[일본] 요코하마시(横浜市), 국내에서 가장 규모가 큰 스마트시티 프로젝트 추진체계와 전략 20181205
전기에너지 운용에 IT기술 접목한 스마트 그리드
2024-04-29 오후 3:01:21
□ 일본에서 가장 규모가 큰 스마트시티 프로젝트 추진체계와 전략
◇ 일본을 대표하는 항만도시이자 도쿄의 위성도시
○ 요코하마시는 일본을 대표하는 항만도시로 가나가와현의 현청 소재지이다. 도쿄의 위성도시이며 간토지방에서 두 번째로 인구가 많다. 요코하마는 조선, 생명공학, 반도체를 강력한 경제 기반으로 삼고 있다.
○ 요코하마는 100년 만에 평균기온이 약 1.8도가 올라가면서 태풍으로 인한 침수피해 같은 재해가 빈발하자 2018년 10월 온난화대책 실행계획을 세웠다.
이 대책은 일본의 ‘지구온난화대책 추진법’에 근거한 법정계획이다. 2011년 3월에 제정되고 2011년 동일본 대지진 이후의 에너지 관련 상황의 변화를 고려해 2014년 3월에 1차 개정되었다. 파리협정 등 사회동향을 반영, 2018년 10월에 한 번 더 개정되었다.
○ 요코하마시는 이 계획에 따라 온실가스 배출량을 2013년 대비 2020년 22%, 2030년 30%, 2050년 80%로 줄인다는 목표를 제시하고 있다. 궁극적으로는 금세기 후반에 온실가스 실질배출 제로를 실현한다는 선언을 하고 있다.
◇ 온실가스 실질배출 제로 목표
○ 요코하마시는 온실가스 실질배출 제로를 위해 경제사회 전반의 개혁이 필수적이라고 보고 있다. 자생에너지를 자급하고, AI와 IoT를 활용한 에너지 수급시스템을 구축하는 한편, 재생에너지 광역연대도 구축해야 한다는 목표도 제시했다.
○ 이를 위해 요코하마 시는 8대 기본방침과 20대 중점시책을 밝히고 있는데 두 번째 기본방침이 ‘최첨단 스마트시티의 실현’이다.
이에 대한 중점시책이 △요코하마 스마트비즈니스협의회 구성기관과 연계를 통한 요코하마 스마트시티 프로젝트(YSCP) 구현 △비추얼 파워플랜트(가상발전소) 구축사업의 본격 전개 △재생에너지의 스마트 활용 검토(로컬소비, 광역연계) 등이다. [요코하마시 중요시책]
◇ 4개 실증도시 중 최대 도시
○ 일본 정부는 2010년 4월부터 공모를 통해 요코하마와 4개 도시를 ‘스마트시티(smart city) 실증도시’로 지정하고 '차세대 에너지·사회시스템 실증사업‘을 시작했다.
‘요코하마 스마트시티 프로젝트’라는 파일럿 프로그램도 이 사업 중 하나이다. 요코하마시 외에도 토요타시, 키타큐슈시, 케이한나 등 총 4곳이 실증도시로 선정됐지만 요코하마시가 가장 큰 규모다.
○ 4개 도시는 도시의 특성에 따라 특화된 사업을 추진하고 있다. 에너지를 주제로 하고 있지만 케이한나는 폐기물 발전과 하수오수를 이용한 바이오매스 발전까지 포함하고 있다.
토요타시는 차세대 자동차 보급과 교통부문의 수요관리가 특징이다. 키타규슈는 HEMS, BEMS, 교통에너지 관리 등 지역전체의 에너지 관리 시스템을 실증하고 구축하는데 중심을 두고 있다.
▲ 정부 지정 4개 스마트시티 실증도시 비교[출처=브레인파크]
○ 요코하마 스마트시티는 미나토미라이, 코호쿠 신도시, 가나가와 그린밸리 3개 지역을 포괄하고 있다. 3개 지역 면적은 총 60㎢이며 인구는 42만 명, 17만 가구가 살고 있는데 이산화탄소 30% 감축, 광역에너지 관리 및 수요 시스템을 중심으로 실증시험을 하고 있다.
◇ 전기에너지 운용에 IT기술 접목한 스마트 그리드
○ 전기에너지의 운용에 IT기술을 접목시켜 에너지 효율을 최적화하는 기술인 스마트그리드(smart grid)는 가구 4천2백 세대와 대형빌딩 6곳을 대상으로 시험을 했다.
○ 일본 정부는 스마트시티 실증사업에 5년간(2010~2014) 총 1,000억 엔(한화 약 1조2,000억 원)의 막대한 예산을 투자했다. 요코하마에는 전체 예산의 절반을 넘는 562억 엔(한화 약 6,700억 원)을 투입했다.
○ 요코하마 실증사업에는 공동체 전체를 위한 공동체에너지관리시스템(CEMS), 주택을 위한 가정에너지관리시스템(HEMS) 및 상업 지구를 위한 빌딩에너지관리시스템(BEMS) 등 3개 시스템이 모두 활용되었고 도시바가 주로 참여했다.
○ 요코하마시는 미나뉴타운, 미나토미라이 가나자와지역의 주택 4,200가구를 시범가구로 선정하고 통신기능을 갖춘 차세대 전력계인 ‘스마트미터’를 부착했다. 에너지 수급을 자동적으로 조정해 부재중이거나 야간시간대의 전력을 절약할 수 있도록 한 것이다.
○ 즉 CEMS를 중심으로 최적화된 EMS(에너지, 매니지먼트, 시스템)와 제휴에 의해 전력 수요자들과 함께, 보다 낮은 사회 코스트에 의한 이산화탄소 배출 삭감과 전력수요를 최대한 절약하는 것을 실천하고 있다.
◇ 시 정부와 34개 민간기업 컨소시엄
○ 요코하마 스마트시티 프로젝트는 시 정부와 함께 닛산과 파나소닉, 도시바, 도쿄전력, 도쿄가스 등 일본 주요 민간기업 7곳이 컨소시엄으로 참여해 △재생에너지 도입 △가정·빌딩·지역에서의 에너지 매니지먼트 △차세대 교통시스템 등의 프로젝트를 각각 추진하고 있다.
○ 요코하마 스마트시티에 참여하고 있는 기업은 모두 34개이며 15개 프로젝트를 추진하고 있다. 현재 HEMS에 참여하고 있는 가구는 4,200가구이며 PV는 37㎿를 생산하고 있다.
EV는 2,300대를 보급했고, 이산화탄소 감축량은 3만9000톤(29%)에 이르고 있다. 모든 실적이 당초 목표치를 초과 달성한 것으로 나타났다.
◇ 전기요금형 수요반응(DR)의 의의
○ 요코하마시는 연간 일부 시간에만 발생하는 수요 피크를 충족할 수 있도록 전원이 확보된 경우, 전기요금형 수요반응을 통해 피크 시간대의 전력 수요를 억제함으로써 재원 개발 투자를 확보하고 있다.
