[투데이에너지 김나영 기자] 정보통신기술을 활용한 에너지 효율화시장이 하루가 다르게 성장하고 있다. 국내에서 탄탄한 ICT 인프라를 구축한 이동통신사들이 발 빠르게 사업을 확장하며 해외 진출까지 노리고 있다.

건물 내 사용되는 에너지설비, 즉 조명을 비롯해 냉난방기 등의 각종 에너지사용설비들을 중앙관리센터에 연결해 에너지사용을 최적화하는 것이다. 이는 각 통신망을 통해 전달되며 이로 인한 에너지소비량 절감율은 평균 5~15%로 알려졌다.

제러미 리프킨 미국 경제동향연구재단 이사장은 이미 에너지산업에도 사물인터넷(IoT)를 활용한 4차산업혁명이 일어날 것을 예견한 바 있다. 이 같은 에너지산업의 혁명에 대한 화두는 이미 2014년부터 시작된 것이다. 하지만 국내에서는 당시 이를 우리 실생활에 어떻게 적용을 할 수 있는지, 이를 넘어 인프라를 구축할 수 있는가에 대한 의혹들이 있어왔다. 하지만 단 1년 만인 2015년 우리나라는 SK, LG, KT 등 국내 통신사들을 중심으로 보다 손쉽고 간편하게 활용할 수 있는 솔루션들이 쏟아져 나왔다.

이는 이미 기존부터 추진해 오던 에너지관리시스템(EMS)를 기반한 것으로 그 발전 속도는 매우 급격하게 이뤄졌다. 통신사들은 IoT를 통한 에너지사업에 적극 뛰어들고 있다.

한국에너지공단은 지난 8스마트에너지 분석 캠페인을 발족한 바 있다. 스마트 에너지부니석 캠페인은 건물에너지관리시스템 등을 통해 에너지설비 데이터, 실시간 전력사용량 등 에너지 빅 데이터를 분석해 건물운영 개선사항을 도출하고 이를 이행한 건물의 우수사례를 공유하는 사업으로 올해 처음 시행되는 사업이다.

우리가 흔히 들고 다니는 스마트폰이 가상발전소가 될 수 있을 것이며 미래형 스마트건물은 에너지효율향상에 신재생에너지 그리고 IT가 접목돼야 한다는 데서 착안됐다. BEMS, BAS, 주요설비 등의 에너지데이터를 수집·분석해 설비별·계통별 에너지관리방법 개선 및 절감 방법을 제시하도록 하고 이를 에너지공단에서 상세 분석해 전문가 매칭서비스 및 BEMS 설치 운영 컨설팅을 할 수 있도록 하겠다는 것이다. 통신사들의 역할이 매우 중요해지는 부분이다.

특히 정부가 에너지효율화사업에 집중하고 있고 에너지신산업이라는 이름을 달아 건물뿐만 아니라 마을단위의 에너지설비들을 하나로 묶어 이를 통합 관리하는 데까지 이른 것이다. 이의 중심에는 통신기술이 한 몫하고 있다. 많은 관계 전문가들은 에너지기술이 진보할수록 통신사들의 역할은 더욱 확대될 것이라고 전망했다.

정부 정책에 앞서 통신3사는 에너지관리시스템을 비롯해 태양광, 전기차 등 에너지신산업을 견인하고 있다. 각 통신사업자별 사업전략을 살펴보고 건물에너지분야 미래 에너지산업의 변화 추이를 살펴보고자 한다.

◆SK텔레콤/솔루션에서 스마트그리드까지 

▲ 신용식 SK텔레콤 IoT사업부문 Energy사업팀 팀장
SK텔레콤의 에너지사업은 2009년 제주 스마트그리드 실증사업부터 시작됐으며 3년간의 실증사업을 통해 축적한 역량을 기반으로 2012Cloud BEMS(Cloud 기반 에너지효율화 솔루션, Building Energy Management System)을 상용화한 후 공장 대상 FEMS(Factory EMS), 지자체 대상 LEMS(Lighting EMS)등으로 사업을 확대해 현재는 에너지다소비사업장을 중심으로 120개 이상의 수용가를 계약, 운영 중에 있다.

