 있다. 에너지 프로슈머는 직접 전력을 생산하고 소비 후 잉여전력을 전력회사를 통해 판매하기도 하는 소비자를 일컫는다. 현재 미국이나 독일 등의 선진국은 초기 에너지 프로슈머 모델을 넘어 다양한 비즈니스 모델을 전개하고 있다. 그러나 우리나라는 정책적 한계 및 복합적 이유로 개인이 직접 전력시장에 참여하여 전력을 사고파는 것은 어려운 실정이다. 이러한 문제 외에도 낮은 전기요금과 비교적 높은 태양광 발전단가는 에너지 프로슈머 공급 유인을 방해하는 요인이다. 기본적으로 에너지 프로슈머가 활성화되기 위해서는 태양광 발전단가가 전기요금보다 낮아져야 한다. 또한, 개인이 자유롭게 거래할 수 있는 전력시장이 형성되어야 하고 이를 뒷받침할 수 있는 정책 및 법제가 마련되어야 한다. 이렇게 에너지 프로슈머가 활성화될 수 있는 발판이 마련된다면 에너지 자급자족이 가능해지고 새로운 에너지 산업이 구축될 것이다. 궁극적으로 스마트그리드와 같은 분산형 자원 체계도 활발히 진행되어 탄소중립의 실현이 가능해진다. 최근 국내 태양광 발전단가는 낮아지고 전기요금은 상승하는 추세로 에너지 프로슈머의 전망은 긍정적으로 보인다. 향후 전력산업 구조 개편을 통해 전기요금 체계 현실화를 우선적으로 실행한다면, 이를 바탕으로 다양한 에너지 프로슈머 사업 모델과 거래방식 개발을 시도하면서 에너지 프로슈머 제도를 우리나라에 안정적으로 정착시킬 수 있을 것이다.

1. 서 론

화석연료의 고갈 문제와 기후변화, 지구온난화와 같은 환경 문제에 대한 중요성이 언급되면서 전 세계적으로 신재생에너지에 대해 관심이 증대되고 있으며, 이를 위한 다양한 정책적 기술적 시도가 이뤄지고 있다[1-18]. 국제 사회에서는 기후변화협약, 교토의정서, 파리협정 등을 채택해 왔다. 대한민국 또한 기후 위기 대응에 동참하여 2020년 10월, 이산화탄소 배출량을 최대한 감소시키고 흡수량을 증가시켜 실질 배출량을 0으로 만든다는 목표를 가진 ‘2050 탄소 중립’을 발표하였다. 이를 실현하기 위해 RE100, 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS) 활성화 등 여러 혁신적인 정책, 기술들이 제시되고 있다. 이에 따라 2015년 11월 정부에서 발표한 ‘2030 에너지 신산업 확산전략’이 다시 주목받고 있다. 에너지 신산업 분야로 친환경 공정, 에너지 프로슈머, 전기자동차, 저탄소 발전을 선정하여 집중적으로 활성화할 방침이다. 본 논문에서는 여러 에너지신산업 중 소규모 신재생에너지, ICT 기술 등을 활용해 누구나 전기를 생산, 소비, 판매할 수 있는 에너지 프로슈머에 대해 집중적으로 다루고자 한다.
에너지 시스템에서 공급 및 수요의 양방향 교환으로 소비자의 수요 반응과 효율 향상 및 절약 등 수요관리 시스템이 구축되었다. 에너지 프로슈머는 에너지 생산자(producer)와 소비자(consumer)의 합성어로 에너지를 직접 생산함과 동시에 소비하는 주체로, 주로 태양광 발전을 이용하여 전력을 생성하는데 소비자 스스로 태양광 발전설비를 설치하여 전력 생산 능력을 갖춤으로써 에너지를 직접 생산하고 소비하는 에너지 체계를 만들게 된 것이다.
대부분 외국의 경우 에너지 프로슈머는 이미 활성화되어 있다. 그리드 패리티에 도달한 독일과 미국은 초기 에너지 프로슈머 비즈니스 모델을 벗어나 다양한 모델을 전개하고 있다. 미국의 제3자의 소유(Third Party Ownership, TPO)와 독일의 클라우드 커뮤니티가 대표적인 모델이다. 반면 우리나라는 에너지 프로슈머 사업 활성화를 계획하여 수원 솔대마을, 홍천 친환경 에너지 타운 등 여러 실증 사업을 추진하였으나 아직은 정부 주도 하에 있는 초기 단계로, 현재의 전기요금체계 아래에서는 자발적인 설치와 거래 유인이 형성되기 어려운 상황이다. 따라서 소비자가 에너지 프로슈머 사업을 활성화하기 위해서는 어떤 유인과 조건이 있어야 하는지에 대한 검토가 필요하다. 에너지 프로슈머의 활성화로 인해 환경 친화적 시민의식이 높아지며, 친환경 에너지 소스의 채택과 에너지 효율 증대가 이뤄진다. 이로 인해 신재생 에너지 시장이 성장하고 스마트그리드 기술과 연계하여 에너지 효율성이 향상된다. 또한, 에너지 공급 다양성이 증가하며 에너지 보안이 강화되고, 경제적 이익을 창출하는 비즈니스 모델이 활성화된다.

2. 본 론

2.1. 에너지 프로슈머 개념과 역할

2.1.1. 에너지 프로슈머 개념

잉여 에너지 또는 분산자원에 의해 생성된 에너지를 전력회사, 다른 사업자 및 그 외 수용자에 판매하는 새로운 형태의 소비자이다. ESS, 연료전지, 태양광 등 다양한 분산 전원을 이용하여 소비자 스스로 전력을 생산 및 저장하고 소비하는 형태뿐만 아니라 소비한 후 잉여 전력을 커뮤니티 안에서 거래하는 것까지 에너지 프로슈머의 범주이다. 일반적으로 에너지 프로슈머는 태양광 등의 재생에너지로 생산한 전력을 직접 사용하고 남은 전력을 전력시장이나 이웃에게 판매하여 수익을 창출한다. 그리고 그 수익 창출은 상계거래(Counter transactions), 도매시장(중개거래, Brokerage transactions) 참여, 이웃 간 거래(Peer to Peer, P2P) 등으로 이루어진다[19].

