전략적 수요감축 필요성과 대응 방안
전략적 수요감축 필요성과 대응 방안
  • 최고야
  • 승인 2021.01.08
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최고야 한전 경영연구원 선임연구원

 

❶ 전략적 수요감축 개요

가. 전략적 수요감축의 정의

전략적 수요감축(Strategic Demand Reduction, SDR)이란 전력시스템을 전략적으로 최적화하기 위한 목적으로 특정 시간, 특정 지역, 특정 용도의 전력 수요를 줄이는 것을 의미한다. 기존 전력공급설비 확충에 중점을 둔 공급측관리(Supply Side Management, SSM)에 대응되는 개념으로 수요측관리(Demand Side Management, DSM)와 유사하다. 전략적 수요감축의 방법으로는 부하를 관리하는 ①수요반응(Demand Response, DR)과 에너지 소비를 절약하는 ②효율향상(Energy Efficiency)이 가장 대표적이다.

 

나. 전략적 수요감축의 필요성

전략적 수요감축은 공급측과 수요측의 최적의 조합을 찾음으로써 발전 · 송전 · 배전의 설비 투자 대체, 온실가스 감축, 운영비 절감, 사회적 갈등 비용 지출 최소화 등의 효과를 얻을 수 있다. 전략적 수요감축의 필요성은 크게 다음의 세 가지로 정리할 수 있다.

 

첫째, 전략적 수요감축은 비용 우위적인 수단으로 효율향상에 들어가는 비용은 동일 용량의 신재생 발전원가보다 낮다. 에너지효율의 균등화 원가(Levelized Cost of Saved Energy, LCSE)는 평균 0.031$/kWh로 원가가 가장 낮은 풍력의 균등화 발전원가(LCOE)보다 저렴하다1). 동시에 수요감축은 소비자의 자발적인 참여로 수요 절감이 이루어지기 때문에 발전설비 건설에 드는 비용과 이에 따른 사회적 갈등을 회피할 수 있다.

둘째, 대표적인 전략적 수요감축인 효율향상은 다양한 기술 중 온실가스 감축 기여도가 가장 높다. 국제에너지기구(IEA)의 2040년 온실가스 전망에서 효율향상의 감축 기여도는 44%로 재생에너지와 탄소포집 · 저장의 기여도인 36%, 9%보다 높다. 미국 에너지효율경제위원회(ACEEE)는 효율향상으로 CO2 배출량이 2050년 49%까지 감소할 것으로 분석했다.

셋째, 전략적 수요감축은 일자리 창출 효과가 크다. 에너지효율은 미국의 청정에너지 일자리 중 71%를 차지하고 있으며 2019년 약 7.8% 일자리가 추가로 발생할 전망이다. 한국판 뉴딜에서도 에너지효율 향상이 중점적으로 추진되고 있다. 일례로 스마트 그린 산업단지, 그린 리모델링 사업을 통해 3만 3,000개, 12만 4,000개의 일자리가 창출될 것으로 기대된다.

❷ 국내외 전략적 수요감축 현황

가. 국내외 정책 동향

주요 선진국은 신재생에너지 확대와 함께 에너지효율 향상과 같은 전략적 수요감축을 추진하고 있으며 경제성장을 지속하면서도 온실가스 배출량을 낮추는 탈동조화3)를 실현했다. 주요국은 전략적 수요감축의 구체적인 목표를 수립하고 있으며 산업, 건물, 기기 등 부문별로 다양한 수요감축 정책을 시행하고 있다.

독일은 ‘에너지 구상(Energy Concept) 2010’에서 2050년 1차 에너지 소비를 2008년의 50%로 감축하는 목표를 수립했다. 2014년 수립된 ‘에너지효율 국가 행동 계획(National Action Plan on Energy Efficiency, NAPE)’의 주요 내용은 ①에너지 소비자에게 효율 정보 제공 ②인센티브를 통한 에너지효율 투자 촉진 ③기업의 에너지 진단 의무화, 신축건물 · 가전의 효율 기준 강화 등의 정책 개선을 포함하고 있다.

