산업시장분석실 선임연구원 김상국 (Tel: 02-3299-6294  e-mail: sgkim@kisti.re.kr)

1) 에너지관리게이트웨이(EMG) 개요
EMG는 효과적인 에너지 관리를 위해 지능적(intelligent) 및 능동적(active) 에너지절감시스템 구현에 요구되는 고효율화 기술과 IT 기술을 말한다. 이런 EMG 관련 기술들은 크게 센서네트워크 기술, 수요자반응기술, 그리고 에너지절감기술로 구성된다. 센서네트워크(예:RFID/USN)를 활용한 분야에서의 EMG의 대표적인 사례는 양방향 냉난방 공조 제어 시스템을 들 수 있다. 이 시스템은 자율적 판단에 의해 가정, 건물 및 사업장의 에너지 사용패턴과 전력회사의 요금정책을 분석하여 에너지 사용을 최적화하고 전력 사용량 절감에 따른 CO2 배출 감소량도 인지할 수 있다. 이 처럼 EMG는 에너지의 효율적 운영을 위해 필요한 환경정보 및 에너지 사용량정보 등을 센서네트워크를 통해 획득하여, 이를 바탕으로 수급 상황별 차등 요금과 공급체계에서의 적극적인 에너지 절감을 향상하기 위해 자율적, 쌍방적, 선제적, 그리고 소비자 반응 및 부하특성을 적용하기 위한 시스템을 구성하게 된다. 특히 환경정보를 획득하기 위한 온도, 습도, 조도 재질 센서를 갖고 네트워크 형성 및 데이터 전송을 하는 센서네트워크 통신모듈과 에너지 사용량을 측정하여 사용자에게 측정값과 CO2 발생량 및 에너지 사용 요금으로 환산하여 알려주는 스마트미터 디스플레이기기, 그리고 설비의 동작을 제어하는 액추에이터로 구성된 시스템을 말한다.

이 처럼 EMG 분야는 지능형검침인프라①와 함께 스마트그리드② 인프라를 기반으로 에너지 관리 서비스를 통합제공하고, 다양한 요금제 기반의 수요반응과 신재생 발전원/에너지 저장장치 등을 활용하여 에너지 사용을 효율화하는 방안으로 홈, 빌딩 등 에너지 소비처의 에너지 사용 효율을 최적화하고, 상황인지클라우드 서버를 이용하여 다양한 에너지 절감 모델을 통해 합리적인 에너지서비스를 제공하고자 한다.

<표 1 > 공급망 단계별 주요제품분류표

2) 시장동향 및 예측
EMG 분야 관련 시장을 살펴보면, 미래 전력센서 시장으로 부터 생산된 전력을 분배하는 과정에서 에너지효율을 최적화하고 갑작스런 부하 변동 등에 대한 실시간 전력정보와 전력상태 및 소비패턴 등을 파악하는 기능이 IT기술을 기반으로 한 제품시장으로 확대될 것으로 전망되고 있다. 이와 더불어 고효율 및 에너지 프로슈머 서비스를 위한 소비자 측의 지능화와 홈네트워크 및 초고속인터넷망과 같이 기 구축된 인프라와의 연동을 위한 융합기술이 요구될 것으로 예측되고 있다. 또한 에너지 정보수집 시스템은 전력망에 IT를 접목하여 에너지 효율을 최적화 하는 차세대 지능형 전력망으로 스마트그리드 기술과 융합되어 에너지 공급 및 소비에 대한 감독/모니터링 시스템 구축이 증가할 것으로 전망되고 있다. 그리고 웹 기반 에너지 소비 모니터링 장비 시장은 센서시장이 가장 큰 규모를 보이고 있어 2009년 대비 2014년까지 약 2배 성장할 것으로 기대되고 있다. 이 외에도 광대역 네트워크 연동 시스템을 통한 EMG 시스템 시장은 한국의 강점인 정보통신 분야의 기술과 스마트 기술의 융합으로 단기간에 세계시장에서 기술적 우위를 차지할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

국내 EMG 시장규모는 2012년 22,770억 원, 2016년 33,580억 원 규모로 성장할 것으로 전망되며, 세계 시장규모는 2012년 201,200백만 달러, 2016년 307,700백만 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다.

<표 2 > 에너지관리게이트웨이 시장 현황 및 전망

3) 시장경쟁상황
ITRON社는 EMG의 기반이 되는 스마트그리드 인프라구축 사업의 핵심구성요소인 에너지 정보를 수집, 처리 및 전송하는데 사용되는 장치를 개발하였으며, TRON社가 개발한 유틸리티를 활용하면 지능형 수요관리(DR), 홈네트워킹 및 기타 여러 스마트그리드 응용 프로그램에 활용할 수 있는 장점을 보유하고 있다. 특히 이 기업의 스마트미터는 양방향 통신을 제공함으로써, 선택적 부하 제한 네트워크를 통해 원격 서비스 스위치, 정지 및 변조 감지와 원격 업그레이드 기능을 제공하고 있다. Texas Instruments社의 스마트그리드 기술은 응용 프로그램을 효율적으로 사용할 수 있게 완벽한 하드웨어 및 소프트웨어 솔루션을 제공하고 있으며, PLC③ 기술을 이용하여 스마트 전기미터, 충전조명, 태양전지, 전기자동차 등에 다양한 응용 프로그램을 활용하여 스마트 가전, 홈자동화, 지능형 빌딩제어, 그리고 네트워크 서비스를 제공할 수 있다. 이런 솔루션은 스마트계량 및 제어 응용 프로그램과 같은 프로그램에 적합하며, 전력 소비를 절감하고 시스템 비용을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