2.1.2. 에너지 프로슈머 역할

소비자는 스스로 분산형 자원을 이용해서 자가 소비 형태로 변환하고 남는 전력의 판매로 수익을 내는 생산자 겸 소비자로 변화하고 있다. 앞으로 에너지 프로슈머가 확대될 수 있는 원인은 태양광 발전단가와 함께 전력 저장 장치의 초기 투자비용이 급강함에 따라 향후 태양광 발전이 저렴한 전력을 생산할 것으로 예상되기 때문이다. 에너지 프로슈머가 확대되면서 소비자들은 태양광 에너지원으로 전력을 생산하여 사용하고 남은 전력을 판매하기 때문에, 이윤을 극대화하기 위하여 전력의 사용량과 생산량 등을 고려할 것이다[20]. 전기료가 상대적으로 값싼 지금보다는 자가 소비량을 절약할 것이며, 태양광 에너지의 활용도도 높아질 것이다. 이러한 소비자의 행동 변화로 탄소중립 실현을 이끌어내고 환경친화적인 시민의식 또한 형성된다.
에너지 프로슈머의 증가는 전력회사의 다양한 서비스 개발로 고객을 확보하는 등 기존 체계의 변화를 재촉할 수 있다. 왜냐하면 소비자가 전력회사로부터의 전력 구매를 점차 줄이고 자가 소비와 잉여 전력량의 판매를 증가시키기 때문이다. 또한, 에너지 프로슈머의 거래 대상이 확대되면 한전은 분산 전원을 확대하여 송배전망 건설비용이 절감되고, 중개사업자는 수수료 수익을 통해 새로운 비즈니스를 할 수 있게 된다.

2.2. 에너지 프로슈머의 전력 거래 방식

2.2.1. 에너지 프로슈머 거래 제도

2.2.1.1. 상계거래 (Counter transactions)

상계거래는 전기 사용장소와 동일 장소에서 10kW 이하 신재생에너지 발전설비(단, 태양 에너지는 1,000kW 이하)를 설치한 고객이 자가 소비 후 남는 전력을 한전에 공급하고 한전으로부터 공급받은 전력량에서 잉여 전력량을 상계처리한다. 그 후, 남는 잉여전력은 이월하거나 현금으로 정산하는 방식이다[21]. 자가 소비 후 남는 전력은 역송전해 수전량으로부터 상계를 받지만, 이후에도 누적 잉여 전력이 남는 경우가 많다. 누적 잉여 전력이 있는 10kW ~ 1,000kW의 발전설비는 년 단위로 현금 정산이 가능하지만 10kW 이하의 경우는 상계 처리만 가능하다. 대체로 주택용 발전설비는 10kW 이하이기 때문에 일반용 설비에 해당됨으로 상계 처리만 가능하다.
다수의 국가에서 소규모 발전설비를 보유한 고객은 자가 소비를 통해 전기요금을 절감하고 있으며 역송전력을 보상받는 기준은 상이하다. 국내의 경우 역송전력을 고객의 수전량에서 상계하므로 역송전력 보상 단가와 전기요금 단가가 동일하다. 해외의 경우 역송전력 보상은 크게 전기 요금 단가(넷미터링, 상계거래), 고정단가 등으로 구분된다. 우리나라는 2005년 소규모 신재생발전 자원의 보급을 증가하기위해 상계거래 제도를 도입했다. 도입 초기에는 3kW 이하의 태양광 발전설비만 상계거래할 수 있었지만 소규모 자가용 태양광 발전의 상계 가능한 발전량은 3kW이하(2005)→10kW (2012)→50kW(2016.2.)→1,000kW(2016.10.) [22]로 점점 확대되었으며, 주택, 학교, 소규모 상가, 공장, 대형빌딩 등 수용가의 규모도 확대되었다. 2015년 약 10만 가구에 못 미쳤던 상계거래 고객 수는 2020년 5월에 약 44만 가구로 증가했다. 최근 재생에너지 2030 정책으로 인해 자가 발전 규모는 지속해서 상승하고 있기 때문에 상계 거래제도 이용 소비자와 설비는 더욱더 증가될 전망이다[23].

2.2.1.2. 중개거래 (Brokerage transactions)

소규모 전력 중개사업이란 에너지 프로슈머가 전력을 직접 생산 및 소비하고 잉여 전력량을 중개사업자를 통해 전력 거래 시장에서 거래하는 방식이다. 정부는 2018년 12월 전기사업법 및 시행령을 개정하였고, 소규모 전력 중개사업을 도입하여 2019년 2월부터 본격적으로 운영 중이다[24]. 현재 기업 간, 이웃 간 전력 거래를 위해 다양한 중개사업 플랫폼이 존재한다. 이 제도가 시행되기 전, 1MW 이하 신재생 발전 사업자는 전력시장에서 직접 전력을 거래하거나 전력시장 참여 대신 한전과 전기를 거래할 수 있었다. 하지만, 대부분 사업자들은 거래 절차가 복잡한 전력시장 참여보다 한전과 거래하는 것(95%)을 선호하였다[25]. 전력 중개사업 제도의 도입은 전력 중개사업자를 통해 에너지 프로슈머가 더욱 쉽게 전력시장에 참여할 수 있게 하여, 소규모 전력을 보다 더 효율적으로 관리할 수 있을 뿐더러 전력 계통의 안정성을 향상할 수 있다는 장점이 있다[25]. 소규모 중개거래 구조는 소규모 중개사업자를 통해 한전과 전력수급 계약 체결 또는 직접 전력시장에 참여하게 하여 최종적으로 한전과 전력을 거래한다(Fig. 1).
그러나 2019년 국정감사 자료에 따르면, 실제로 운영 중인 중개사업자 수는 5개에 불과하며, 등록 용량은 24.4MW로 이 중 거래가 되는 용량은 11.1MW이다[24]. 이처럼 현재 국내 전력 중개 거래 시장이 활성화되지 못하고 있는 주요 원인은 전력거래소를 통한 전력시장 판매 방법이 한전 전력구매계약(Power Purchase Agreement, PPA)에 비해 계량기 설치 비용이 많이 들고, 정산 절차가 복잡하며, 연간 전력 판매 수입의 큰 차이가 없기 때문이다. 또한, 중개사업자는 수입이 거래위탁 수수료에 한정되어 있다. 이러한 이유로 중개 거래에서 한전 PPA로 변경할 유인이 발생한다[24].