○ 2013년 도쿄전력의 전력수요를 예로 들면, 1년간(8,760시간) 1%에 해당하는 상위 88시간의 피크수요가 전기요금형 수요 응답을 통해 억제되었다.
이 경우 기계적으로 계산하면 최고 피크타임의 5,093만㎾의 약 7.5%에 해당하는 384만㎾의 전력공급 설비를 가동, 유지관리, 갱신이 불필요해질 가능성이 있다. 이 정도 감축 규모이면 기존 화력발전소 1개 멈출 수 있어 이산화탄소 감축에 영향을 줄 수 있다.
◇ 피크 컷을 최대 목표로 실증시험
○ 요코하마시의 실증시험은 2011년 동일본 대지진과 원전 사고 이후 일본 전역이 전력난에 봉착하자 전력사용이 피크일 때 일정 비율의 사용량을 줄이는 이른바 ‘피크 컷’이 최대 목표가 됐다.
○ 요코하마시는 실증시험을 추진하면서 가정은 약 5%, 기업은 약 15% 전력사용을 줄여 전체 평균 10%의 전력 절감을 실현하겠다는 목표를 내세우고 전기 사용 줄이기에 동참한 기업과 가정에 인센티브도 제공하고 있다.
○ 2013년 HEMS의 실증시험은 수요반응(DR)으로 최대 피크 컷 15.2%를 달성했다. 아래 표의 A는 DR시간대의 전력수요 억제량이고 B는 보다 저렴한 요금을 설정한 심야 시간대에 맞춰 가전 및 급탕기를 사용한 상황을 나타낸다.
▶ 2013년 가정에너지관리시스템 수요반응
▶ * A는 수요반응대 전력수요 억제량 / B는 저렴한 심야 시간대 사용량
◇ 전기자동차를 비상전력원으로 사용
○ 특히 전력사용이 피크일 때 전력을 다시 가정으로 되돌리는 실증시험이 주목할 만한데 전기차 50대와 충전소 3곳을 대상으로 진행되고 있다. 전기를 많이 쓰는 피크 시간대에는 전기자동차가 비상전력원이 되는 셈이다.
즉 전력이 저렴할 때 충전했다가 비쌀 때 빼 쓰는 것으로, 피크 시간대에 도시 전체의 전기 부하량을 줄이는 실증시험이다. 이로 인해 도시 전체 전력사용량에 얼마나 많은 영향을 줄지를 확인하는 의미 있는 작업이다.
○ BEMS를 통해서는 대규모(계약전력 500㎾이상)부터 중소 규모(50㎾~500㎾)까지 다양한 특성의 빌딩을 그룹으로 관리하여 절전량을 최적으로 배분하고 DR 대응능력을 최대화시켰다. 이러한 수요반응 실증을 통해 22%의 피크 컷을 실현했다.
◇ 최대 20% 넘는 피크 컷 달성
○ 종합 BEMS 수요반응 실증 시험 결과 기업들은 2013년 하절기 동절기 모두 최대 20%가 넘는 피크 컷을 달성했다. 한편 기업에 지급하는 인센티브 가격으로는 15엔이 가장 적당하고 인센티브를 50엔으로 올려도 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
○ 왜 15엔인가? 기업들은 자가발전을 하고 있기 때문에 15엔이 적당하다고 느끼고 있다. 이에 따라 요코하마시는 50엔의 인센티브를 주더라도 메리트가 없다고 보고 15엔 정도 지원으로 절감효과를 얻는 정책을 펼치고 있다.
○ 요코하마시는 2014년에 실증을 끝내고 2015년 4월 요코하마 스마트 비즈니스협의회를 설치하고 본격적인 실천에 들어갔다.
협의회에는 17개 회사가 참여했으며 이들과 협력체계를 갖추고 에너지 순환도시를 추진하고 있다. 협의회는 새로운 관민 연계조직으로 실증 결과를 구현하기 위한 활동을 하기 위해 만들었다.
○ 요코하마 시립센터 병원과 종합청사의 관계를 보자. 종합청사가 주민들의 방재거점이 되어야 하는데 동일본대지진으로 정전이 된 이후 문제제기가 있었다. 이런 경험을 바탕으로 전력의 다중화와 전력을 융통할 수 있는 연계시스템을 갖춰야 한다는 주장이 제기되었다.
◇ 미나미구 종합청사의 방재성 향상
○ 이에 시립대학중앙병원에서 센터 병원의 열에너지는 병원으로 보내고 여기서 생긴 전기는 종합청사 쪽으로 보내는 것을 제안했다.
병원은 지진이 나도 전원이 끊어지면 안 되기 때문에 고압전력을 사용해서 열병합 발전을 운영하고 있었다. 이 신뢰도 높은 병원의 특별고압과 접속하여 미나미구 종합청사의 방재성을 향상시키자는 계획이다.
○ 즉 최신 CGS를 통해 고효율 운전을 한 뒤 폐열을 활용하여 미나미구 종합청사의 전원을 강화하고 전략과 가스 사용량을 감축하자는 것이다.
◇ 가상발전소 프로젝트
○ 또 하나 프로젝트는 버추얼 파워 플랜트(VPP, 가상발전소)이다. VPP란 빌딩, 가정 등이 소유한 축전지, 발전설비, 전기자동차 등을 고도 에너지 관리기술로 원격 통합 제어를 해서 마치 하나의 발전소처럼 전력 수급 조정에 활용하는 시스템이다. 전기자동차, 충전소 등을 비상전력망으로 활용해서 작은 기계들이 모여 큰 발전소의 역할을 하는 것이다.
○ 이런 사업을 추진하면 발전비용 감축, 재생에너지 도입 확대, 이산화탄소 감축, 계통 안정화 코스트 저감, 에너지 자급률 향상 등의 효과를 올릴 수 있다.
○ 버추얼 파워 플랜드 구축사업으로 요코하마시는 축전지를 시내 초중고등학교에 설치했다. 비상 대책으로 학교를 이용해서 전력을 공급하자는 것이다. 실제 시내 각 구마다 2개 학교씩 모두 36개 학교에 학교에 리튬전지를 사용한 축전지를 공급하는 사업을 추진했다.
○ 평상시는 각 축전지에 최저 3㎾ 정도의 전력량을 확보하고 운영하되, 비상시에는 축전지 전력을 방재 행정 무선과 컴퓨터 등 전원에 활용하고, 태양광 발전이 있는 경우에 축전지와 연계해서 전력을 공급한다.
○ VPP는 급속 충전이 가능하도록 하기 위해 단순한 축전기뿐만 아니라 더 확대할 예정이며, 초중학교 뿐만 아니라 민간시설로도 확대할 계획이다. 이 사례는 일본의 신문이나 방송에 지속적으로 소개되고 있다.
