1. 개황

가. 초연결 시대로의 진화

사물인터넷(IoT), 빅데이터 기술의 확산은 모든 것이 연결 되는 초연결과 만물이 지적능력을 갖추는 초지능화 사회로 의 변화를 주도하고 있다. 이에 따라 초연결 시대로의 패러 다임 전환이 이슈로 대두되고 있다. 초연결 시대는 금융, 교 통, 제조 등 전 산업분야의 사회 경제적 변화를 야기 시키고 전력산업에서도 비즈니스 환경 변화를 체감하고 있다. 비즈니스 환경 변화는 크게 시장, 전력 데이터, 소비자 측면 등에서 확인된다. 전력 유틸리티 중심의 전력산업에 IT 기업, 통신 기업 등 IoT, 빅데이터 기술력을 지닌 기업들의 진출이 확대 되고 있 다. 또한 전력 공급이나 소비관련 데이터 수집과 통신을 위 한 IoT 인프라가 확대되고 있으며 증가한 데이터의 분석 및 시각화가 가능해져 데이터 활용의 잠재성이 높아졌다. 이에 따라 실시간으로 전력 정보 교환이 가능해졌으며 소비자에 게 제공될 수 있는 정보 또한 다양해졌다. IoT, 빅데이터와 같은 정보기술의 발전과 분산자원의 확대 에 힘입어 소비자가 소비전력의 생산과 소비 전 과정에 참여 하는 프로슈머로 변화해 맞춤 서비스와 정보 공유에 대한 니즈가 증가되고 있다.

나. 전력산업 비즈니스 영향

IoT, 빅데이터는 발전-전력망-고객을 연결하는 전력산업 의 모든 가치사슬에 적용 되어 전력 시스템 운영에 변화를 가져 올 뿐만 아니라 새로운 비즈니스를 창출하고 있다. 발 전설비 내 IoT 센서와 저전력 장거리 통신기술을 활용해 설비의 실시간 모니터링, 고장, 성능 효율 진단이 확산됐다. 발전 자산 관리에 이어 전력망 현대화를 위해 IoT가 활용되고 있는데 기존 스마트그리드보다 실시간 설비관리와 증가하는 분산전원의 통합관리 측면에서 강점을 가질 수 있을 것으로 예상된다. 발전 및 전력망 설비 관리에서 IoT, 빅데이터의 적용은 설비 운영의 효율성을 향상 시키고 프로세스를 개선하는 효과가 기대되는 반면 고객 서비스 측면의 IoT, 빅데이터 적용은 새 로운 비즈니스 창출을 기대하고 있다. 현재 가장 주목받는 부문은 스마트 홈과 에너지 솔루션 분야로 기존 에너지 솔루션이 에너지 사용량을 모니터링 하 는 것이 위주였다면 지금은 신기술의 도입으로 에너지 사용 량 예측 및 최적화로 비즈니스가 확대 되고 있다. 에너지 솔루션에서 더 나아가 가정용 배터리 및 태양광, 전기차 충전 등 에너지 신산업 전 분야에서 IoT, 빅데이터의 적용이 확대되고 있다.

다. 유틸리티 비즈니스 모델 영향

메사추세츠 공과대학(Massachusetts Institute of Technology) 에너지 이니셔티브는 기술진보, 기후변화, 인 구통계학적 변화, 경제력 변화, 도시화 등과 같은 메가 트 렌드에 따라 유틸리티의 비즈니스 모델 진화의 필요성을 주 장한다. 지역별 전력시장 여건과 기술진보 수준에 따라 비 즈니스 모델의 진화 정도는 차이가 있을 것으로 예상되지 만 유틸리티 비즈니스 모델은 미터 뒤(Behind The Meter, BTM) 관련 제품 판매 및 서비스 제공, 데이터 분석 및 인사 이트 제공, 에너지 중계자 역할로 확장 가능할 것으로 예상 된다. 유틸리티의 비즈니스 모델별 사업 분야와 방향은 표 4 와 같다. IDC의 유럽 유틸리티 대상 설문조사에 따르면 향후 전력분 야 비즈니스 모델에서 수익 창출 가능성이 높은 신규 사업 모델은 에너지 관리, 전력공급 이외의 배전망 서비스, 전기차 충전, 분산전원 및 에너지 저장장치 등으로 확인됐다. 특히 IoT, 빅데이터 기술은 에너지 솔루션 사업에 영향을 주 는 주요 요소로 평가되고 있어 전력 유틸리티의 IoT, 빅데이터 기술의 활용은 더욱 중요해 질 것으로 예상된다.