2.2.1.3. Peer to Peer(P2P)

P2P 전력 거래는 소비자가 생산하고 남는 전력을 전력망에서 다른 소비자들과 거래하는 것을 말한다. 이것은 인터넷에서 미디어와 정보를 개인끼리 교환하는 것과 비슷하다[26]. 전력 거래에서 P2P는 분산 에너지 시스템의 한 네트워크 내에서 동등한 책임을 가지고 에너지의 생산과 소비를 한 번에 수행하는 것을 의미한다. 네트워크 속 에너지 프로슈머들은 그들의 에너지 자원을 다른 사람들이 이용 가능하게 한다. 자신들의 에너지 자원을 다른 사람들이 이용하게 하는 과정에서 잉여전력에 대한 정보를 실시간으로 전달 및 확인할 수 있다. 따라서, P2P 전력 거래는 불필요한 노력 없이 거래를 가능하게 한다.
P2P 전력 거래는 임계규모도 중요하다. 즉, 최소한의 참여자가 존재해야만 비로소 네트워크의 가치가 살아난다. 만약 P2P 전력거래가 가능해지면 유비쿼터스가 에너지 부문에서도 가능해져 언제 어디서든 분산에너지 자원을 사용할 수 있다[26]. 또한, 도매 서비스나 중개자 없이 사용자와 사용자 간 직접적으로 거래를 하므로 보다 빠르고 편리한 장점이 있다. 정리하면, P2P 전력 거래의 장점은 본인이 만들어낸 에너지를 버리지 않고 수익으로 연결할 수 있고, 최종 수요자의 요구사항을 충족시키고, 생산자와 소비자 간의 협동적인 네트워크로 자원 활용이 최적화된다는 것이다. 따라서, P2P 전력 거래는 향후 4차 산업혁명 기술과 융합하고, 소규모 분산 전원이 확대되어 대규모 분산 자원 시장을 창출하는 데 기여할 것이다[26].

2.2.2. 전력 거래 방식의 국내 사례

정부는 에너지신산업 정책의 일환으로 이웃 간 전력거래 방식을 적극 추진중이다[27].

1) 프로슈머 이웃 간 전력거래 실증사업: 1단계 이웃 간 거래 사업

정부는 경기도 수원의 솔대마을, 강원도 홍천의 친환경 에너지 타운을 대상 지역으로 선정하여, 지붕 위의 태양광으로 생산한 전기를 이웃에게 판매할 수 있게 했다. 홍천 친환경 에너지 타운은 가구 19호 가운데 11호가 태양광을 보유하고 있었으며, 수원 솔대마을은 가구 18호 중 11호가 태양광을 보유하고 있었다. 이웃 간 전력거래를 통해 프로슈머는 직접 생산한 전력을 소비한 후 남은 전력을 이웃들에게 판매하고 수익을 창출할 수 있다. 구매자는 프로슈머로부터 필요한 만큼의 전력을 구입함으로써 누진제에서의 전기요금 부담을 경감할 수 있었다[28].

2) 프로슈머 이웃 간 전력거래 실증사업: 2단계 대형 프로슈머-소비자 간 거래 사업

정부는 1단계 사업에 그치지 않고 상가, 빌딩, 학교 등 대형 프로슈머들도 이웃에게 잉여 전력을 판매할 수 있는 거래처들을 확대시켰다. 학교(대형 프로슈머)가 아파트에 판매하는 방식으로 서울의 상현초등학교가 91kW(설비용량) 수준의 태양광 설비에서 생산된 전력 중 쓰고 남은 전력을 인근 중앙하이츠빌 아파트(544세대)에 판매하였다. 또한 빌딩(대형 프로슈머)에서 이웃 주택에 판매하는 방식으로, 서울특별시 광진구에 위치한 화경빌딩에서 전력을 생산하여 월 400kWh 이상으로 전력을 소비하는 3가구에 판매하였다. 이를 통해 상현초등학교에서 월 전기요금 약 10% 정도의 판매수익을 확보할 수 있었고 아파트와 주택의 많은 전기소비자가 전기를 누진세보다 저렴한 가격으로 구매할 수 있을 것으로 기대됐다[28].
그러나 에너지 프로슈머의 여러 실증 사업을 시도한 반면 이렇다 할 성과는 내지 못했는데, 1단계 실증사업에 참여한 가구는 판매자 2가구와 소비자 2가구로 참여 가구수가 적어 실질 수입이 월간 몇천 원 수준이라 활성화 유인이 작을 수밖에 없었다. 2단계 실증사업 또한 아파트와 학교 간 연계 모델은 아파트 세대 간 의견이 조율되지 않아 실증 사업이 중단되었으며[22], 주택과 빌딩 간 거래도 실질적인 효과는 없었다. 정부의 계획과 달리 물리적, 지역적 제약으로 인해 일반인들이 쉽게 참여하지 못하고 있다. 변압기 등의 물리적 제약이 가장 큰 문제이다. 전기를 사고 팔기 위해서는 동일 변압기 이내에 있어야 전기를 주고받을 수 있는데, 이 조건에 부합하기 쉽지 않다. 동일 변압기 내에 있지 않으면 전력 손실로 인해 주고받는 전기량이 달라져 경제성이 떨어진다. 실제로 한국전력이 2016년 신청 받은 가구수는 28가구로 그 중 8가구만 조건을 충족하였다. 소형 에너지 프로슈머 뿐만 아니라 대형 프로슈머 사업 또한 제자리걸음을 하고 있다[27]. 하지만 정부의 신재생에너지 시장 개방에 따른 사회 및 경제적 파급 효과에 대한 기대가 높아지고 있기 때문에 P2P 시장이 활성화된다면 전력 거래 절차가 간소화될 것이며, 소규모 분산 자원의 확대로 새로운 시장의 창출을 기대할 수 있다[29].

2.2.3. 전력 거래 방식의 해외 사례

유럽연합(EU), 미국, 영국, 독일 등 주요국들에서는 이산화탄소 배출량 감소, 에너지 전환 등을 이루기 위해 에너지 프로슈머의 역할이 중요하다고 판단하여 여러가지 형태의 거래 방식 및 사업 모델들이 개발 및 운영되고 있다. 독일, 미국, 영국 등 주요 선진국들의 신재생 에너지 및 에너지 프로슈머 관련 정책과 기술은 다음과 같다[26].

2.2.3.1 독일

독일은 재생에너지법(Erneuerbare Energien Gesetz, EEG)에 따라 신재생 에너지원 목표 수치를 2025년 40~45%, 2035년 55~60%로 상향 조정하여 신재생에너지 비중을 확대 중이다. 하지만 신재생에너지 보급률 증가에 따른 계통한계가격(전기 1KWh를 생산하는데 소요되는 비용) 및 전기료 상승의 부작용이 발생하면서 독일 정부는 이 문제를 해결하기 위해 에너지 프로슈머 제도를 도입했다. 또한 소규모 태양광 ESS에 대한 보조금 지급 프로그램을 도입하여 kW당 600~660유로의 보조금을 지급하고 있으며, P2P 커뮤니티를 활성화하여 프로슈머 간 소비, 전력생산량을 실시간으로 모니터링하고, 날씨 및 전력 소비패턴 등을 예측한 정보를 제공하는 소비자 네트워크가 조성되고 있다[26].
2010년에 설립된 독일을 대표하는 ESS 관련 벤처기업인 ‘Sonnen’은 독일의 대표적인 커뮤니티 사례이다. Sonnen의 서비스에 가입한 고객들은 클라우드 기반의 커뮤니티를 형성하고 구성원들 간에는 잉여전력의 유통이 가능하다. 즉, 낮에는 자가 발전, 자가 소비를 하고 저녁에는 Sonnen 네트워크에 저장된 전기를 사용하여 효율을 70%까지 끌어올릴 수 있다[26].