2016년 NAPE 2.0을 수립해 난방과 건물의 수요감축을 강화하고 있으며 연방의 에너지 기후 펀드(EKF)와 EU 배출권 경매 수익을 기반으로 전략적 수요감축에 대규모 재원을 투입하고 있다. 산업 부문에서는 규제보다는 자율적 협약, 에너지효율학습네트워크(Learning Energy Efficiency Network, LEEN) 등 인센티브를 통해 효율 투자를 유도한다.

반면 건물 부문은 에너지절약법(EnEG, EnEV)을 통해 신축 건물의 효율 기준을 엄격하게 규제하고 있으며 CO2 건물개보수 프로그램으로 기존 건물을 개보수하는데 재정적 지원을 제공하고 있다. 효율 기기의 경우 탑러너(Top Runner) 제도를 통해 고객에게는 효율 제품의 정보를 제공하고 생산자에게는 혁신적인 효율 제품 개발을 지원하고 있다. 또한 판매자에게는 효율 제품의 판매 전문성을 제고하고 있다.

미국은 세액공제, 융자지원 등 인센티브 제도와 자율(Voluntary) 인증이 활성화돼 있다. 산업 부문에서는 에너지부(DOE)가 주요 설비의 최소 효율 기준을 규정하는 한편, 에너지스타 플랜트, 에너지스타 챌린지 등의 자율인증을 통해 기업의 자발적인 원단위 개선을 유도하고 있다. 건물 부문은 ‘비사업 에너지 재산 공제(Non-business energy property credit)’ , ‘PACE(Property Assessed Clean Energy)’제도를 통해 단열재, 고효율 냉난방 시스템 등 민간의 효율 설비 투자에 대해 세금 공제, 보조금 융자 등의 재정적인 지원이 이루어진다. 나아가 건물의 효율 정보를 공유하기 위한 민간과의 협력도 활발하다. 에너지부는 Better Buildings 이니셔티브를 통해 950개 이상의 공공, 민간 조직과 파트너십을 맺고 있으며 2019년 2,800개의 효율 솔루션이 온라인으로 공유됐다. 건물의 에너지 사용량에 대한 벤치마킹 정보를 제공하고자 LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)를 운영하고 있다.

일본은 ‘에너지 절약법’을 바탕으로 실질 에너지효율을 개선하기 위한 정책을 실시하고 있다. 2018년 5차 에너지기본계획을 통해 최종 에너지 소비량을 2016년 3억 6,000만kL에서 2030년 3억 1,000만kL로 감축하는 목표를 수립했다. 산업 부문에서는 사업자 효율등급평가에서 등급을 세분화하고 미개선 사업자에 대한 대응을 강화하는 등 규제를 강화하고 있다. 동시에 다수사업자 간의 연계를 강화하고 업종별 에너지 원단위 목표를 설정하는 벤치마크 제도를 확대하고 있다. 또한 사업장의 에너지관리시스템 도입을 장려하기 위해 연간 2,000억 원을 투자하고 있다. 건물에서는 지난해 신축 주택의 50% 이상을 제로에너지주택(ZEH)으로 건설할 목표를 설정, 건축업자 지원 및 건물 실증사업 등에 보조금을 지급하고 있다.

우리나라는 아직 에너지 탈동조화를 실현하지 못했고 선진국 대비 에너지 원단위가 높은 고소비, 저효율 구조를 갖추고 있다. 하지만 전략적 수요감축의 중요성을 인식하고 소비 구조 변화를 위한 정책을 확대하고 있다. ‘2030온실가스 감축 로드맵’은 2030년 온실가스 배출량을 BAU(8억 5,080만 톤) 대비 37% 감축한 5억 3,600만 톤을 목표로 하며 이 중 산업, 건물 등 부문별 에너지 수요관리 강화에 따른 감축량은 6,110만 톤을 차지한다. ‘3차 에너지기본계획’은 에너지 정책 패러다임을 공급 위주에서 소비구조 혁신으로 전환할 것을 명시하면서 2040년 최종 에너지수요를 BAU(2억 1,100만TOE대비 18.6% 감축한 1억 7,180만TOE을 목표로 한다. 이전 에너지기본계획이 가격 정책과 고효율 기기 보급에 집중한 반면, 3차 에너지기본계획은 시스템 단위 관리와 시장 중심의 수요감축에 초점을 맞췄다. 에너지기본계획의 수요측 실행 계획인 ‘6차 에너지이용합리화 계획’은 민간 효율 투자와 시장 활성화에 집중하고 있다. 6차 계획은 ①민간 투자 및 지자체 중심의 효율개선 ②실시간 · 상향식 수요관리 ③선제적 에너지전환 확산 대응에 집중하고 있다.