2. IoT, 빅데이터 기반 비즈니스 모델 적용 사례

가. IoT, 빅데이터 기반 비즈니스 모델 특징

전력 비즈니스에서 IoT, 빅데이터 활용은 비즈니스의 디지털화를 가속 시킨다고 할 수 있다. 전력설비 및 고객 측 기기들 간의 디지털 기반 연결성이 확대 되어 수집되는 데이 터가 다양화 되고 실시간 데이터 취득 및 분석이 가능해져 제공 가능한 서비스가 다양화됐다. 유틸리티는 발전, 송배전 부문의 운영 최적화를 위해 IoT 기반 통합 관리 플랫폼 도입을 추진해 비용절감을 시도하고 있다. 고객 서비스 측면에서는 IoT, 빅데이터 도입이 성 장 초기 단계로 다양한 비즈니스 모델이 등장해 탐색 중인 실정이다. 앞서 언급했듯이 스마트 홈과 에너지 솔루션을 중심으로 사업 개발이 진행 중이며 이러한 IoT, 빅데이터 기반 고객 서비스는 IT 기업 및 스타트업과 협력을 통해 개발 중인 경우가 많다.

나. 발전자산 관리 및 전력망 현대화 분야

유틸리티들은 발전 및 전력망 설비에 IoT 센서를 설치해 실시간 데이터를 수집하고 데이터 분석을 통해 설비 운영 고도화를 추진하고 있다. 해외 유틸리티들은 GE, IoT 솔루션 관련 스타트업 및 IT 기업이 개발한 IoT 플랫폼 솔루션 기반으로 자사 전력망 환경에 맞는 자산관리 및 전력망 운영 시스템을 구축 중이다.

다. 에너지 솔루션 분야

에너지 솔루션 분야에서 가정용 고객들을 대상으로 IoT, 빅데이터가 적용되는 분야는 스마트 홈 산업이다. Enel(이탈리아 국영 전기회사), Innogy(독일 에너지 기업)과 같은 해외 유틸리티들은 가정용 고객에게 전력 사용량에 대한 요 금을 받는 비즈니스에서 스마트 홈 솔루션 및 기기판매로 고객 서비스 영역 확장을 시도 하고 있다. 스마트 홈에서 핵 심은 가정 내 전력사용량 정보를 취득하는 IoT 센서와 이를 분석해 고객에게 인사이트를 제공하는 빅데이터 분석기술 이다. 해외 유틸리티는 미터 뒤 세부 데이터를 활용해 에너 지 요금 절감 서비스를 제공할 수 있고 더 나아가 보안, 라 이프 스타일 서비스 등 토탈 고객 솔루션 제공으로 사업영 역을 확대할 가능성이 있다. IoT, 빅데이터가 적용된 비즈니스의 가치사슬에서 해외 유틸리티는 IoT 센서 판매 및 데이터 취득과 고객 솔루션 제 공에 집중하고 있다. 즉 IoT 기반 스마트 홈 사업에서 통신 및 데이터 처리 과정은 기존 IT 기업의 솔루션을 활용하고 자체 브랜드 IoT 센서 개발 및 고객 솔루션 개발에 역량을 투입하고 있다. IoT 센서를 활용하지 않고 빅데이터 분석을 활용한 에너지 절감 솔루션을 제공하는 경우도 있다. 이는 고객이 소유한 가전제품이나 조명에 별도의 센서가 필요하지 않아 고객들 이 쉽게 전력 사용량 분석 및 절감 솔루션을 제공받을 수 있는 이점이 있다. 이 사례로 해외 유틸리는 빅데이터 분석 스타트업과 협력해 전력 사용량 분석, 전기요금 예측, 요금 절감 추천 등을 고객 서비스 차원에서 제공하고 있다. 또한 빅데이터 분석 시장의 미래성을 판단해 자사가 활용하는 솔루션을 개발한 스타트업에 벤처캐피탈 투자를 추진 중이다.