2.2.3.2 미국

미국의 경우 태양광 발전 설비 비용 하향으로 가정용 태양광 보급이 빠른 속도로 확대되고 있고, 에너지 프로슈머를 기반으로 태양광 발전 시스템을 집중적으로 발전시키고 있다. 미국의 도매시장 참여 사례로 분산 자원공급자가 다수의 소규모 분산 자원을 모집하여 도매 전력시장에 참여하였다. 미국의 P2P 사례로는 브루클린에서 이웃 간 태양광에너지 거래 시 전력회사에 의존하지 않고 소비자끼리 직접 거래를 통한 경제성을 시험하고자 ‘프레지던트 거리 마이크로그리드 샌드박스’를 시행 중이다. 이는 신재생에너지의 지역 기반 커뮤니티 시장을 형성하여 잉여 전력을 네트워크에 연결된 가정에 판매한다. 위에서 언급한 대로 실시간으로 정보를 공유하여 전력의 생산과 소비를 구체적으로 누구든지 확인이 가능하게 하고 있다. 대표적인 사업자는 캘리포니아 벤처기업인 ‘Sunrun’이다. ‘Sunrun’은 사업자가 고객의 주택에 태양설비를 설치하고, 발전설비에서 생산한 전력을 고객에게 판매하는 TPO 모델이다. ‘Sunrun’은 고객으로부터 약 16,000달러의 수수료를 받아 고객의 주택에 약 5kW의 태양광 발전기를 설치하고, 20년에 걸쳐 약 13센트/kWh로 고객들의 전기를 판매했다. 고객은 잉여전력을 전기요금과 같은 요금으로 전력회사에 공급하여 부족할 때는 전력회사로부터 추가 전력을 공급받아 정산할 수 있다. 이에 따라, 2018년 Sunrun은 22개 주, 워싱턴 DC, 푸에르토리코의 약 25만명의 고객을 대상으로 태양광 사업이 진행되고 있다. 최근 미국에서 태양광 발전이 확대되면서 설비가격 인하에 따라 초기 비용에 대한 부담이 완화되고 있다. 이에 Sunrun은 ESS, 송배전망에 대한 그리드 안정화 서비스를 제공하고 있다[29].

2.2.3.3 영국

영국에서 P2P 전력 거래를 가능하게 하는 ‘Piclo’ 사업은 ‘Open Utility’라는 사업자에 의해 2015년 10월부터 2016년 3월까지 6개월간 에너지 기후변화부의 지원을 받아 시범사업으로 시작되었고 현재는 서비스를 확대 중이다[30]. Piclo는 계량기 데이터, 발전비용, 소비자 선호 정보 등을 이용하여 전력 수요자와 공급자를 30분 간격으로(매일 48번) 연결한다. 각 생산자와 소비자들은 선호하는 가격을 제시하여 조건이 맞을 경우에 서로 거래가 이루어진다. 발전사업자는 누가 자신이 생산한 전기를 구매했는지 확인 가능하고, 소비자는 전기 공급자를 선택하여 결정한다. Open Utility는 Piclo 이용 고객을 늘리기 위해 배전시스템이용료(Distribution Use of System, DUoS)를 절감하고 있다. DUoS는 국가 송전시스템에서 전기를 받아 지역 배전 네트워크를 통해 각 소비자에게 전송할 때 발생하는 비용을 포함한다. 지역별로 조금씩 다르지만, 전력소비자들이 지불하는 전기요금의 15~19% 정도를 차지한다. DUoS는 가장 요금이 비싼 Red(적색) 시간대, 다음으로 Amber(황색) 시간대, 가장 요금이 낮은 Green(녹색) 시간대로 구분되어 있다[26].
소비자 입장에서는 적색 시간대에 전력소비를 줄이고 황색이나 녹색 시간대에 전력소비를 하는 것이 요금 측면에서는 유리하다. Open Utility는 Piclo 웹사이트에서 30분 간격으로 고객들의 요금변화, 전력소비량을 보여주고, 최종적으로 전기요금을 낮출 수 있도록 지원한다. 또한, 가까운 분산 발전원을 통해 전력을 공급받을 시 소비자가 지불해야하는 DUoS 비용도 줄어들 수 있다[22].

2.3. 우리나라의 전력사업

2.3.1. 전력시장의 특징

전기는 생산되고 소비로 이어지기까지 발전, 송전, 배전, 판매단계를 거친다. 이러한 구조에서 2001년 이전까지는 모든 단계를 한전이 담당하여 수행하였다. 하지만 1990년 후반 소용량 발전기 개발로 민간 전력 사업이 참여할 수 있는 환경이 조성되고나서 전체적인 경제 규제 완화 및 시장경제 지향 등 한전을 포함한 주요 공영기업 민영화와 구조 개편 작업이 촉진되었다. 그 결과, 한전이 민영화되고 발전 부문이 한전에서 완전히 분리됨으로써 다수의 발전사업자가 전력시장에서 경쟁하게 되었다[31]. 단일구매자로서 한전이 발전소, 민간기업 등 다수의 공급자가 생산하는 전기를 모두 구매하여 완전 독점 형태의 전력시장이 형성되었고 이를 견제하기 위해 전력거래소가 생겨났다. 전력거래소는 전력의 과잉, 과소 생산을 막기위해 특정시간에 전력수요를 예측하여 발전량을 통제하고 발전단가를 정산하여 대한민국 전력 계통의 안정적 운영을 목표로 한다. 그러나 한전의 수직 통합적 독점구조 하에 전력시장이 안정적으로 운영되지 못하고 전기요금을 인상해도 전기를 생산하는 비용보다 전기를 판매하는 비용이 아주 낮아 한전의 적자 상태가 유지되는 경영 비효율 및 가격 왜곡 등의 문제점이 나타나고 있다. 결국, 시장의 기능을 무시한 전력시장 독점체제는 한전 만성 적자의 근본적 원인으로, 이러한 체제가 계속된다면 한전의 전력공급 안정성이 무너질 수 있다. 따라서, 미래 전력 산업의 안정성을 구축하기 위해 전기요금의 인상은 필수적이며, 한국의 전력 사업을 보다 시장 친화적이고 혁신 주도적인 체질로 개선하기 위한 전력산업의 개편은 불가피할 것이다[31].