올해부터는 수요관리(DR, Demand Response)솔루션, 대용량저장장치(ESS, Energy Storage System)솔루션, 에너지설비 상태관리 솔루션 등을 신규로 출시하면서 에너지 다소비 고객을 대상으로 에너지 생산-유통-소비 전반을 아우르는 토털 에너지절감솔루션을 제공하면서 에너지신산업을 주도하고 있다.

신에너지사업에서 데이터 확보 및 분석을 위한 IoT 네트워크는 사업의 성공을 좌우하는 핵심 인프라다. 에너지사업 영역 외에도 다양한 산업에서 IoT는 데이터기반의 Digital Transformation을 선도하고 있다.

특히 SKTIoT사업의 성장 가능성에 대한 확신을 기반으로 기존 3G, LTE 이동 통신망 외 20166월 세계 최초로 IoT 전용망 전국 상용화해 IoT Hybrid N/W(LTE-M, LoRa) 기반 사업을 추진하고 있다.

공공, 제조, Vehicle, 에너지, B2C 시장 내 Tracking, Metering, Monitoring&Control 서비스 영역에서 약 1,200여개의 파트너들과 사업을 추진하고 있다. 앞으로도 지속적인 망 품질 보강, 파트너 생태계 활성화, 신규 솔루션 발굴 및 출시를 통해 IoT 리더십을 강화할 방침이다.

이를 통해 신에너지사업과 시너지를 발휘할 수 있는 IoT 서비스를 출시하며 중장기적으로 IoT를 통해 확보되는 에너지데이터를 AI 기반 분석을 통해 에너지의 효율성 향상 등 부가 가치를 창출하는 서비스로 확장해 나간다는 것이 SK텔레콤의 목표다.

신용식 SK텔레콤 IoT사업부문 Energy사업팀 팀장은 “SK텔레콤의 에너지효율화사업은 Cloud EMS(Energy Management System) 플랫폼을 기반으로 에너지 설비로부터의 에너지 데이터를 수집, 분석해 최적의 에너지절감이 되도록 최적운전방법을 제시하는 솔루션이라며 데이터분석을 위한 EDAS(Energy Data Analytics System)을 통해 최적의 절감 방안을 도출함으로써 최적의 에너지 절감 방안을 제시하고 있다고 전했다.

이어 신 팀장은 통신사업자들은 자사의 IoT망을 활용해 에너지 사용 패턴 분석을 위한 데이터를 센싱, 모니터링하는데 강점을 가지고 있다라며 통신사업자는 IoT(원격검침)을 통해 수집된 에너지데이터를 Deep Learning 기반 AI(인공지능) 플랫폼을 통해 분석, 에너지 사용자에게 에너지 소비효율화(에너지 및 비용 절감), 에너지 저장·거래(추가 수익 창출) 서비스를 제공할 수 있다고 덧붙였다.

특히 SK텔레콤의 에너지솔루션은 LTE-M, LoRa 등의 LPWA(Low Power Wide Area) 통신망 및 ZigBee, WiFi 등 다양한 WPAN(Wireless Personal Area Network)을 활용해 공장, 빌딩 등 환경에 최적화된 비용-효율적인 통신망을 활용하고 있다.

또한 Energy Equipment Management System을 통해 에너지 사용을 최적화하는 에너지효율화 뿐만 아니라 에너지설비의 실시간 데이터 분석을 통한 설비의 성능관리 및 예지정비가 가능하도록 함으로써 설비의 운영비용을 최소화하고 있다.

신 팀장은 궁극적인 SK텔레콤 에너지 사업의 비전은 고객 에너지 사용 환경에 따라 소비효용을 극대화하는 최적 Energy Service Provider’이며 최적 Energy Service Provider는 에너지조달(신재생에너지 등), EMS+ESS, 거래 P/F기반 서비스(DR, 잉여전력거래)까지 통합 제공을 통해 고객의 에너지 비용을 최소화하는 사업자를 의미한다고 전했다.