나. 해외 전략적 수요감축 현황

해외에서는 유틸리티가 주도적으로 전략적 수요감축을 추진하고 있으며 에너지효율 및 수요반응에 관한 자체 프로그램을 운영하고 있다. 효율향상의 경우 ‘에너지 효율향상 의무화제도(EERS)’를 통해 유틸리티에 전력 소비량 절감 의무가 부여되면서 유틸리티가 운영하는 효율 프로그램의 종류와 규모가 확대되고 있다. 미국은 1999년 EERS를 처음 도입했고 2019년 27개 주에서 시행 중이다. 유럽은 EU 에너지효율 관련 지침에 따라 14개 회원국에서 EERS와 유사한 ‘에너지효율의무(Energy Efficiency Obligation)’를 운영하고 있다.

유틸리티의 효율 프로그램은 주로 상업과 주거 부문에서 전반적인 에너지 수요를 감축하는 역할을 한다. 예를 들어, 미국 유틸리티는 2018년 매출의 2.6%를 효율 프로그램에 지출해 평균 전력 판매량의 1%를 감축했다. 효율 프로그램은 초기에는 단순한 고효율 기기 보급에 치중했으나 계량 인프라 및 절감량 평가(EM&V) 등의 기반 체계가 발전하면서 건물 개보수, 행동기반, 홍보, 교육 등 다양한 프로그램으로 확대됐다. 앞으로는 건조기, 데이터센터 등으로 지원 대상이 확대되고 제로에너지빌딩, 에너지관리시스템(EMS)과 같은 시스템 단위 접근을 모색하며 특정 지역의 수요감축(Geo-targeting), 그리드 상호 빌딩 등을 통해 전력망과 연계를 강화한 프로그램이 강화될 것으로 예상된다.

국내에서는 2018년부터 한국전력공사를 시작으로 2019년 한국가스공사, 한국지역난방공사에서 EERS 시범사업을 운영하고 있다. 2021년 에너지이용합리화법 개정으로 EERS가 법제화가 이루어지면 에너지공급자에게 본격적인 재무부담이 발생할 것으로 예상된다.

수요반응은 피크 수요를 감축하기 위한 목적으로 주로 대형 산업 및 상업 고객을 대상으로 감축 지시를 내리고 이행 실적에 따라 인센티브를 지급하는 방식으로 이루어진다. 2018년 미국의 수요반응 비용은 15억 달러로 에너지효율(57억$) 대비 1/3 수준이나 실제 피크 감축 실적은 12.5GW로 에너지효율(6.3GW)의 2배에 달한다.

미국과 유럽에서 수요반응 자원은 발전자원과 동일하게 도매시장에 참여하고 신뢰도 유지 및 공급비용 감소를 위해 사용된다. 사업자(aggregator)는 수요반응 자원을 모집하고 이를 바탕으로 용량시장, 보조서비스(주파수, 예비력), 에너지 시장에 참여할 수 있다. 이러한 도매시장에서의 수요반응(ISO-DR)은 미국은 용량시장, 유럽은 보조서비스 시장 중심으로 나타난다. 또한 미국에서는 유틸리티가 고객과 직접 계약을 통해 수요감축을 조정해 지역 송배전망 관리에 수요자원을 활용하는 소매시장에서의 수요반응(유틸리티-DR) 프로그램도 활발하다. 수요반응은 계량 비용이 급감하면서 소규모 고객의 참여가 확대되고 있으며 앞으로 반응속도가 향상된 Fast DR로 계통 보조서비스에 활용이 확대되고 Flexible DR로 소비량을 증가 · 감소해 분산자원과 배전망 운영 최적화에 이용할 것으로 기대된다.