2.3.2. 국내외 전기요금 구조

우리나라의 총 전기요금은 비교대상국 평균인 254원의 약 49%로 저렴한 수준에 속한다(Fig. 2, Table 1). 전기요금 체계는 국가별로 전력산업을 둘러싼 환경과 맞물려 다양한 형태를 나타내고 있다[32]. 또한 같은 국가 내라 할지라도 지역별, 사업자별 특성에 따라 다른 형태로 진화하고 있다. 이에 따라 본 장에서는 국내외 전기요금의 구조와 특징에 대해 살펴보고 비교해보려 한다.

2.3.2.1. 발전 및 판매 부문

발전 및 판매부문 비중이 높은 국가들은 상대적으로 가스발전 비중이 높다. 영국, 이탈리아, 일본은 가스발전 비중이 38~44%로 OECD 평균 27% 보다 높으며, 영국의 경우 가스와 신재생발전 점유율이 69%로 높아 발전 및 판매요금 비중이 전기요금의 52%를 차지한다[32]. 미국의 경우 가스 발전 비중이 높지만 가스 발전비용이 석탄과 신재생의 발전비용보다 낮아 가스발전 비중 대비 발전 및 판매 요금이 높지 않다. 독일과 스페인은 신재생 발전비용의 상당부분을 부과금 형태로 최종 소비자에게서 회수하여 발전 및 판매요금이 상대적으로 낮게 나타난다. 독일의 신재생 부담금은 세금 및 부담금 전체의 40% 수준을 차지하며, EU 28개국 중 13개국은 세금 및 부담금 비중이 발전 및 판매보다 높게 나타난다[32].

2.3.2.2. 송배전 부문

송배전 요금은 설비 투자비 차이, 계통연계 투자 비용 확대, 망 손실 비용의 요금 반영 등의 차이로 국가별로 다양하게 나타난다. 미국과 일본의 경우 단위 송배전량 당 설비 규모가 크고(낮은 설비 이용률) 이에 따라 설비 투자비, 운영비, 감가상각비 등이 커 송배전 요금이 높게 나타난다. 유럽의 경우 높은 송배전 손실률과 낮은 부하율, 독일은 분산 전원 증가에 따른 설비투자, 운영비 증가 등으로 인해 송배전 요금의 비중이 높다. 하지만, 우리나라의 송배전량은 비교국 대비 약 3~4.5배 수준으로 송배전 손실률이 낮고 부하율이 높으며, 상대적으로 고객밀집도, 배전 선로 및 지중화 설비 투자 효율성이 높아 송배전 요금이 낮게 나타난다[32].

2.3.2.3. 세금 및 부담금 부문

신재생 비중이 높은 국가는 부담금과 발전비용 비중이 높게 나타나며 재생에너지를 지원하기 위한 부담금은 계속 확대되는 추세이다. 유럽의 재생에너지 부담금의 경우 6%(2012년)에서 14%(2017년)로 5년 동안 8% 증가하였으며, 일본은 발전차액 지원제도(Feed In Tariff, FIT) 운영을 위한 부담금 비중이 전기요금 내 약 13.4%를 차지하고 있다. 재생에너지 보급을 확대하기 위해 FIT를 시행하는 국가는 소비자에게 전가되는 부담금이 급증하여 국민들의 재정 부담이 증가하고 있다. 반면 우리나라는 신재생 부담금을 발전에 포함하여 신재생 부담금을 별도로 부과하는 유럽 대부분의 국가보다 세금 및 부담금 비중이 낮은 편이다[32].

2.3.3. 태양광 발전단가

균등화발전단가(Levelized cost of electricity, LCOE)란 서로 다른 발전원간 경제성과 사회적 비용을 비교하기 위해 자본비용, 초기 자본 투자비용, 연료비용, 유지비용 등 직접 비용 이외에 탄소배출 및 폐기와 환경비용까지 포함하는 전력 생산비용을 말한다. 태양광 에너지를 기반으로 하는 에너지 프로슈머 제도의 활성화에 있어서 태양광 LCOE는 ‘3.2 국내외 전기요금 구조’와 함께 고려되어야 할 중요한 변수이다. 외국의 경우 대부분 태양광 LCOE가 전기요금을 밑돌고 있어 소비자들이 태양광 발전을 설치할 유인이 다분히 있으나 우리나라는 소비자들이 스스로 태양광 발전에 대한 설치가 어려운 상황이다[32]. 국내외 태양광 발전단가를 살펴보면, 2018년 국내 태양광 LCOE는 토지비용을 고려하지 않았을 때 1kWh 당 121원으로 2018년 세계 균등화발전비용인 108원과 비교해 높다. 태양광 LCOE는 지속적으로 하락해, 2020년 기준 미국의 경우 1kWh 당 71.2원 영국은 1kWh 당 97.5원이며[33], 우리나라는 2023년 이후 균등화발전비용이 100원 이하로 하락할 것으로 전망되고 있다[22]. 본 내용에서는 국내 태양광 LCOE에 대해 논하고자 한다.
에너지경제연구원에서 발표된 '재생에너지 공급 확대를 위한 중장기 발전단가(LCOE) 전망 시스템 구축 및 운영' 보고서에 따르면 표준 태양광 발전 설비용량을 소규모(100kW), 중규모(1MW), 대규모(3MW)로 설정하여 규모별 발전설비 원가를 조사하였을 때, 2020년 기준 국내 태양광 발전 설비비용은 1,770천원/kW ~ 2,148천원/kW 수준으로 조사되었으며, 태양광 LCOE 산정 결과 100kW급 태양광 LCOE는 169.8원/kWh(재무적 관점), 133.3원/kWh(사회적 관점), 1MW급 태양광 LCOE는 144.8원/kWh(재무적 관점), 117원/kWh(사회적 관점), 3MW급 태양광 LCOE는 136.1원/kWh (재무적 관점), 111.7원/kWh(사회적 관점)으로 추정되었다[34].
태양광 발전단가 하락에 영향을 미치는 요소로는 이용률, 발전설비 비용 등이 있다. 국내 태양광 발전 이용률은 2019년 기준 약 15%로 미국의 24%와 비교하여 다소 낮은 편이다. 태양광 발전 이용률이 증가됨에 따라 발전량이 증가하고, 발전단가는 감소하게 된다. 아울러 태양광 발전단가는 대규모 발전일수록 더 크게 하락한다. 우리나라 소형 태양광발전(100kW)의 단가는 2020년 대비 2030년에 약 24% 하락하고, 중규모(1MW) 및 대규모(3MW)는 각 25%, 31% 하락할 것으로 예측한다. 따라서, 태양광 발전비용의 하락을 추진하기 위해선 대규모 사업을 추진할 필요가 있다. 실제로, 한국전력공사가 설치한 대규모 태양광 발전소로 괴산 태양광발전소가 있으며, 한국수력원자력 주식회사가 설치한 군산 태양광발전소가 있다. 그 밖에도, 은평 태양광발전소, 송라 태양광발전소, 한국 태양광발전소 등이 있다. 이 같은 사실은 세계 태양광 발전비용을 비교해보면 더욱 명확해지는데 2020년 기준 유틸리티급 태양광발전 시스템 비용($0.77/W(DC))은 상업용 태양광발전 시스템 비용($1.06/W(DC)), 주택용 태양광발전 시스템 비용($1.40/W(DC))에 비해 매우 저렴한 수준이다. 이러한 세계적 경향은 대규모 태양광발전이 가장 경제적임을 보여준다[34].