EMG의 수요처 형태 중에 빌딩분야에서 두각을 나타내고 있는 글로벌 업체인 IBM, 시스코, 지멘스, 슈나이더와 SKT, KT, 삼성 등 국내 다수 기업들이 빌딩 에너지 절감솔루션을 개발 중이며, 최근에 SDS, LG-CNS, SK C&C, 포스코 ICT, 롯데정보통신 등 중견 IT 서비스 업체들까지 관련 솔루션 개발을 내놓고 시장공략을 진행 중이다. LG-CNS의 경우에 최근 선보인 스마트그린 솔루션 제품군에 빌딩 에너지 절감솔루션을 포함하고 있는 상황이며, 대우정보시스템의 경우 빌딩 에너지 관리 방법에 관한 특허출원 등 기술개발에 박차를 가하고 있다. 이외에도 KT, SKT 등 통신업계의 대응도 본격화 되고 있으며, KT는 2015년까지 20%의 에너지 절감 목표를 세우고 KT-BEMS를 개발 중에 있다.

또한 SKT도 자체 개발한 클라우드 BEMS의 사업성 검증을 마치고 대형 빌딩 및 병원 등 일반 시장 공략에 나선 상황이다. 지능형 수요관리는 2011년 하반기에 시범 도입된 사업으로서, 지능형검침인프라, 에너지관리시스템 등 스마트그리드를 기반으로 한 에너지관리 시스템 개발이 진행 중에 있으며, 이 분야에 대한 시장참여도 증가하여 LG-CNS, 한전 KDN, SDS, 한국하니웰, LG-U+, 한화 S&C 등의 업체들이 참여하고 있다.

4) 국가적인 에너지 절감 게이트웨이의 완성
  전력기술에 ICT를 접목시킴으로써 전력 IT는 전력장치 및 시스템을 더욱 디지털화 시키고 친환경, 지능형, 부가가치형으로 발전시킬 수 있는 환경에 직면해 있다. 특히, EMG의 완성을 위하여 필요한 요소로서 스마트그리드 인프라와 더불어 중요한 핵심 분야는 지능형검침인프라이다. 스마트미터, 검침용 통신모뎀 등 통신장치, 검침소프트웨어, 인터넷 빌링서비스까지를 포괄하는 지능형검침인프라 시스템은 스마트그리드 구현을 위한 통신 인프라 구축의 필수 솔루션으로써 AMI 토털 솔루션 형태로 제공되어야 한다. 전기, 수도, 가스등 사용되는 에너지를 통합관리하고, 에너지 사업자 뿐 아니라 소비자 관점에서 에너지 사용량의 수집과 사용현황을 분석하여 제공하여야 한다. 그리고 소비자들에게 분석된 에너지 사용현황에 따라 에너지 절약 방법을 제시하고, 소비된 에너지를 탄소배출량으로 환산해 보여줌으로써 경제적인 효과를 표시하도록 설계하여야 하며, 신재생 에너지 장치나 에너지 소비 장치 등과 쉽게 연동할 수 있는 표준화된 인터페이스로 개발하여 지능형 수요관리와 부하제어(Load Control) 기능도 제공해야 한다. 이 처럼 지능형검침인프라는 스마트그리드의 스마트 미터를 기초로 최종 소비자와 에너지 공급자 간의 지능형 수요관리를 통해 적극적으로 에너지 절약을 할 수 있는 인프라를 말하며, 수요측 전력자원을 통합관리하고, 이에 대한 효율적인 운용 및 배분을 통하여 전력회사와 소비자가 효율적 에너지 사용이 가능하도록 정보 및 서비스를 제공해야 한다.

EMG의 범위는 그 성능향상과 구성에 센서네트워크 기술을 활용한 기술을 영역으로 하고 있으며, 공급망 기준으로 센싱모듈, 통신모듈, 사용정보 디스플레이, 스마트미터 디스플레이 등 전 영역을 포함하고 있다. 기술적으로는 시스템 구성의 효율 향상 기술과 시스템 성능 향상을 위한 HW, SW, 홈/빌딩의 개별적 에너지 사용기기와 연동까지를 포함한다.

<표 3> 에너지관리게이트웨이 공급망 분석

사용자가 인지하지 못하는 사이 이루어지는 게이트웨이 기반의 지능적이고 능동적인 수요반응 에너지 절감기술을 통해 기존의 에너지 절감 효과를 극대화 할 수 있다. 그리고 공동 주택 및 빌딩의 종합 관리 센터를 통한 집합체 에너지 절감 및 효율 향상을 이루고 나아가 스마트그리드의 최종 완성단계로서의 지능형 수용가(需用家)를 구축함으로써 국가적인 에너지 절감 게이트웨이가 완성될 수 있을 것이다.

 ① 지능형검침인프라(AMI, advanced metering infrastructure) : 단방향 디지털계량기인 AMR(automatic meter reading)이 한 단계 진화된 형태로서 수용가와 전력회사 간의 양방향 데이터 통신을 통해 다양한 부가서비스를 구현하기 위한 인프라임.

 ② 스마트그리드 : 발전-송배전-판매의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보기술을 접목하여 전력 고 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화 하는 지능형 전력망을 말함.

③전력선통신(Power Line Communication) : 일반가정이나 사무실에 전기를 공급하는 전력선을 이용하여 문자데이터, 영상 등을 전송하는 기술임.