국내에서는 2014년 수요반응 시장을 개설한 이후 2019년 기준 28개 수요관리 사업자가 4,168개 참여업체를 모집해 4.3GW의 수요자원 용량을 확보하고 있다. 중소형DR(2016), 국민DR(2019) 도입으로 수요자원은 대규모 사업자에서 소형상가 및 가정으로 확대되고 있다. 국내 수요반응은 신뢰성DR과 경제성DR로 구분한다. 신뢰성DR은 피크감축 및 예비력 확보를 목적으로 운영하는 반면, 경제성DR은 수요감축 가격이 발전기보다 저렴할 경우 가격 안정 목적을 목적으로 운영한다.

❸ 유틸리티의 전략적 수요감축 대응 방안

유틸리티에게 수요감축은 프로그램 비용을 발생시킬 뿐만 아니라 고객의 전력 구매를 의도적으로 축소시키는 일종의 디마케팅 전략이다. 수요감축은 유틸리티의 매출을 감소시키기 때문에 자연적으로 유틸리티는 수요감축에 소극적일 수밖에 없다. 따라서 유틸리티의 참여를 촉진하기 위한 제도적인 장치가 필요하며 주요국에서는 다양한 제도적 기반이 마련돼 있다. 더불어 해외 유틸리티는 자체 프로그램의 종류를 확대하고 신기술을 접목해 고도화하는 한편, 전력망 운영 등 수요감축을 통해 얻을 수 있는 편익을 극대화하기 위한 노력을 병행하고 있다. 해외 유틸리티의 제도적인 환경과 그들이 추진하는 전략은 다음과 같다.

첫째, 해외에서는 유틸리티가 에너지효율, 즉 EERS 목표 이행에 적극적으로 나서도록 효율 프로그램 운영에 관련된 직간접적인 비용9)을 요금이나 기금을 통해 보전하고 있다. 기금 활용은 공적으로 효율 관련 기금을 조성해 EERS 운영비용을 조달받는 방식이다. 요금조정은 EERS 대응에 따른 투자 및 운영비를 요금에 전가하는 방식으로 기존의 전기요금조정 방법과 절차가 동일하다.

둘째, 해외는 EERS로 인해 에너지 판매량이 감소함에 따라 발생한 판매손실을 보전하는 방안을 운영하고 있다. 대표적으로 디커플링(Decoupling)과 수입손실보전(Lost Revenue Adjustment Mechanism, LRAM) 등의 제도를 시행하고 있다. 디커플링은 감소하는 판매량만큼 에너지 요금을 인상해 손실을 보전하는 요금 조정 방법으로 에너지공급자의 수입과 판매량을 분리해 일정한 수익을 유지할 수 있도록 한다. 수입손실보전은 EERS 시행으로 인한 예상 절감량을 추정해 해당하는 만큼의 요금을 조정하는 방식이다. 미국에서는 2019년 21개 州에서 디커플링을, 16개 州에서 수입손실보전 제도를 시행하고 있다.

셋째, 비용 및 판매손실 보전에서 나아가 유틸리티의 자발적인 참여를 유도하기 위해서 EERS 목표 달성에 따른 인센티브 제도를 운영하고 있다. 미국의 경우 △효율 프로그램을 통해 발생한 에너지 회피비용 등의 편익을 유틸리티 수익으로 확보하는 편익 인센티브 공유 △미리 설정된 에너지 절감 목표의 달성도에 따라 보상을 받는 에너지절감 기반 인센티브 △피크수요 감축, 저소득층 지원 등의 성과를 고려해 보상받는 다원적 인센티브 △효율에 관련된 모든 지출 비용을 자산으로 취급해 요금인상으로 보상받는 수익률 인센티브 등 다양한 인센티브 제도를 운영한다. 유럽에서는 백색인증서 거래 제도를 통해 유틸리티가 효율 목표를 초과 달성할 경우 인증서를 거래하여 추가적인 수익을 창출한다.

넷째, 해외 유틸리티는 다양한 수요관리형 요금제를 개발해 합리적인 에너지 소비를 유도하고 고객의 선택권을 확대하고 있다. 에너지 가격 변화는 고객 즉각적인 수요 변화를 유도하는 수요 감축의 주요 동인이다. 대표적으로 계시별, 계절별, 실시간 등 시간 변동형 요금제와 최대 · 가변 피크, 피크타임 리베이트 등 피크 감축형 요금제가 포함된다.