2.4. 에너지 프로슈머 활성화 방안

2.4.1. 전기요금

에너지 프로슈머 활성화를 위해 소비자 스스로 태양광 발전을 설치하고 잉여전력을 거래할 수 있는 유인이 필요하다[20]. 이에 따라, 전기요금과 태양광 발전단가는 에너지 프로슈머 활성화에 고려되어야 할 중요한 변수가 된다. 그러나, 우리나라는 태양광 발전단가보다 전기요금이 낮아서 에너지 프로슈머간 거래 유인이 적다. 전기요금과 발전단가 차이라는 근본적인 이유로 정부가 실시한 에너지 프로슈머 사업들이 모두 실증사업에 그치고 널리 보편화되지 못하고 있다. 다행히도 기술의 발전으로 태양광 발전단가는 낮아지고 있으며 연료비 연동제의 도입으로 전기요금은 인상되고 있지만, 정부는 전기요금 결정 과정 등의 문제를 해결하여 합리적인 전기요금체계를 개선할 필요가 있다. 우리나라는 전기요금을 산정할 때, 요금에 반영하지 않거나 인위적으로 공급 비용을 줄여 전기요금의 수준을 조정하는 과정에서 과도한 비용이 발생하는 데 이 부분을 소비자가 아니라 한전이 부담해 왔다. 하지만, 원칙적으로 전력의 생산부터 소비까지의 과정 중 발생하는 모든 비용을 계산하는 것이 바람직하다. 발생 비용의 조정을 통해 한전을 과도한 적자 또는 흑자 형태로 유지하는 것은 옳지 않다[20]. 이렇게 전기요금이 가격기능에 의해 산정된 구입비용을 반영하여 산정되지 않고 자의적인 방식으로 산정되는 방식은 향후 에너지 프로슈머 활성화에 큰 걸림돌이 될 것이다. 구체적으로 전기요금체계 개선방안을 살펴보았을 때, 전기요금과 발전단가 중 무엇을 정책적으로 조정하는가에 따라 개선방안을 두 개로 나눌 수 있다.
첫째, 전기요금이 태양광 발전단가보다 높은 수준으로 결정되는 것이다. 다만 국내 계약 종별(일반용, 산업용, 교육용, 주택용, 농사용) 전기요금이 전반적으로 낮은 수준을 유지하고 있는 상황에 한 번에 전기요금을 크게 인상하면 국민 수용성을 확보할 수 없다. 따라서, 계약 종별로 정례화 된 전기요금 체계를 수립하여 시장 환경을 있는 그대로 반영하면서도 예측할 수 있는 전기요금 체계를 점차적으로 구축해 나갈 필요가 있다. 지나치게 낮은 수준의 전기요금의 경우 전기요금 산정 과정에서 충분히 반영되지 않은 공급 비용 부분들을 반영하여 점진적으로 인상해 나가야 한다. 미국, 영국 등 선진국들은 전력규제기관에서 전기 요금 조정을 정례화하고 그와 관련된 절차를 투명하게 공개하고 있다. 또한 요율 심사가 활성화되어 전력공급에 관련된 총괄 원가를 보상해야 하는 부분에 대해서는 명확한 원칙을 제시하되, 공평한 총괄 원가 심의 결과를 토대로 일방적인 하향식 전기요금 규제에서 탈피하는 추세이다. 요율 심사제도가 활성화 되어있지 않은 우리나라는 2020년 12월 ‘원가 연계형 요금제 등 합리적 전기요금 체계개편안’을 발표하면서 국내 전기요금 인상과 함께 총괄 원가 검증에 대해서 전문성과 객관성을 제고하고자 하였다. 하지만, 요금조정이 이루어져야 했지만 조정이 동결된 사례가 많았으며 가격 왜곡 문제의 완벽한 해소는 되지 못하고 있다. 이 점을 고려하여 전력 공급 원가만이라도 회수할 수 있는 전기요금 산정 기반을 마련하는 것이 가격 왜곡을 교정하는 대안이 될 수 있다[35]. 에너지 경제연구원에 따르면, 현행 계약 종별 전기요금 체계에서 원가를 회수할 수 있는 수준이 될 때 해소되는 비효율적 전력 소비는 2025년 기준으로 약 9,919GWh, 2030년 기준으로 약 10,138GWh 수준이다. 또한, 전력 소비단에서 약 10,000GWh의 비효율적 전력 소비가 보정되면서 발전 부문 온실가스 배출량도 크게 감소되는 것으로 나타났다. 이는 2050 탄소중립에 큰 기여를 할 수 있다[35].
두 번째로 태양광 발전단가를 낮춰 에너지 프로슈머의 유인을 갖도록 하는 것이다. 미국은 태양광 발전단가를 낮추기 위해 일찍부터 노력을 시행해왔다[36]. 미국 에너지 당국이 진행 중인 SunShot 프로그램의 기존 정책은 2020년까지 태양광 LCOE를 약 6센트(66원)/kWh로 낮추고 태양광 발전량 비중을 약 10%로 확대하는 것이었다. 하지만 2016년 말에 2030년까지 태양광 LCOE를 1kWh 당 3센트(33원)로 낮추고 태양광 발전량 비중을 약 30%로 확대하는 것으로 수정했다. 이처럼 우리나라도 태양광 에너지 목표를 보급량뿐만 아니라 가격에 대해서 설정할 필요가 있다[35]. 주로 한국에서 지자체에 납부하는 인허가 비용이 타국 대비 매우 높기 때문에 인허가 비용을 절감하고 절차를 간소화하는 정책의 도입이 시급하다. 또한, 국내 계통연계비용, 일반관리비, 부가가치세 등 초기 투자비를 줄임으로써 발전비용의 절감을 기대할 수 있다. 더불어 태양광 보급 확대로 학습을 축적해 직접비와 간접비를 낮출 수 있다. 태양광 발전사업자들이 지속적으로 태양광을 공급하다 보면 경험적인 시행착오를 통해 불필요한 비용을 절감할 수 있을 것이다. 이는 중장기적인 정책 방안으로 볼 수 있지만 태양광 발전비용이 화력 발전비용이나 원전의 발전비용보다 낮아지는 패러다임의 전환은 필수이기에 충분히 고려되어야 한다. 국내에서 일사량이 높은 지역을 중심으로 태양광 에너지 보급이 원활히 추진되도록 적극적으로 규제개혁을 시행한다면 발전단가의 하락에 가속이 붙을 것이다. 궁극적으로 전기요금보다 낮은 발전단가 체계를 형성하여 에너지 프로슈머 유인에 크게 기여한다[35].