□ 질의응답
◇ 피크 컷 비율을 높이는데 주력
- 한국에서는 수요관리라고 하는데 수요 반응에 참여하면 15엔의 인센티브를 주는 것이 가장 타당한 것으로 나타났다. 가정용에서는 인센티브가 없는지 궁금하다. 시의 전력 사용량 중 가정용, 사업용, 산업용의 비율이 어떻게 되는지, 전력량으로 따지면 가정용이 얼마 안 될 것 같은데? 가정용은 전력사용량이 적어 인센티브를 주더라도 비용절감 효과가 미미해 참여하지 않을 것 아닌가.
"기업은 인센티브로 들어가는데, 가정은 참여해 준 사례금으로 1만 엔 정도를 지급한다. 총 기계가 10만 엔인데, 보조금이 9만 엔이다.
내 돈 1만 엔을 주면 되돌려 주겠다고 하는데 인구 370만 명 중에 이것을 설치한 세대는 4000세대에 불과하다. 좀 더 시장이 커지고 나면 인센티브를 줄 것인데 시각화시키는 것 이외에는 자각을 못하고 있기 때문에 참여율이 낮다. 정부시책으로 인센티브를 단일화하는 것이 힘들기 때문이기도 하다.
- 피크 컷을 제어하는 것을 대단하다고 본다. 발전소에서 공장과 떨어진 거리에 따라 전기요금 차별화하고 있는 것으로 알고 있는데.
"산업용과 가정용의 전기요금 차이, 전기요금을 발전소와의 거리에 따라 차등화하는 방안을 신중하게 거론해 보아야 한다.
- 버추얼파워플랜트 구축에서 가장 어려운 점은.
"아직까지 가격이 고가이다. 운영을 해서 충당이 되지 않는다. 고가의 장비를 보급하는 것이 가장 어려웠고, 또 지금까지 큰 재해가 없어 실제 운영해 보지 못했기 때문에 효과를 검증할 기회가 아직 없었다는 것이 문제이다.
◇ 도쿄전력을 통한 축전지 공급
- 축전지 공급 예산은 어떻게 조달하는지.
"축전지 부분은 정부가 하는 것이 아니라 도쿄전력이 주로 담당한다. 정부가 3분의 1, 도쿄전력이 3분의 2를 부담한다."
- 요코하마시는 태양광과 연료전지를 발전하고 있는 것 같은데, 일반주거지역 쪽에서는 연료전지 발전을 하고 있는지.
"아직 주거지역에서는 사용하지 않고 있다."
- 도쿄전력의 역할은 알 것 같은데, 도쿄가스는 왜 참여하고 있는지.
"병원과 청사를 연결시키는 사업을 가스 쪽에서 제안을 했고 이 프로젝트에 참여하고 있다. 동일본 지진에도 가스 쪽은 피해가 없어서 튼튼한 것을 확인하고 지진과 같은 재해에 대비해서 이용을 하자는 뜻에서 도쿄가스가 제안을 했다.
청사에 안전하고 안심이 되는 전력을 보내줄 수 있다고 시청에 제안을 해서 시작된 사업이다. 기본적으로 저렴한 시간대에 전기를 축전시켰다가 비싼 시간대에 공급하는 시스템이다."
- 10kW 규모 VPP 가상발전소 시스템을 구축하는데 드는 비용은.
"15kW가 700만 엔이다. 설치비용까지 포함된 가격이다."
◇ 대학병원이 전기공급자로 구청에 전기 공급
- 시립대학센터병원이 전력공급자가 되어서 청사에 전기를 공급하는 전기사업자가 되는 것인지.
"전체적으로 한 블록으로 잡고 전력회사는 병원과 계약하고 청사는 병원과 계약하는 것이다. 전력회사-병원-청사의 순으로 연결되기 때문에 미나미구청 입장에서 보면 병원이 사업자가 되는 것이다."
- 시립병원은 원래 없던 것을 만든 것인 것 같은데, 설립비용은.
"시립대학병원이기 때문에 요코하마시에서 설립비용을 충당했다. 병원에 열병합발전기 370kW 2대를 설치하는데 7억 엔이 들었다. 정부보조가 3분의1이 있었다."
- 민간 HEMS 구축 시 축전기와 패널을 설치한 것 같은데, 기존 주택을 대상으로 한 것인지.
"요코하마시는 신도시를 만들 토지가 없기 때문에 기존 건물을 보수해서 집어 넣은 것이다."
- 민간 주택의 신청을 받아서 한 것인지.
"시에서 광고를 해서 신청을 받아서 시행한 것이다."
◇ 이해당사자인 전기사업자가 영업
- 어떤 식으로 주민에게 홍보를 하는지.
"시에서 찾아다닐 수 없으니 중소기업들에게 알려드리고, 중소기업들이 일반 주거자를 찾아가서 설명을 하도록 했다. 보조금 9만 엔은 이들 중소기업에게 들어간다.
100% 축전지 회사뿐만 아니라 전기를 연결해서 돈을 버는 전기전자 중소기업들이 주민들을 설득해서 설치하고 있다. 정부지원사업을 다단계 방식으로 하고 있는 셈이다."
- 스마트미터 보급사업 관련 구체적인 용역 보고서 등을 제공해 줄 수 있는지.
"개요는 대부분 경제산업성 홈페이지에 게재되어 있다."
◇ 자동차처럼 움직이는 축전지 활용
- 교통소통만 잘해도 에너지가 많이 절감되는데, 교통에 대한 사업으로 확대하려는 계획은.
"저희가 생각하는 것은 여태까지는 고정 축전기를 중심으로 하고 있고, 전기자동차처럼 움직이는 축전지를 활용해 보자는 계획도 세워놓고 있다."
- 에너지 중심의 스마트 기술을 도입한 것을 스마트시티라고 하는데, 이것이 기본방향이 설정이 되고 그것을 따라 간 것인지, 자치단체에서 판단을 해서 방향을 그것으로 잡은 것인지.
"기본적인 스마트시티를 만드는데 다양한 방법으로 만들고 있다."
- 수소에너지와 관련해서는 어떤 사업을 하고 있는지.
"요코하마는 바람이 많이 부는 곳이라 풍력발전을 이용해 바닷물로 수소를 생산해서 항만에 있는 기업들이 사용하는 기계와 차량에 공급하는 프로젝트를 추진하고 있다. 일본은 수소차량이 활성화되어 있다.
지자체마다 보조금 정책이 다르지만 요코하마에서 수소차량은 3000만 원에 살 수 있다. 수소 충전소도 있다. 차량을 구입할 때 시에서 300만 원 정도 보조를 한다. 자동차 값은 7000만 원이고 보조금은 4000만 원이다."
- 피크 컷의 효과는 산업체의 협조로 이뤄졌다고 생각하는데 이에 동의하는지.
"동의하지만 다른 부분의 도움도 있다."