또한 신 팀장은 비전달성을 위해 SK텔레콤은 지난 6년간 축적된 에너지데이터와 사업경험을 바탕으로 사용량 예측, 절감요인 도출, 최적 제어, 최적 자원 Mix 등을 제공하는 EDAS(Energy Data Analytics System)를 개발 중이며 나아가 Machine Learning/Deep Learning 기반 AI 접목을 통해 고객의 에너지 사용 환경별 최적의 맞춤형 에너지솔루션을 지속적으로 제공을 할 것이라고 강조했다.

이와 함께 신 팀장은 다양한 형태의 에너지신사업이 활성화되기 위한 첫걸음으로 국회에서 계류 중인 전기신사업관련 소규모 전력중개·거래, 소규모 전력공급 및 전기차 충전사업이 조속히 통과되기를 기대하고 있다라며 최근 탈원전·탈석탄 정부정책에 따라 전기요금 상승이 예상되고 있는데 전기요금 상승을 억제하고 국가차원의 발전소 추가 건설을 회피할 수 있는 효과적인 대안인 ESS(Energy Storage System)의 활성화 및 확대를 위한 다양한 가정용·저압용 특별 요금제 및 ESS 기반 전력거래가 활성화돼야 할 것이라고 제언했다.

◆LG유플러스/IoT 활용, 새는 에너지 잡는다

▲ LG유플러스 미니태양광 시스템에 NB-IoT 모니터링 기술 적용
LG유플러스의 IoT에너지미터를 활용한 에너지미션서비스가 전기사용량이 가장 많은 피크타임 대 전기절감에 효과적인 것으로 나타났다.

LG유플러스(부회장 권영수)가 지난해 7월부터 올해 2월까지 7개월간 LG유플러스 에너지관리 서비스인 IoT에너지미터 가입자 중 에너지미션에 참여한 고객들의 피크타임 전기사용량을 분석한 결과 평상시 동일 시간대대비 평균 8.5%를 절감한 것으로 조사됐다.

특히 연간 전기사용량이 가장 많은 여름철에는 최대 20.7%까지 전기사용량을 줄인 것으로 집계됐다.LG유플러스는 IoT에너지미터 가입가구가 미션에 15,410회 참여했으며 참여자의 약 52%가 부여받은 미션을 성공했다고 설명했다.

에너지미션은 전기를 아낀 만큼 보상받는 서비스다. LG유플러스 IoT에너지미터 가입가구를 대상으로 주 1회 특정 시간대에 전기사용량 절감 미션이 스마트폰 문자 메시지로 안내되고 해당 미션을 성공한 고객에게는 월 최대 5,000원의 통신비를 할인해 준다.

문자 메시지를 받은 고객이 스마트폰앱 ‘IoT@home’에 접속해 미션에 참여하면 미션 시간대와 목표 사용량, 현재 사용량, 달성 시 보상 내용이 표시된다. 현재 사용량과 미션 성공까지 잔여 사용량 정보도 한눈에 그래프로 확인할 수 있다.

▲ LG유플러스 IoT전기료알리미
LG유플러스는 지난해 5월 산업통상자원부가 주관하는 국민DR(Demand Response) 실증과제의 에너지기술개발사업자로 선정되어 IoT를 활용한 전력 수요관리사업의 일환으로 전력계통 및 시장운영 기관인 전력거래소, 에너지미터 제조업체인 인코어드와 함께 에너지미션 서비스를 시범 운영해오고 있다.

20157월 출시한 IoT에너지미터는 LG유플러스만의 차별화된 IoT서비스로 전기 사용량과 현재 누진단계는 물론 사용현황을 분석해 누진단계를 사전에 알려주고, 주거형태나 주거면적, 가구 구성원수 등을 반영해 실시간 요금과 월간 예상요금을 안내한다.