2.4.2. 전력거래방식

국내에 에너지 프로슈머는 크게 세 가지로 구별할 수 있지만 중개사업자를 통한 생산된 전력의 도매시장 거래는 아직 공식적인 시장이 개설되지 않아 사업자를 선정하여 시범사업에 착수할 계획에 있으며, 이웃과의 잉여 거래 사업모델 또한 초기 단계에 불과하다. 해외의 에너지 프로슈머 사업에서 가장 주목할 만한 점은 에너지 프로슈머의 활동이 더욱 용이하도록 전력 직거래 플랫폼을 구축하고 있다는 것이다. 개인이 직접 생산한 전력을 소비하고 잉여전력을 도매시장이나 중개사업자를 통하지 않고 생산자와 소비자가 직접 거래를 할 수 있는 구조이다. 반면, 우리나라에서 개인의 전력시장 참여는 법적으로 불가능하다. 전력 거래는 한국전력거래소에서 전력 시장 운영규칙에 따라 이루어지고, 전력 거래를 할 수 있는 자격은 발전사업자, 전기판매사업자 등의 한국전력거래소 회원에게만 주어지기 때문이다. 발전사업자들은 한국전력거래소를 통해 생산한 전력을 전기 판매사업자인 한전에게 공급하고, 한전은 각 전기 사용자들에게 전력을 판매할 수 있다[20].
본론 2.2에서 소개한 바와 같이 우리나라에서 P2P 거래는 아니지만 비슷한 모델로 ‘프로슈머 이웃 간 전력 거래’가 등장했다. 이웃 간 거래는 태양광 발전설비 설치자가 생산한 전력 중 잉여 전력을 전기판매사업자(한전)가 중개하여 다른 전기소비자에게 공급하고, 한전은 전기요금 정산에 프로슈머에 의해 공급되는 전력의 요금채권을 반영하는 것이다. 이웃 간 거래는 한전이 중개역할을 한다는 점, 상계거래제와 비슷한 전기요금을 정산 방식이라는 점으로 P2P라고 보기는 어렵다. 이처럼 국내에서 에너지 프로슈머 관련 사업이 활성화되려면 시간이 필요하고 소비자들끼리 전력거래를 원활히 할 수 있도록 제도적 여건을 마련하기 위한 노력이 필요하다.
또한, 해외의 에너지 프로슈머 사업을 살펴보면 정부가 정책적 투자나 지원을 통해 주도적으로 이룬 것이 아니라 시장과 가격 체재 등에 의해 자연스럽게 활성화되고 있다는 점에 주목할 필요가 있다. 따라서 에너지 프로슈머 사업의 본격적인 시행을 계획중인 우리나라는 프로슈머 모델 개발에만 치중하지 말고 합리적인 가격 체재와 에너지 시장을 형성하여 에너지 프로슈머 활동의 유인을 만들도록 노력해야 한다. 즉, 궁극적으로 소비자 스스로 분산형 전원을 이용하여 전력의 생산과 소비가 활성화되도록 유도하는 정책이 시행될 필요가 있다[20].

2.4.3. 태양광에너지 발전량 예측 시스템 다양화

현재 화석연료의 고갈로 인해 대체 에너지의 개발이 본격화됨에 따라 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 태양광 발전 시스템의 설치가 점점 증가하고 있다. 태양광 발전은 태양의 위치 또는 높이에 따라 출력 변동이 심하며, 출력 예측이 어려워 에너지 프로슈머의 거래인 에너지 즉, 태양광에너지의 효율적인 전력 생산을 위해 태양광에너지를 안정적으로 연계할 수 있는 기술이 필요하다[37].
덴마크의 예측 시스템은 태양광발전시스템 원격모니터링의 생산량 데이터와 결합하여 데이터를 최대 3일까지 예측하고 15분마다 실시간으로 정보를 제공한다. 오차범위는 38~60%의 오차범위를 가지고 있다. 이에 한국에서도 2019년부터 2021년까지의 시간별로 데이터를 이용하여 태양광 발전량을 예측하는 순환 신경망 모형의 시스템을 도출하였다. 순환신경망(Recurrent Neural Network, RNN)은 은닉 계층 안에 여러 개의 순환 계층을 갖는 신경망 구조로 시계열 데이터를 처리하는데 있어서 강점을 갖는 반면 장기 기억력은 떨어지는 장기 의존성 문제가 있다. 이러한 문제는 장단기메모리(Long Short-Term Memory, LSTM)를 추가하여 해결 가능하다. 불필요한 기억은 지우고 필요한 기억만 남김으로써 장기 기억까지 활용할 수 있게 보완한다. 이처럼 태양광에너지의 효율적인 전력 생산을 위해 태양광 발전량의 정확한 예측량을 파악하기 위한 RNN과 LSTM뿐만 아니라 다양한 알고리즘을 적용하여 더 정확하고 효율적인 예측 정보 시스템 구축이 필요하다. 따라서, 태양광 발전기별 모듈 특성, 온도, 태양과의 경사각 등을 고려하여 최종 발전량을 예측하는 예측 정보 시스템이 구축되면 효율적으로 전력 생산이 되고 에너지 프로슈머가 활발하게 작용할 것이다[38].

