분산에너지 확대를 위한 스마트 에너지 모빌리티의 역할
분산에너지 확대를 위한 스마트 에너지 모빌리티의 역할
  • 숙명여자대학교 기계시스템학과 임용훈 부교수
  • 승인 2020.10.26 15:51
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▲ 숙명여자대학교 기계시스템학과 부교수 임용훈
▲ 숙명여자대학교 기계시스템학과 부교수 임용훈

[숙명여자대학교 임용훈 교수] 150여년 전 내연기관이라는 혁신적인 원동기 기술이 소개되었을 때 내연기관 엔진의 열효율은 10%를 채 넘지 못하였다. 

초창기 내연기관은 각종 사고와 안정성 등 문제로 인한 각종 사고로 사람들의 외면을 받기도 하였으나 지속적인 기술혁신과 산업화를 통해 인류의 역사를 바꾼 운송수단을 구동하는 원동기의 역할을 넘어 사람과 사람, 사람과 물건, 물건과 물건 사이를 이어주는 연결 수단으로써의 좀 더 막중한 역할이 기대되고 있다. 

화석연료를 주요 에너지원으로 사용하는 내연기관은 비약적인 기술의 발전과 효율성에도 불구하고 최근 기후변화로 인한 외부적 환경 요인에 의해 시장에서의 지배력을 점차 잃어버릴 것이 확실시되고 있다. 

그러나 자동차 산업의 태동기에서부터 현재에 이르기까지 끊임없는 혁신을 통해 변화에 적응해오고 있는 자동차 산업은 최근 스마트모빌리티(Smart Mobility)이라는 새로운 플랫폼으로의 전환을 도모하고 있다. 

최근 기후변화로 인한 환경 파괴적 재앙의 발생 빈도가 급격히 증가하고 있으며 그 피해의 범위 및 규모 또한 그동안 경험해보지 못한 수준에 이르고 있어 큰 우려를 낳고 있다. 

이에 기존 중앙집중형 전력공급 체계의 부담을 완화 시켜 주는 보조적 수단 정도로 인식되고 있는 마이크로 그리드를 기반으로 한 분산형 발전 시스템은 기후변화로 인한 재해증가와 함께 효율성 및 에너지 절감에 기반을 둔 친환경성 등 기존의 고전적 편익의 관점에서 벗어나 자연재해로 인한 전력공급 체계 이상으로부터의 회복 탄력성을 나타내는 리질리언스(Resilience) 관점에서 그 기능적 중요성이 새롭게 주목받고 있다. 

리질리언스 관점에서의 분산발전 기술의 편익은 국내에서는 크게 조명을 받지 못하고 있으나 최근 정부의 분산에너지 활성화 로드맵 수립 등 일련의 정책 수립 과정에서 좀 더 집중적으로 다루어 볼 만한 이슈임이 분명하다. 

국내 분산발전 시스템은 그간 에너지산업의 규모의 경제성에 치우친 정책 등으로 인해 기술의 기술적, 사전적 정의와는 다소 동떨어진 수백 MW 규모의 대규모 집단에너지 산업 규모의 열병합발전 산업에 치중이 되어 온 것이 사실이다. 

그러나 현재 급속히 진행 중인 IOT 스마트 융∙복합 산업 확대, 전기 및 수소자동차, 개인형 모빌리티 시장 확대 등 에너지 소비의 다양성 확대, 재난·재해 증가에 따른 지속적인 에너지 수요 증대 및 에너지공급 안정성 확보 관점에서 기존 중앙집중형, 공급자 중심에서 분산형, 소비자 중심으로의 체질 전환이 절실히 필요한 시점이라 할 수 있다. 

여기에 최근의 기술 산업적 흐름, 특히 모빌리티 분야에서의 전기 및 수소자동차 기술 중심의 자동차 산업 구조 재편에 따라 분산에너지 산업 활성화 측면에서도 자가 열병합이나 초소형 열병합발전시스템, 소형(혹은 미니) 태양광 발전 등 고전적인 정치형 기술에 더하여 전기, 수소 자동차 기술과 분산형 에너지 기술이 융합된 스마트 에너지 모빌리티 개념으로의 도입 또한 고려해 볼 필요가 있다. 

향후 온실가스 감축 목표 이행 및 ‘그린뉴딜’ 등 재생에너지 중심의 국내 에너지전환 정책의 방향성과 독일, 덴마크 등 친환경 재생에너지 보급을 선도하고 있는 해외 선진국들의 사례에 비추어 볼 때 재생에너지 비중 확대에 따른 안정적인 전력망 관리 차원에서도 전기자동차의 보급 확대, 더 나아가 연료전지를 기반으로 한 수소자동차 기술과 연계한 스마트 에너지 모빌리티 개념의 분산형 발전 및 에너지저장⦁이용 모델의 수립은 해당 산업의 신속한 체질 개선, 에너지 신시장 창출과 더불어 국가적 차원의 지속 가능한 친환경 에너지공급 체계로의 체질 변화에도 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다. 

특히 재생에너지를 이용하여 생산되는 그린 수소의 효율적인 저장과 이용 기술로 최근 주목받고 있는 P2G(Power to Gas) 기술과 전기자동차를 매개로 한 에너지 프로슈머 기반의 양방향 전력거래 플랫폼인 V2G(Vehicle to Grid)은 향후 스마트 에너지 모빌리티 구현을 위해 주목할 만한 핵심 기술이라 할 수 있다. 

AI 기술 등을 적용한 지능형 자율주행으로 대변되고 있는 스마트 모빌리티 산업은 범 정부 차원에서 추진하고 있는 스마트시티 플랫폼 산업과 연계하여 향후 대도심을 중심으로 한 교통 및 물류에서의 거대한 변화를 촉발할 것으로 기대되고 있다. 

그러나 이러한 미래형 자율주행 산업 또한 안정적인 에너지의 공급 체계의 지원이 없는 한 소기의 목적을 달성하기는 어려울 것이며, 따라서 단속적인 전력생산을 특징으로 하는 재생에너지 보급 확대에 따라 요구되는 천문학적인 전력망 유지관리 비용의 완화를 위해서 필수적으로 도입되어야 하는 분산발전 기술의 중요성과 국지적 전력수요 변화와 에너지 수요의 다양성, 그리고 재난·재해 대응을 위한 에너지공급의 리질리언스 확보에 효과적인 대응이 가능한 스마트 에너지 모빌리티 기술의 새로운 도약을 기대해본다.