LG유플러스 IoT부문장 안성준 전무는 에너지미션 확대를 통해 전기사용량이 급증하는 여름철이나 전기소비량이 많은 시간대에 전기절약을 적극 유도할 계획이라며, “정전(블랙아웃) 예방뿐만 아니라 누진단계 감축, 통신비 할인 등 소비자 혜택도 증대될 것이라고 밝혔다.

또한 LG유플러스는 울산 남구청(구청장 서동욱) 및 한국에너지공단 부산·울산 지역본부(본부장 이철우)NB-IoT(협대역 사물인터넷) 네트워크 기반 태양광발전 모니터링시스템 구축을 통한 그린빌리지 조성사업 협약을 체결한 바 있다.

NB-IoT 기술을 태양광 발전 시스템에 접목한 것은 국내서 이번이 첫 사례로 LG유플러스는 울산지역에 NB-IoT전용망 구축이 마무리되는 6월말부터 본격적인 시스템 구축작업에 들어간다는 방침이다.

이번 협약에 따라 LG유플러스는 울산 남구청이 삼호 철새마을’ 500여 가구에 구축한 태양광 집전판에 NB-IoT통신모듈이 탑재된 인버터를 연결, 기기에서 수집되는 태양광 발전량을 자사 NB-IoT 전용망을 통해 IoT플랫폼 서버로 원격 전송하는 역할을 한다.

집전판의 직류 발전 전력을 교류로 변환시켜 실생활에서 사용할 수 있는 전기형태로 바꿔주는 설비로 송·배전 전력망에 연결하기 위한 필수 제품이다.

울산 남구청과 한국에너지공단은 LG유플러스의 서버에 수집된 데이터를 받아 모니터링하고 빅데이터화해 태양광 발전량 측정은 물론 사용량을 예측해 효율적 에너지관리의 토대를 마련한다는 방침이다.

LG유플러스는 철새마을 거주민들이 향후 자사 IoT전용앱인 ‘IoT@home’을 통해서 태양광 사용량 정보를 확인할 수 있도록 할 예정이다.

최근 극심한 미세먼지로 인한 대기오염이 사회문제로 대두된 가운데, NB-IoT 기술을 활용한 태양광 발전 모니터링 시스템 구축이 울산지역의 에너지 자립도를 향상시키는 계기가 되는 한편 신재생 에너지 보급에 따른 온실가스 감축 및 에너지복지 실현에 기여할 것으로 기대하고 있다고 LG유플러스는 설명했다.

LG유플러스 IoT제휴담당 류창수 상무는 대표적 신재생 에너지인 태양광사업에 대한 발전·관리 필요성이 급증하고 있는 시점에서 LG유플러스의 NB-IoT 모니터링 시스템은 가정단위 에너지 절약은 물론 이용효율을 향상시키는데 핵심역할을 할 것이라며 앞으로도 지자체와 적극적인 협력을 통해 정부의 에너지·기후변화대응 정책에 기여할 것이라고 밝혔다.

한편 LG유플러스는 지난 4월 서울과 수도권 전역에 NB-IoT 네트워크 구축을 완료한데 이어 상반기 내 전국 85개시 지역에 NB-IoT 전용망을 구축한다는 계획으로, 전용망 구축이 완료되면 각 지자체들과 태양광 에너지시스템, 가스·수도·전기 시설 원격 검침 시스템 등의 구축사업이 한층 가속화될 것으로 전망된다.

◆KT/GiGA에너지로 신시장 열다

KT는 미래융합사업추진실 내부에 스마트에너지사업단을 지난 20151월 신설하고 에너지사업 원년을 선언했다. 이후, KT의 기가에너지사업은 세계 최초 에너지 통합관제센터 ‘KT-MEG’을 개관하는 등 2년이 지난 현재까지 소비-생산-거래분야의 다양한 사업을 추진하며 우리나라의 에너지 신산업을 주도해 나가고 있다.