□ 참가자 코멘트
◇ ㅇㅇ테크노파크 ㅇㅇㅇ 원장 : 전기요금용 수요반응정책 도입
○ 온난화대책본부로부터의 설명이라 온실가스 배출 위주로 설명을 들었다. 피크시프트, 피크 컷은 우리나라 경남에서도 필요한 최대수요 제한으로 에너지 정책에 반영하는 것이 필요하다.
○ 전기요금용 수요반응(Demand Request, DR) 정책을 통해 화력발전소 1개 분량의 전기를 절약했다는 것은 큰 성과를 낸 것이다. 주민들의 참여유도 방안을 관찰하여 반영하는 것이 필요하다.
병원과 청사 간에 전기와 열, 가스를 공급하는 협력관계를 구축하는 것도 반영이 필요하다. 이 경우 여유분의 전기 등을 판매하면 수익을 올릴 수 있어 에너지 연계가 확대될 것으로 보인다.
○ 버추얼 파워플랜트를 구축하여 에너지 효율화를 이루는 것도 좋은 교훈이다. 요코하마 신시청사의 계획으로 재생에너지가 주를 이루어 태양광발전, 연료전지, 지열 등으로 전기, 온수 등 상당부분을 해결하는 것도 도입‧확대할 필요가 있다. 일정 정도의 스마트 그리드가 실현되고 있었다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 주무관 : 복수 부문을 통합 제어하는 형태 인상적
○ 요코하마 스마트시티의 에너지 계통은 계통의존도가 높은 중앙제어형에서 복수부문을 통합 제어하는 형태로 우리나라 전력 시스템을 고려할 때 가장 적합한 사례가 될 수 있다고 본다.
○ 앞서 본 카시와노하와 후지사와와는 달리 재생에너지를 기존 전력망에 연결(카시와노하는 재생에너지를 상가에서 자가소비)하고 전력저장 또한 각 개별 건물이 아닌 병원 등 거점 형태로 저장(후지사와는 각 가정에 전력저장)한다.
○ 에너지 소비 효율성을 증대시켜 최대전력 피크 컷을 목표로 하여 2013년 15.2%의 피크 컷을 달성한 점은 매우 놀라운 성과이다.
○ 또한 이러한 피크 컷 달성을 위해 전력 소요가 많은 건물 등 사업자에 ㎾h 당 15엔의 인센티브를 제공한 점도 참고할 만한 점이다.
다만 요코하마의 이러한 성과를 경남에 적용하기 위해서는 구체적인 요인이 무엇인지 정확히 알아볼 필요가 있는데 우리나라와의 차이점은 전력 요금의 차이가 가장 크다고 생각된다.
○ 일본의 전기요금은 발전소로부터 수요지의 거리에 따라 요금이 차등 적용되며(송전 비용이 발전소로부터 거리에 따라 증가되므로) 이에 반해 우리나라는 발전소와의 거리와는 상관없이 일률적이며 소비형태에 따라 전기요금이 다르다.
○ 우리나라의 산업체에 전력 소비를 줄이게 하거나 신재생에너지 보급을 하기에 가장 큰 걸림돌은 이와 같은 전력 요금 정책에 있는데 일반 가정에 비해 훨씬 저렴한 산업용 전기는 설치비용을 들여가며 신재생에너지를 사용할 필요성을 느끼지 못하게 하며 사용 전기를 절약(피크치 제어)할 명분을 낮게 만드는 가장 큰 요인이다.
○ 경남뿐 아니라 우리나라의 신재생에너지 보급을 고려하고 전기 에너지 절약으로 이어지는 효율적인 사용을 고려할 때 제조 원가(제조에 필요한 전기요금) 등 산업 경쟁력이 중요하다지만 우리나라 전기 요금 기준을 재검토 할 필요가 있다고 본다.
○ 요코하마의 또 하나 배울 점은 가상 발전소(VVP) 시스템인데 빌딩, 가정 등이 소유한 축전지, 발전 설비 전기자동차 등을 원격 통합 제어하여 하나의 발전소처럼 전력 수급 조정을 하는 시스템이다.
○ VVP를 위해 시내 초중고에 축전시스템을 설치하여 평상시에는 도쿄전력에서 피크치 제어 용도로 활용하고 비상시에는 방재센터, 비상 대피소가 되는 학교에 비상용 전력으로 활용하게 되는 것이다(평상시 총 10㎾h 전력 중 3㎾h의 전력을 항상 예비로 놔두고 비상시 대비).
우리 도의 스마트산단, 스마트시티를 구현할 때 가장 참고할 것이 많은 모범 사례라 할 수 있을 것이다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 산업단지재생담당 : 스마트 그리드 시험 운영
○ 4,200세대와 대형빌딩 6곳, 병원 등을 대상으로 전기에너지 운용에 IT기술을 접목시켜 에너지 효율을 최적화하는 기술인 스마트 그리드를 운영하고 있다.
○ 전기에너지의 백업, 비축 등 제도개선으로 민간 영역에서 전기 관리가 가능하다. 향후, 전기자동차를 대상으로 전기에너지 비축 접목과 수소에너지 활성화를 위한 항만시설 사업장에 수소에너지 지게차를 공급할 계획이다. 수소차 개발과 이용 활성화를 위한 보조금 제도를 운영한다고 한다. (7,000만 원 중 자부담 3,000만 원, 정부지원 4,000만 원)
◇ ㅇㅇ대학교 ㅇㅇㅇ 학장 : VPP 벤치마킹 필요
○ Virtual Power Plant(VPP)를 이용하여 전력 수급의 안정성을 도모하고 재난시 방재용 전력으로 이용할 수 있도록 하는 것은 우리가 벤치마킹할 만 하다.
○ VPP를 구축함에 있어서 가장 어려운 점이 고가의 축전기인데 향후 ESS의 가격이 지속적으로 떨어질 것이므로 경남이 도시재생사업이나 스마트시티를 구축함에 있어서 VPP를 경남에서도 도입을 검토하고 전문가들의 의견을 모을 필요가 있다.
| 요코하마시청(横浜市役所, 政策局) | ||||
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〒231-0017 横浜市中区港町1-1 Tel: +81-45-671-2661 www.city.yokohama.jp |
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| 방문연수 | 일본 | 요코하마 | ||
◇ 일본을 대표하는 항만도시이자 도쿄의 위성도시
○ 요코하마시는 일본을 대표하는 항만도시로 가나가와현의 현청 소재지이다. 도쿄의 위성도시이며 간토지방에서 두 번째로 인구가 많다. 요코하마는 조선, 생명공학, 반도체를 강력한 경제 기반으로 삼고 있다.
○ 요코하마는 100년 만에 평균기온이 약 1.8도가 올라가면서 태풍으로 인한 침수피해 같은 재해가 빈발하자 2018년 10월 온난화대책 실행계획을 세웠다.