다섯째, 유틸리티는 재원조달 프로그램을 통해 고객의 효율 투자를 유인할 수 있다. 에너지효율 투자는 설비 교체, 시스템 설치 등으로 인해 고객들의 초기 투자 비용 부담이 크다. 이러한 고객의 재무부담을 완화하기 위해서 해외 유틸리티는 고객의 효율 개선 사업에 선제적으로 투자하고 요금 고지서를 통해(on-bill) 투자 비용을 회수하는 재원조달 프로그램을 운영하고 있다. 재원조달 프로그램은 크게 유틸리티가 직접 자기 자본, 공공기금 등의 재원으로 고효율 제품을 설치하고 고객은 매월 요금 중 일부를 설치비로 납부하는 방식(On-bill Financing)과 금융기관을 통해 고효율 제품 설치비용을 확보하고 유틸리티는 지불 프로세스만 제공하는 방식(On-bill Repayment)으로 구분된다. 미국 110개 공공 및 투자자 소유 유틸리티 등에서 재원조달 프로그램을 운영하고 있다.

여섯째, 해외 유틸리티들은 EERS 대응을 위해 비용 효율적인 효율 프로그램을 개발하고 있다. EERS 도입 초기에는 가전제품, 조명 등 절감량 측정이 단순한 고효율 기기의 보급 위주의 효율 프로그램을 운영했다. 하지만 건물 단위의 시스템 개발과 고객의 행동 변화에 따른 절감량 산정이 가능해지면서 프로그램 종류가 확대되고 있다. 해외 유틸리티는 스마트 온도조절장치, 가정용 에너지보고서, 단열 개선, 태양광 설치 등의 주택용 프로그램을 개발해 EERS 실적으로 인정받고 있다. 나아가 에너지효율과 수요반응을 통합한 프로그램을 개발해 전체 사용량 감소와 피크수요 감소 효과를 동시에 누릴 수 있다.

일곱째, 단일 고객이 아닌 다수 고객을 연결한 네트워크를 구축해 수요감축을 촉진할 수 있다. 에너지효율 학습 네트워크(Learning Energy Efficiency Network, LEEN)는 정부·지자체, 전력회사, 연구기관 등이 협력해 대기업 및 중소기업의 에너지효율 증대를 위한 기획, 진단, 솔루션 개발을 지원하는 제도다. 1980년대 스위스에서 최초로 도입됐으며 독일에서는 2018년 216개 네트워크가 구축돼 활발히 운영되고 있다. 독일에서는 EnBW 등 유틸리티가 주도적으로 네트워크를 구축하고 에너지감사, 효율 프로젝트 계획, 에너지관리시스템 컨설팅, 분석 · 모니터링 보고서, 에너지 측정 기술 지원 등 서비스를 제공한다.

마지막으로 유틸리티는 다양한 수요자원을 통합적으로 관리해 에너지 소비를 최적화하고 정부의 환경 규제에 대응하는 동시에 전력망 운영에 활용할 수 있다. IT 및 분산자원 기술의 발전으로 에너지효율과 수요반응뿐 아니라 주택 · 건물태양광, 에너지저장장치, 시간대별 요금제, 전기차 등 수요자원이 확대되면서 통합수요관리(IDSM)가 발달하고 있다.

IDSM을 통해 유틸리티는 정부의 환경 규제 대응 과정에서 발생하는 중복 투자를 방지하고 고객은 복수의 수요자원을 효율적으로 조정하여 비용을 절감할 수 있다. 나아가 유틸리티는 송배전설비의 건설 계획 및 운영에서 수요자원을 함께 고려하는 NWA도 확대하고 있다.

2050년 탄소중립 목표 달성을 위해서는 공급측과 수요측자원을 모두 활용해야 하며 특히 전략적 수요감축의 역할이 확대될 전망이다. 이에 따라 수요감축을 활성화하기 위한 제도적인 환경을 구축하고 비용효율적인 감축 방안을 개발하는 노력이 수반돼야 할 것이다.

최고야 선임연구원 keaj@kea.kr


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