2.4.4. 신재생에너지 법제

탄소중립 실현을 위한 에너지 프로슈머의 기반은 신재생에너지의 활용이다. 기존의 ‘저탄소 녹색성장기본법’을 폐지하고 ‘탄소중립기본법’을 제정하면서 정부는 2050년까지 탄소중립 목표를 실현하고 있다. 하지만 ‘탄소중립기본법’은 ‘저탄소 녹색성장기본법’의 법률의 구조와 체계의 틀을 그대로 유지할 뿐이다. 정부는 신재생에너지법 제5조에 따라 ‘제5차 기본계획’에서 신재생에너지의 비중을 대폭 확대한다고 하였다. 이를 추진하기 위해 ① 질서 있고 지속가능한 신재생에너지의 보급 확산체계 마련(이격거리 규제 합리화, 풍력 인허가 통합기구 도입 등 인허가 규제 개선), ② 신재생에너지 의무할당제와 관련된 신재생에너지 공급 의무화(Renewable Portfolio Standards, RPS) 시장 효율성 제고 및 다양화 추진, ③ 재생에너지의 다양한 수요기반 창출(RE 100 본격화 및 자가용 재생에너지 활성화 확산), ④ R&D 혁신역량 제고 및 생태계 활성화(수소 전문 기업 및 에너지혁신기업 육성), ⑤ 인프라 혁신(수용성 증대를 위한 시스템 구축) 등을 내세우고 있다. 이러한 정책을 효율적으로 추진하기 위해서는 제도적 지원이 필요하다[39].
하지만 신재생에너지법제는 매우 불충분하고 불완전하며, 법령에 근거를 두고 있지 않거나 국민의 권리 및 의무와 관련된 중요한 법규적 사항이 하위법령에만 규정된 부분이 적지 않다. 실현할 수 있는 신재생에너지 정책을 구체적으로 확립할 필요가 있으며, 이를 제도적으로 뒷받침 가능한 신재생에너지 법의 체계적 정비가 필요하다. 신재생에너지에 관한 법령은 산만하여 여전히 체계가 확립되어 있지 않고, 주어진 상황에 따라 통일적이지도 않다. 또한, 신재생에너지의 시설 설치에 관한 계획이나 절차 등에 관한 통일된 규정이 없다. 따라서, 신재생에너지를 포괄적으로 규율할 수 있는 ‘일반법’이 필요하다[39].
대표적인 사례로 독일의 EEG가 있다. 독일은 FIT를 통해 재생에너지 보급 확대를 실현하였으며 2035년에 에너지의 100%를 재생에너지로 조달하는 법안을 발표했다[40]. 우리나라에서도 FIT가 시행되었으나 독일처럼 구체적인 법안으로써 작용하지는 않았다. 우리나라도 EEG와 같은 구체적인 일반법을 제정하여 재생에너지의 보급을 확대함으로써 에너지 프로슈머 활성화에 이바지해야 한다.

3. 결 론

세계적으로 기후변화와 더불어 탄소중립을 선언하고 그에 맞는 기술개발을 하는 나라가 증가하고 있다. 온실가스 감축과 재생에너지에 주목하고 있는 현 상황에서 에너지 프로슈머의 활성화는 중장기적으로 탄소중립실현 및 에너지를 자급자족하는 친환경적인 사회를 만드는데 큰 기여를 할 것이다. 이에 따라 국내에서도 에너지 프로슈머 관련 여러 사업들이 정부 주도하에 추진되고 있다. 정부는 태양광 설비 투자비 지원을 통해 태양광 패널의 설치를 유도하여 한전과 상계거래가 가능하도록 하였다. 그 후, 한전과의 거래가 아닌 이웃 간 전력 거래를 하는 소규모 시범사업을 추진하였고 현재 대규모 에너지 프로슈머 시범사업까지 시행하였다. 그러나 우리나라는 현재 태양광 발전단가에 비해 전기요금이 낮고, 한전의 독점으로 인한 한계적인 전력거래방식 뿐만 아니라 신재생에너지의 법제 조차도 불완전하고 구체적이지 않다. 이러한 기술적, 제도적 문제점의 원인에 대해 검토하고 개선방안을 제시하는 것이 본 논문의 내용이다.
우리나라에서 에너지 프로슈머 활성화를 위해 근본적으로 해결해야 하는 것은 전기요금이 태양광 발전단가보다 낮은 수준으로 결정되고 있는 것이다. 전기요금 결정 과정에서 공급 비용의 불충분한 반영은 낮은 전기요금을 초래하기 때문에 전기요금의 조정체계를 정례화하고 결정 절차를 투명하게 관리해야 한다. 또한 태양광 발전단가를 줄이기 위해 태양광 인허가 비용을 낮추고 절차를 간소화해야 하며, 태양광을 지속적으로 보급하고 확대시킬 필요가 있다. 전기요금이 현실화되고 태양광 발전단가가 하락된다면 에너지 프로슈머 유인을 보다 적극적으로 확보할 수 있을 것이다. 또한, 현재의 전력거래방식에 대한 개선이 필요하다. 우리나라는 개인이 전력시장에 참여할 수 없기 때문에 전력시장에서 한전의 존재는 필수적이다. 하지만 에너지 프로슈머 제도는 개인이 생산한 전력을 자체 소비한 후 잉여전력을 개인 간 직접 거래하는 것이기 때문에 소비자 스스로 분산형 전원을 통한 전력의 생산 및 소비가 구축 되어야한다. 즉, 다양한 전력 직거래 플랫폼의 도입과 그에 따른 도매시장과 소매시장 간 전력거래 활성화는 에너지 프로슈머로서 활동을 더욱 용이하게 할 것으로 전망한다.
이와 같이 전반적인 전기요금체계와 전력거래방식을 합리적으로 개선하기 위해서 구체적인 법제 및 정책 보완은 필수적이다. 에너지 프로슈머의 활성화를 뒷받침할 신재생에너지 법제는 매우 불충분하다. 특히 개별적인 신재생에너지에 대한 규율이 부족하고 그 시설의 설치, 허가 등에 대한 규정이 미흡하다. 이러한 점은 태양광에너지를 주력으로 하는 에너지 프로슈머 제도에 걸림돌이 될 수밖에 없다. 이를 해결하기 위해 신재생에너지법을 전면적으로 검토해야한다. 구체적으로 독일의 EEG와 같은 신재생에너지를 포괄적으로 규율하는 일반법을 개정한다면 신재생 에너지 의무할당제, 신재생 에너지 공급 의무화, 인프라혁신 등의 정책들을 효율적으로 시행할 수 있을 뿐더러 체계적인 에너지 프로슈머 제도 활성화의 기반이 될 것이다. 환경 에너지의 각 분야의 다양한 노력들이 가시적인 결실을 맺어 갈 때 기후 위기에 적절한 대응을 하는 그날도 머지 않아 올 것이라 믿는다[41-56].

Acknowledgments

이 연구는 대한민국 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단 중견연구자지원사업(No. 2021R1A2C1013989)의 지원을 받아 수행된 연구입니다. 본 논문의 영상은 https://youtu.be/i1MrrxwA8XM 에서 볼 수 있습니다.

Fig. 1.
Structure of small-scale power intermediary transactions [23].
KSEE-2023-45-10-428f1.jpg
Fig. 2.
Structure of electricity rates by country (2017, ₩/kwh) [32].
KSEE-2023-45-10-428f2.jpg
Table 1.
Comparison between Korea and major country (2017, ₩/kwh). [32]
Country Power generation/Sales Transmission and Distribution Taxes and Burden charge Total
Korea 94 (75%) 16 (13%) 15 (12%) 125 (100%)
Comparison country average 102 (40%) 69 (27%) 83 (33%) 254 (100%)

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