이 대책은 일본의 ‘지구온난화대책 추진법’에 근거한 법정계획이다. 2011년 3월에 제정되고 2011년 동일본 대지진 이후의 에너지 관련 상황의 변화를 고려해 2014년 3월에 1차 개정되었다. 파리협정 등 사회동향을 반영, 2018년 10월에 한 번 더 개정되었다.
○ 요코하마시는 이 계획에 따라 온실가스 배출량을 2013년 대비 2020년 22%, 2030년 30%, 2050년 80%로 줄인다는 목표를 제시하고 있다. 궁극적으로는 금세기 후반에 온실가스 실질배출 제로를 실현한다는 선언을 하고 있다.
◇ 온실가스 실질배출 제로 목표
○ 요코하마시는 온실가스 실질배출 제로를 위해 경제사회 전반의 개혁이 필수적이라고 보고 있다. 자생에너지를 자급하고, AI와 IoT를 활용한 에너지 수급시스템을 구축하는 한편, 재생에너지 광역연대도 구축해야 한다는 목표도 제시했다.
○ 이를 위해 요코하마 시는 8대 기본방침과 20대 중점시책을 밝히고 있는데 두 번째 기본방침이 ‘최첨단 스마트시티의 실현’이다.
이에 대한 중점시책이 △요코하마 스마트비즈니스협의회 구성기관과 연계를 통한 요코하마 스마트시티 프로젝트(YSCP) 구현 △비추얼 파워플랜트(가상발전소) 구축사업의 본격 전개 △재생에너지의 스마트 활용 검토(로컬소비, 광역연계) 등이다. [요코하마시 중요시책]
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기본방침 |
중점시책 |
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1. 시민협력과 기업협동을 통한 활동 촉진 |
-COOL CHOICE YOKOHAMA를 통한 전 도시적 지구온난화 대책 연계 작성 |
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2. 최첨단 스마트시티의 실현 |
-요코하마 스마트비즈니스협회(YSBA) 멤버와의 연계를 통한 요코하마 스마트시티 프로젝트(YSCP) 구현 추진 -버추얼 파워 플랜드(가상 발전소) 구축 사업의 본격 전개 -재생 에너지의 스마트 활용 검토(로컬 소비, 광역 연계 등) |
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3. 환경과 경제의 선순환 |
-대규모 이벤트를 계기로 카본 오프셋 프로젝트 -탈 탄소경제로 이행 검토, 혁신 추진 |
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4. 도시간 연계와 국제 발신 |
-지구온난화 대책에 관한 국내외 도시간 연계 추진 -세계적으로 위상이 높은 국제회의 유치를 통한 해외 발신 |
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5. 철저한 에너지 절약 |
-주택/건축물의 에너지 절약 추진 -요코하마시 지구온난화 대책 계획서 제도 등의 내실화 -저탄소형 차세대 교통의 보급 촉진 -ESCO사업 등을 통한 고효율기기 도입 -공공시설의 LED화 추진 |
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6. 지속가능한 도시개발 |
-도심부의 환경모델 존 발신(신요코하마/미나토미라이) -지속가능한 주택지 추진 프로젝트 등을 교외에 도입 -요코하마항의 LNG 벙커링 거점 형성 |
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7. 최대한의 재생에너지 도입과 수소사회 실현 |
-재생에너지의 스마트한 활용 검토(로컬소비/광역연계 등) -하수도시설에 시내 바이오매스 수용을 통한 소화 가스 증량 검토(MBT 시스템 활용) -수소 에너지의 이용/활용 추진 |
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8. 적응 대책 강화 |
-그린 인프라를 활용한 활동 ~기후변화에 따른 침수대책 추진~ |
◇ 4개 실증도시 중 최대 도시
○ 일본 정부는 2010년 4월부터 공모를 통해 요코하마와 4개 도시를 ‘스마트시티(smart city) 실증도시’로 지정하고 '차세대 에너지·사회시스템 실증사업‘을 시작했다.
‘요코하마 스마트시티 프로젝트’라는 파일럿 프로그램도 이 사업 중 하나이다. 요코하마시 외에도 토요타시, 키타큐슈시, 케이한나 등 총 4곳이 실증도시로 선정됐지만 요코하마시가 가장 큰 규모다.
○ 4개 도시는 도시의 특성에 따라 특화된 사업을 추진하고 있다. 에너지를 주제로 하고 있지만 케이한나는 폐기물 발전과 하수오수를 이용한 바이오매스 발전까지 포함하고 있다.
토요타시는 차세대 자동차 보급과 교통부문의 수요관리가 특징이다. 키타규슈는 HEMS, BEMS, 교통에너지 관리 등 지역전체의 에너지 관리 시스템을 실증하고 구축하는데 중심을 두고 있다.
▲ 정부 지정 4개 스마트시티 실증도시 비교[출처=브레인파크]
○ 요코하마 스마트시티는 미나토미라이, 코호쿠 신도시, 가나가와 그린밸리 3개 지역을 포괄하고 있다. 3개 지역 면적은 총 60㎢이며 인구는 42만 명, 17만 가구가 살고 있는데 이산화탄소 30% 감축, 광역에너지 관리 및 수요 시스템을 중심으로 실증시험을 하고 있다.
◇ 전기에너지 운용에 IT기술 접목한 스마트 그리드
○ 전기에너지의 운용에 IT기술을 접목시켜 에너지 효율을 최적화하는 기술인 스마트그리드(smart grid)는 가구 4천2백 세대와 대형빌딩 6곳을 대상으로 시험을 했다.
○ 일본 정부는 스마트시티 실증사업에 5년간(2010~2014) 총 1,000억 엔(한화 약 1조2,000억 원)의 막대한 예산을 투자했다. 요코하마에는 전체 예산의 절반을 넘는 562억 엔(한화 약 6,700억 원)을 투입했다.
○ 요코하마 실증사업에는 공동체 전체를 위한 공동체에너지관리시스템(CEMS), 주택을 위한 가정에너지관리시스템(HEMS) 및 상업 지구를 위한 빌딩에너지관리시스템(BEMS) 등 3개 시스템이 모두 활용되었고 도시바가 주로 참여했다.
○ 요코하마시는 미나뉴타운, 미나토미라이 가나자와지역의 주택 4,200가구를 시범가구로 선정하고 통신기능을 갖춘 차세대 전력계인 ‘스마트미터’를 부착했다. 에너지 수급을 자동적으로 조정해 부재중이거나 야간시간대의 전력을 절약할 수 있도록 한 것이다.
○ 즉 CEMS를 중심으로 최적화된 EMS(에너지, 매니지먼트, 시스템)와 제휴에 의해 전력 수요자들과 함께, 보다 낮은 사회 코스트에 의한 이산화탄소 배출 삭감과 전력수요를 최대한 절약하는 것을 실천하고 있다.