라. 신산업 융합 분야

에너지 솔루션 분야 외에 IoT, 빅데이터 기술을 신재생, ESS, 분산전원 운영 등에 적용해 새로운 비즈니스를 창출하는 것도 가능하다. IoT 센서 및 통신을 활용해 풍력발전 기의 상황을 실시간으로 감지하고 분석하여 풍력발전단지 의 발전량 예측 정확도를 향상시킬 수 있다. 예측 정확도 향 상은 전력 계통 운영비용을 감소시키고 풍력발전단지의 수 익성을 개선시킬 수 있을 것이다. 중국 국가 전력망 공사는 IBM사의 신재생에너지 발전량 예측 솔루션을 도입해 670MW 풍력발전단지에서 실증을 수행한 결과 예측 정확도 향상으로 인한 발전사업자 리스크 감소와 전력수급 안정 효과를 확인할 수 있었다. 신재생에 너지 발전량 예측 솔루션은 개별 풍력발전소 데이터뿐만 아니라 풍속·풍향·온도 센서, 인근지역 구름 움직임 분석 등 빅데이터 분석을 통해 발전량 예측 정확도를 향상시켰다. 발전량 예측 정확도 향상에서 더 나아가 IoT 기술로 분산자원을 연결해 제어함으로써 하나의 가상발전소 형태 로 전력거래시장에 참여하는 가상발전소(Virtual Power Plant, VPP) 가 주목받고 있다. IoT 센서와 빅데이터 분석 기술의 발전으로 소규모 신재생, 수요자원, 프로슈머 등 전 력시장에 참여 가능한 VPP 자원이 다양화되고 실시간 제 어가 가능해졌다. VPP 사업은 소규모 신재생 전원 보급이 많은 유럽에서 많이 진행 중이고 신사업자 및 유틸리티 들이 VPP 사업에 진입을 시도 하고 있다. 이 중 독일 Next Kraftwerke는 유럽 최대 규모 VPP 사업자로 4,076개 총 2.7GW 규모의 분산자원을 제어해 유럽 3개국 6개 전력시장에 참여하고 있다.

마. 에너지 정보 분야

IoT, 빅데이터를 활용하는 비즈니스가 확대됨과 동시에 증가하는 전력정보를 저장 및 처리하고 공유하는 플랫폼이 등장하기 시작했다. AMI 보급 확대, 전력 설비 내 IoT 설비 의 확대로 데이터가 증가함에 따라 데이터 공유를 통해 데 이터 활용을 높이는 방안이 요구 되고 있다. 미국의 에너지부는 전력 데이터 공유 플랫폼에 대한 필요 성을 인식하여, 지난 2012년 소비자의 전력사용 데이터 공 유를 위한 웹기반 서비스를 제공하는 Green Button 프로 젝트를 추진했다. Green Button은 서로 다른 형식의 전력 회사별 데이터를 표준화해 제공한다. 현재 약 150개 이상의 미국 유틸리티가 Green Button을 활용해 전력 사용정보를 공유하고 있다. Green Button 프로젝트는 고객 전력사용 데이터 공유를 용이하게 함으로써 태양광, 수요관리 등 신 사업의 발전에 기여했다고 평가된다. IoT, 빅데이터 기술의 확산은 고객 데이터뿐만 아니라 전력 망과 시장 운영 데이터를 증가시키고 있다. ENERGINET. DK(덴마크 국영 송전사업자)는 전력시장 참여자들이 시장 운영 및 미터 데이터를 교환 할 수 있는 Data Hub라는 IT 플랫폼을 구축했다. Data Hub의 구축은 전력 데이터 표준 화, 신사업자 진입장벽완화, TSO, DSO, Retailer 등 전력시장 참여자간 역할의 구분을 목적으로 하고 있다. 덴마크 전력망 운영 관련 데이터는 모두 Data Hub를 통해 공유가 되며 Data Hub는 전력시장의 이해관계자간 정보교환 시스템 구축과 공유 데이터별 보안 기준 마련에서 의미를 갖는다.