KTICT 기반의 에너지 융합형 기술력 확보를 핵심역량으로 정의했다. 이를 위해 에너지 생산-소비-거래를 통합 관제하는 세계 최초의 개방형 복합 에너지관리 플랫폼인 KT-MEG(Micro Energy Grid)을 개발했고 이를 기반으로 다양한 에너지 솔루션과 서비스를 개발, 적용하고 있다. 또한 KT-MEG에 수집된 에너지 빅데이터를 에너지 소비, 생산을 전문적으로 분석하는 지능정보(AI) 엔진인 e-Brain를 자체 개발해 KT-MEG에 탑재하고 있다.

KT-MEGe-Brain을 활용해 고객의 에너지 건강검진을 통한 에너지절감을 컨설팅하는 기가에너지매니저상품을 출시(201610)했고 LTE 기반의 자동계측용(AMI) 저전력 고출력 모뎀을 협력사와 공동 개발해 한전 AMI 사업시장에 성공적으로 진입했으며 무정전 절체스위치(CTTS: Closed Transition Transfer Switch) 도입과 함께 경제성 수요관리(DR: Demand Response)로의 확대를 통해 DR 사업자로의 입지도 구축해 나가고 있다.

이와 같은 노력의 결실로 KT-MEG20173월 스페인 바르셀로나에서 개최된 MWC 2017에서 ICT 오스카상이라고 할 수 있는 GLOMO Award 스마트시티분야에서 최우수상을 수상한 바 있다. 이는 KT 1등 기술이 세계로부터 인정받은 쾌거다.

에너지 소비-효율화의 대표적인 실적으로 2016년 산업통상자원부와 공동으로 150억원을 투자해 18개 공장에 AMI, 효율화 설비, 공장에너지관리시스템 (FEMS: Factory Energy Management System) 등을 설치해 KT-MEG과 연동 운영한 결과 약 연간 22억원의 에너지절감 효과를 고객에게 안겨 줬다. 이는 e-Brain을 통해 에너지 소비패턴을 분석하고 최적의 에너지 운영가이드를 제공한 결과가 포함된 것이다.

생산-극대화분야에서는 KT 내부 유휴부지를 포함한 고객 상면에 총 13MW의 태양광발전소를 구축, 운영해 연간 16,000MWh(4,000여가구의 연간 사용량)의 친환경 전력을 생산해 국민들에게 제공하고 있다. 현재 150여개 태양광발전소가 KT-MEG에 연동돼 빅데이터 분석을 통한 기상환경에 따른 발전량 예측이 10% 오차 이내에서 가능한 수준으로 지능화되고 있다.

거래-최적화를 위해서는 빌딩, 공장 등에서 모집해 아낀 전기를 전력거래소(KPX)에 판매하고 전력 수요자원관리(DR) 사업을 추진 중이다. 연간 관리 규모는 현재 약 400MW이며 2017700MW까지 확대할 계획으로 KT가 보유하고 있는 400여개의 국사 비상발전 용량을 모두 수용하면 원자력발전소 1기 수준까지 확보가 가능하다.

이를 통해 고객의 빌딩, 공장 나아가서는 주택까지 에너지 소비-효율화, 생산-극대화, 거래-최적화를 실현시킴으로써 에너지 1등 국가로의 발전을 선도하고 있다.

또한 KT는 전기차 보급과 확대에 맞춰 전기차 충전인프라 사업도 진행하고 있다. 전국에 전기차 이동형충전 태그를 15,000여개 설치했으며 급속 및 완속충전기 보급과 함께 충전서비스와 충전기 운영관리를 위한 차징 메이트’(가칭) 플랫폼을 연내 개발 완료해 제공할 예정이다.

KT 스마트에너지사업 총괄인 김영명 SE사업단장은 전기차 산업의 활성화를 위해서는 충분한 충전 인프라의 보급이 선행돼야 하고 이를 쉽게 이용할 수 있도록 충전 플래닝 및 빌링 기능을 갖춘 개방형 충전플랫폼이 중요하다고 강조했다.

이어 김 단장은 스마트카, 빅데이터, 에너지신산업 간의 융복합을 통해서 친환경적이고 미래지향적인 사업을 계속 주도해 나가겠다고 덧붙였다.

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