◇ 시 정부와 34개 민간기업 컨소시엄
○ 요코하마 스마트시티 프로젝트는 시 정부와 함께 닛산과 파나소닉, 도시바, 도쿄전력, 도쿄가스 등 일본 주요 민간기업 7곳이 컨소시엄으로 참여해 △재생에너지 도입 △가정·빌딩·지역에서의 에너지 매니지먼트 △차세대 교통시스템 등의 프로젝트를 각각 추진하고 있다.
○ 요코하마 스마트시티에 참여하고 있는 기업은 모두 34개이며 15개 프로젝트를 추진하고 있다. 현재 HEMS에 참여하고 있는 가구는 4,200가구이며 PV는 37㎿를 생산하고 있다.
EV는 2,300대를 보급했고, 이산화탄소 감축량은 3만9000톤(29%)에 이르고 있다. 모든 실적이 당초 목표치를 초과 달성한 것으로 나타났다.
◇ 전기요금형 수요반응(DR)의 의의
○ 요코하마시는 연간 일부 시간에만 발생하는 수요 피크를 충족할 수 있도록 전원이 확보된 경우, 전기요금형 수요반응을 통해 피크 시간대의 전력 수요를 억제함으로써 재원 개발 투자를 확보하고 있다.
○ 2013년 도쿄전력의 전력수요를 예로 들면, 1년간(8,760시간) 1%에 해당하는 상위 88시간의 피크수요가 전기요금형 수요 응답을 통해 억제되었다.
이 경우 기계적으로 계산하면 최고 피크타임의 5,093만㎾의 약 7.5%에 해당하는 384만㎾의 전력공급 설비를 가동, 유지관리, 갱신이 불필요해질 가능성이 있다. 이 정도 감축 규모이면 기존 화력발전소 1개 멈출 수 있어 이산화탄소 감축에 영향을 줄 수 있다.
◇ 피크 컷을 최대 목표로 실증시험
○ 요코하마시의 실증시험은 2011년 동일본 대지진과 원전 사고 이후 일본 전역이 전력난에 봉착하자 전력사용이 피크일 때 일정 비율의 사용량을 줄이는 이른바 ‘피크 컷’이 최대 목표가 됐다.
○ 요코하마시는 실증시험을 추진하면서 가정은 약 5%, 기업은 약 15% 전력사용을 줄여 전체 평균 10%의 전력 절감을 실현하겠다는 목표를 내세우고 전기 사용 줄이기에 동참한 기업과 가정에 인센티브도 제공하고 있다.
○ 2013년 HEMS의 실증시험은 수요반응(DR)으로 최대 피크 컷 15.2%를 달성했다. 아래 표의 A는 DR시간대의 전력수요 억제량이고 B는 보다 저렴한 요금을 설정한 심야 시간대에 맞춰 가전 및 급탕기를 사용한 상황을 나타낸다.
▶ 2013년 가정에너지관리시스템 수요반응
▶ * A는 수요반응대 전력수요 억제량 / B는 저렴한 심야 시간대 사용량
◇ 전기자동차를 비상전력원으로 사용
○ 특히 전력사용이 피크일 때 전력을 다시 가정으로 되돌리는 실증시험이 주목할 만한데 전기차 50대와 충전소 3곳을 대상으로 진행되고 있다. 전기를 많이 쓰는 피크 시간대에는 전기자동차가 비상전력원이 되는 셈이다.
즉 전력이 저렴할 때 충전했다가 비쌀 때 빼 쓰는 것으로, 피크 시간대에 도시 전체의 전기 부하량을 줄이는 실증시험이다. 이로 인해 도시 전체 전력사용량에 얼마나 많은 영향을 줄지를 확인하는 의미 있는 작업이다.
○ BEMS를 통해서는 대규모(계약전력 500㎾이상)부터 중소 규모(50㎾~500㎾)까지 다양한 특성의 빌딩을 그룹으로 관리하여 절전량을 최적으로 배분하고 DR 대응능력을 최대화시켰다. 이러한 수요반응 실증을 통해 22%의 피크 컷을 실현했다.
◇ 최대 20% 넘는 피크 컷 달성
○ 종합 BEMS 수요반응 실증 시험 결과 기업들은 2013년 하절기 동절기 모두 최대 20%가 넘는 피크 컷을 달성했다. 한편 기업에 지급하는 인센티브 가격으로는 15엔이 가장 적당하고 인센티브를 50엔으로 올려도 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
○ 왜 15엔인가? 기업들은 자가발전을 하고 있기 때문에 15엔이 적당하다고 느끼고 있다. 이에 따라 요코하마시는 50엔의 인센티브를 주더라도 메리트가 없다고 보고 15엔 정도 지원으로 절감효과를 얻는 정책을 펼치고 있다.
○ 요코하마시는 2014년에 실증을 끝내고 2015년 4월 요코하마 스마트 비즈니스협의회를 설치하고 본격적인 실천에 들어갔다.
협의회에는 17개 회사가 참여했으며 이들과 협력체계를 갖추고 에너지 순환도시를 추진하고 있다. 협의회는 새로운 관민 연계조직으로 실증 결과를 구현하기 위한 활동을 하기 위해 만들었다.
○ 요코하마 시립센터 병원과 종합청사의 관계를 보자. 종합청사가 주민들의 방재거점이 되어야 하는데 동일본대지진으로 정전이 된 이후 문제제기가 있었다. 이런 경험을 바탕으로 전력의 다중화와 전력을 융통할 수 있는 연계시스템을 갖춰야 한다는 주장이 제기되었다.
◇ 미나미구 종합청사의 방재성 향상
○ 이에 시립대학중앙병원에서 센터 병원의 열에너지는 병원으로 보내고 여기서 생긴 전기는 종합청사 쪽으로 보내는 것을 제안했다.
병원은 지진이 나도 전원이 끊어지면 안 되기 때문에 고압전력을 사용해서 열병합 발전을 운영하고 있었다. 이 신뢰도 높은 병원의 특별고압과 접속하여 미나미구 종합청사의 방재성을 향상시키자는 계획이다.
○ 즉 최신 CGS를 통해 고효율 운전을 한 뒤 폐열을 활용하여 미나미구 종합청사의 전원을 강화하고 전략과 가스 사용량을 감축하자는 것이다.
◇ 가상발전소 프로젝트
○ 또 하나 프로젝트는 버추얼 파워 플랜트(VPP, 가상발전소)이다. VPP란 빌딩, 가정 등이 소유한 축전지, 발전설비, 전기자동차 등을 고도 에너지 관리기술로 원격 통합 제어를 해서 마치 하나의 발전소처럼 전력 수급 조정에 활용하는 시스템이다. 전기자동차, 충전소 등을 비상전력망으로 활용해서 작은 기계들이 모여 큰 발전소의 역할을 하는 것이다.
○ 이런 사업을 추진하면 발전비용 감축, 재생에너지 도입 확대, 이산화탄소 감축, 계통 안정화 코스트 저감, 에너지 자급률 향상 등의 효과를 올릴 수 있다.