3. 결론

IoT, 빅데이터 적용 비즈니스는 IoT 센서 활용 데이터 취득, 데이터 통신 네트워크, 데이터 저장, 빅데이터 분석, 고객 서비스의 비즈니스 Cycle을 가진다고 할 수 있다. 이러한 비 즈니스 사이클에서 유틸리티는 분야 별로 다른 전략을 취하 고 있다. 전력 설비에 IoT 센서를 직접 설치하고 스마트 미 터 보급을 확대해 이전보다 많은 양의 데이터를 수집하고 있다. 통신 네트워크 및 데이터 저장 클라우드는 IT 기업 솔 루션을 활용하고 있는 실정이다. 빅데이터 분석의 경우 스타트업, 빅데이터 분석 기업과의 파트너쉽을 통해 분석역량 을 신속하게 강화 할 수 있도록 하고 벤처캐피탈 투자를 확 대 하고 있다. 이러한 IoT, 빅데이터 인프라와 유틸리티의 고 객 접점을 활용해 새로운 사업모델 개발, 고객 서비스 제공 등 발전 및 전력망 설비 운영을 개선 중이다. 해외 유틸리티는 기존에 개발된 IoT 플랫폼 솔루션을 기반 으로 발전자산 및 전력망 설비의 통합관리를 시도하고 있다. 최근 분산전원 확대에 따라 배전망 운영 최적화를 위한 IoT, 빅데이터 기술 도입 니즈가 증가할 것으로 예상된다. 에너지 솔루션 비즈니스는 IoT 센서, 빅데이터 분석으로 고 객 측 기기들의 연결성이 확대 되고 실시간 분석이 가능해 져 모바일 기기를 통한 서비스가 다양화 되고 있다. 현재는 사용량에 따라 요금을 수령하는 기존 수익모델에서 IoT 관련 하드웨어 판매와 에너지 서비스를 결합해 판매하는 사업모델로 변화하고 있다. 전력산업 IoT, 빅데이터 기술 확산은 유틸리티의 비즈니스 모델을 다양화 할 뿐만 아니라 전력시장에서 IT 기업, 스타트업 등 신사업자들의 진입을 용이하게 하고 있다. 유틸리티는 새로운 형태의 전력산업 생 태계를 인식하고 주도하기 위해 신사업자와 협력체계를 구 축하고 투자를 확대해 나가고 있다.

 

 

참고문헌

1. 삼정 KPMG 경제연구원, 4차 산업혁명과 초연결 사회, 변화할 미래 산업, 2017.1

2. MIT Energy Initiative, Utility of The Future, 2016

3. P. Nillesen and M. Pollitt, Future of Utilities : New Business Models for Utilities to Meet the challenge and the Energy Transition, 2016

4. IDC, Energy Insights 2015

5. Energy Chair of Okestra and BCG, Smart Energy : New Applicatns and Business Models, 2015.4

6. World Economic Forum, Digital Transformation of Industries : In collaboration with Accenture, 2016.1

7. 각 회사 홈페이지 : Enel, Innogy, E.ON, Exelon, AEP, Constellation, Bidgely, Next Kraftwerke