○ 버추얼 파워 플랜드 구축사업으로 요코하마시는 축전지를 시내 초중고등학교에 설치했다. 비상 대책으로 학교를 이용해서 전력을 공급하자는 것이다. 실제 시내 각 구마다 2개 학교씩 모두 36개 학교에 학교에 리튬전지를 사용한 축전지를 공급하는 사업을 추진했다.
○ 평상시는 각 축전지에 최저 3㎾ 정도의 전력량을 확보하고 운영하되, 비상시에는 축전지 전력을 방재 행정 무선과 컴퓨터 등 전원에 활용하고, 태양광 발전이 있는 경우에 축전지와 연계해서 전력을 공급한다.
○ VPP는 급속 충전이 가능하도록 하기 위해 단순한 축전기뿐만 아니라 더 확대할 예정이며, 초중학교 뿐만 아니라 민간시설로도 확대할 계획이다. 이 사례는 일본의 신문이나 방송에 지속적으로 소개되고 있다.
□ 질의응답
◇ 피크 컷 비율을 높이는데 주력
- 한국에서는 수요관리라고 하는데 수요 반응에 참여하면 15엔의 인센티브를 주는 것이 가장 타당한 것으로 나타났다. 가정용에서는 인센티브가 없는지 궁금하다. 시의 전력 사용량 중 가정용, 사업용, 산업용의 비율이 어떻게 되는지, 전력량으로 따지면 가정용이 얼마 안 될 것 같은데? 가정용은 전력사용량이 적어 인센티브를 주더라도 비용절감 효과가 미미해 참여하지 않을 것 아닌가.
"기업은 인센티브로 들어가는데, 가정은 참여해 준 사례금으로 1만 엔 정도를 지급한다. 총 기계가 10만 엔인데, 보조금이 9만 엔이다.
내 돈 1만 엔을 주면 되돌려 주겠다고 하는데 인구 370만 명 중에 이것을 설치한 세대는 4000세대에 불과하다. 좀 더 시장이 커지고 나면 인센티브를 줄 것인데 시각화시키는 것 이외에는 자각을 못하고 있기 때문에 참여율이 낮다. 정부시책으로 인센티브를 단일화하는 것이 힘들기 때문이기도 하다.
- 피크 컷을 제어하는 것을 대단하다고 본다. 발전소에서 공장과 떨어진 거리에 따라 전기요금 차별화하고 있는 것으로 알고 있는데.
"산업용과 가정용의 전기요금 차이, 전기요금을 발전소와의 거리에 따라 차등화하는 방안을 신중하게 거론해 보아야 한다.
- 버추얼파워플랜트 구축에서 가장 어려운 점은.
"아직까지 가격이 고가이다. 운영을 해서 충당이 되지 않는다. 고가의 장비를 보급하는 것이 가장 어려웠고, 또 지금까지 큰 재해가 없어 실제 운영해 보지 못했기 때문에 효과를 검증할 기회가 아직 없었다는 것이 문제이다.
◇ 도쿄전력을 통한 축전지 공급
- 축전지 공급 예산은 어떻게 조달하는지.
"축전지 부분은 정부가 하는 것이 아니라 도쿄전력이 주로 담당한다. 정부가 3분의 1, 도쿄전력이 3분의 2를 부담한다."
- 요코하마시는 태양광과 연료전지를 발전하고 있는 것 같은데, 일반주거지역 쪽에서는 연료전지 발전을 하고 있는지.
"아직 주거지역에서는 사용하지 않고 있다."
- 도쿄전력의 역할은 알 것 같은데, 도쿄가스는 왜 참여하고 있는지.
"병원과 청사를 연결시키는 사업을 가스 쪽에서 제안을 했고 이 프로젝트에 참여하고 있다. 동일본 지진에도 가스 쪽은 피해가 없어서 튼튼한 것을 확인하고 지진과 같은 재해에 대비해서 이용을 하자는 뜻에서 도쿄가스가 제안을 했다.
청사에 안전하고 안심이 되는 전력을 보내줄 수 있다고 시청에 제안을 해서 시작된 사업이다. 기본적으로 저렴한 시간대에 전기를 축전시켰다가 비싼 시간대에 공급하는 시스템이다."
- 10kW 규모 VPP 가상발전소 시스템을 구축하는데 드는 비용은.
"15kW가 700만 엔이다. 설치비용까지 포함된 가격이다."
◇ 대학병원이 전기공급자로 구청에 전기 공급
- 시립대학센터병원이 전력공급자가 되어서 청사에 전기를 공급하는 전기사업자가 되는 것인지.
"전체적으로 한 블록으로 잡고 전력회사는 병원과 계약하고 청사는 병원과 계약하는 것이다. 전력회사-병원-청사의 순으로 연결되기 때문에 미나미구청 입장에서 보면 병원이 사업자가 되는 것이다."
- 시립병원은 원래 없던 것을 만든 것인 것 같은데, 설립비용은.
"시립대학병원이기 때문에 요코하마시에서 설립비용을 충당했다. 병원에 열병합발전기 370kW 2대를 설치하는데 7억 엔이 들었다. 정부보조가 3분의1이 있었다."
- 민간 HEMS 구축 시 축전기와 패널을 설치한 것 같은데, 기존 주택을 대상으로 한 것인지.
"요코하마시는 신도시를 만들 토지가 없기 때문에 기존 건물을 보수해서 집어 넣은 것이다."
- 민간 주택의 신청을 받아서 한 것인지.
"시에서 광고를 해서 신청을 받아서 시행한 것이다."
◇ 이해당사자인 전기사업자가 영업
- 어떤 식으로 주민에게 홍보를 하는지.
"시에서 찾아다닐 수 없으니 중소기업들에게 알려드리고, 중소기업들이 일반 주거자를 찾아가서 설명을 하도록 했다. 보조금 9만 엔은 이들 중소기업에게 들어간다.
100% 축전지 회사뿐만 아니라 전기를 연결해서 돈을 버는 전기전자 중소기업들이 주민들을 설득해서 설치하고 있다. 정부지원사업을 다단계 방식으로 하고 있는 셈이다."
- 스마트미터 보급사업 관련 구체적인 용역 보고서 등을 제공해 줄 수 있는지.
"개요는 대부분 경제산업성 홈페이지에 게재되어 있다."
◇ 자동차처럼 움직이는 축전지 활용
- 교통소통만 잘해도 에너지가 많이 절감되는데, 교통에 대한 사업으로 확대하려는 계획은.
"저희가 생각하는 것은 여태까지는 고정 축전기를 중심으로 하고 있고, 전기자동차처럼 움직이는 축전지를 활용해 보자는 계획도 세워놓고 있다."
- 에너지 중심의 스마트 기술을 도입한 것을 스마트시티라고 하는데, 이것이 기본방향이 설정이 되고 그것을 따라 간 것인지, 자치단체에서 판단을 해서 방향을 그것으로 잡은 것인지.
"기본적인 스마트시티를 만드는데 다양한 방법으로 만들고 있다."
- 수소에너지와 관련해서는 어떤 사업을 하고 있는지.
"요코하마는 바람이 많이 부는 곳이라 풍력발전을 이용해 바닷물로 수소를 생산해서 항만에 있는 기업들이 사용하는 기계와 차량에 공급하는 프로젝트를 추진하고 있다. 일본은 수소차량이 활성화되어 있다.
지자체마다 보조금 정책이 다르지만 요코하마에서 수소차량은 3000만 원에 살 수 있다. 수소 충전소도 있다. 차량을 구입할 때 시에서 300만 원 정도 보조를 한다. 자동차 값은 7000만 원이고 보조금은 4000만 원이다."
- 피크 컷의 효과는 산업체의 협조로 이뤄졌다고 생각하는데 이에 동의하는지.
"동의하지만 다른 부분의 도움도 있다."
□ 참가자 코멘트
◇ ㅇㅇ테크노파크 ㅇㅇㅇ 원장 : 전기요금용 수요반응정책 도입
○ 온난화대책본부로부터의 설명이라 온실가스 배출 위주로 설명을 들었다. 피크시프트, 피크 컷은 우리나라 경남에서도 필요한 최대수요 제한으로 에너지 정책에 반영하는 것이 필요하다.
○ 전기요금용 수요반응(Demand Request, DR) 정책을 통해 화력발전소 1개 분량의 전기를 절약했다는 것은 큰 성과를 낸 것이다. 주민들의 참여유도 방안을 관찰하여 반영하는 것이 필요하다.
병원과 청사 간에 전기와 열, 가스를 공급하는 협력관계를 구축하는 것도 반영이 필요하다. 이 경우 여유분의 전기 등을 판매하면 수익을 올릴 수 있어 에너지 연계가 확대될 것으로 보인다.
○ 버추얼 파워플랜트를 구축하여 에너지 효율화를 이루는 것도 좋은 교훈이다. 요코하마 신시청사의 계획으로 재생에너지가 주를 이루어 태양광발전, 연료전지, 지열 등으로 전기, 온수 등 상당부분을 해결하는 것도 도입‧확대할 필요가 있다. 일정 정도의 스마트 그리드가 실현되고 있었다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 주무관 : 복수 부문을 통합 제어하는 형태 인상적
○ 요코하마 스마트시티의 에너지 계통은 계통의존도가 높은 중앙제어형에서 복수부문을 통합 제어하는 형태로 우리나라 전력 시스템을 고려할 때 가장 적합한 사례가 될 수 있다고 본다.
○ 앞서 본 카시와노하와 후지사와와는 달리 재생에너지를 기존 전력망에 연결(카시와노하는 재생에너지를 상가에서 자가소비)하고 전력저장 또한 각 개별 건물이 아닌 병원 등 거점 형태로 저장(후지사와는 각 가정에 전력저장)한다.
○ 에너지 소비 효율성을 증대시켜 최대전력 피크 컷을 목표로 하여 2013년 15.2%의 피크 컷을 달성한 점은 매우 놀라운 성과이다.
○ 또한 이러한 피크 컷 달성을 위해 전력 소요가 많은 건물 등 사업자에 ㎾h 당 15엔의 인센티브를 제공한 점도 참고할 만한 점이다.
다만 요코하마의 이러한 성과를 경남에 적용하기 위해서는 구체적인 요인이 무엇인지 정확히 알아볼 필요가 있는데 우리나라와의 차이점은 전력 요금의 차이가 가장 크다고 생각된다.
○ 일본의 전기요금은 발전소로부터 수요지의 거리에 따라 요금이 차등 적용되며(송전 비용이 발전소로부터 거리에 따라 증가되므로) 이에 반해 우리나라는 발전소와의 거리와는 상관없이 일률적이며 소비형태에 따라 전기요금이 다르다.
○ 우리나라의 산업체에 전력 소비를 줄이게 하거나 신재생에너지 보급을 하기에 가장 큰 걸림돌은 이와 같은 전력 요금 정책에 있는데 일반 가정에 비해 훨씬 저렴한 산업용 전기는 설치비용을 들여가며 신재생에너지를 사용할 필요성을 느끼지 못하게 하며 사용 전기를 절약(피크치 제어)할 명분을 낮게 만드는 가장 큰 요인이다.
○ 경남뿐 아니라 우리나라의 신재생에너지 보급을 고려하고 전기 에너지 절약으로 이어지는 효율적인 사용을 고려할 때 제조 원가(제조에 필요한 전기요금) 등 산업 경쟁력이 중요하다지만 우리나라 전기 요금 기준을 재검토 할 필요가 있다고 본다.
○ 요코하마의 또 하나 배울 점은 가상 발전소(VVP) 시스템인데 빌딩, 가정 등이 소유한 축전지, 발전 설비 전기자동차 등을 원격 통합 제어하여 하나의 발전소처럼 전력 수급 조정을 하는 시스템이다.
○ VVP를 위해 시내 초중고에 축전시스템을 설치하여 평상시에는 도쿄전력에서 피크치 제어 용도로 활용하고 비상시에는 방재센터, 비상 대피소가 되는 학교에 비상용 전력으로 활용하게 되는 것이다(평상시 총 10㎾h 전력 중 3㎾h의 전력을 항상 예비로 놔두고 비상시 대비).
우리 도의 스마트산단, 스마트시티를 구현할 때 가장 참고할 것이 많은 모범 사례라 할 수 있을 것이다.
◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 산업단지재생담당 : 스마트 그리드 시험 운영
○ 4,200세대와 대형빌딩 6곳, 병원 등을 대상으로 전기에너지 운용에 IT기술을 접목시켜 에너지 효율을 최적화하는 기술인 스마트 그리드를 운영하고 있다.
○ 전기에너지의 백업, 비축 등 제도개선으로 민간 영역에서 전기 관리가 가능하다. 향후, 전기자동차를 대상으로 전기에너지 비축 접목과 수소에너지 활성화를 위한 항만시설 사업장에 수소에너지 지게차를 공급할 계획이다. 수소차 개발과 이용 활성화를 위한 보조금 제도를 운영한다고 한다. (7,000만 원 중 자부담 3,000만 원, 정부지원 4,000만 원)
◇ ㅇㅇ대학교 ㅇㅇㅇ 학장 : VPP 벤치마킹 필요
○ Virtual Power Plant(VPP)를 이용하여 전력 수급의 안정성을 도모하고 재난시 방재용 전력으로 이용할 수 있도록 하는 것은 우리가 벤치마킹할 만 하다.
○ VPP를 구축함에 있어서 가장 어려운 점이 고가의 축전기인데 향후 ESS의 가격이 지속적으로 떨어질 것이므로 경남이 도시재생사업이나 스마트시티를 구축함에 있어서 VPP를 경남에서도 도입을 검토하고 전문가들의 의견을 모을 필요가 있다.
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