4차산업혁명을 대변하는 정보통신기술(ICT)은 5세대 네트워크 통신망(5G)과 인공지능(AI)을 날개로 삼아 가속화되고 있다. 기존 에너지 전력망에 첨단기술을 도입·상용화 하는 스마트그리드 역시 그렇다. 사물인터넷(IoT) 전문매체 IoT월드투데이가 14일(현지시간) 5G와 AI를 통해 미래 스마트그리드 시장이 어떻게 달라질지 ‘장단점’을 집중 조명했다.
스마트그리드란 전기 사용 패턴을 효율적으로 바꿔주는 차세대 전력망 기술이다. 스마트기기 앱으로 외부에서 원격으로 집에 설치한 에어컨이나 보일러 조작 등이 한 예이다. IoT 기능을 이용해 어느 시간대에 어떤 가전제품이 전기를 많이 쓰는지도 파악할 수 있다. 앞으로 5G와 AI가 보편화 되면 스마트그리드 시장이 커지는 것은 시간문제다.
스마트그리드 기술은 기존 대규모 중앙집중식 전력망과 달리 에너지 전달을 분산시킬 수 있다. 현지에서 발생시킨 전기를 필요한 곳에 바로 전달·보급도 가능하다. 소규모 지역에서 전력을 자급자족 할 수 있는 ‘마이크로그리드’가 그것이다. 태양 전지판, 발전기 등 새로운 에너지원과 분배방법은 기후 변화 억제는 물론 에너지 소비도 통제하도록 도와준다.
브라이언 크로우 미 인구센서스 분석·솔루션 부장은 “스마트그리드는 전기 사용자와 생산자들에게 전기사용자 정보를 제공함으로써 보다 효과적인 전기사용 공급망 구축을 지향하는 ‘수요자 중심의 양방향성’”이라고 말했다. IoT, 5G 네트워크, AI 삼박자가 이루어져야 완벽한 미래 스마트그리드가 셋업되는 것이다.
국제에너지기구는 최근 연구조사를 실시, 오는 2024년까지 재생에너지 용량이 50% 증가할 것으로 예측했다. 그 증가분 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 태양광과 육상풍력일 것이라고 전망했다.
미국 시장조사업체 네비건트 리서치의 피터 아스무스 수석연구원은 “세계는 현재 태양열, 발전기 구분없이 디지털과 분산체계를 통한 ‘현장 전력’ 중심으로 패러다임이 바뀌고 있다”고 말했다. 또한 “대규모 중앙집권적 자원에서 통신에 더 가까운 모습으로 바뀌고 있다”고 덧붙였다. 아스무스는 코로나19 팬데믹의 영향으로 잠시 변화가 느려졌지만, 향후 2년 안에 분산형 에너지원의 가속화가 더욱 가속화될 것으로 예상한다고 언급했다.
전통적인 에너지 전력망은 스마트그리드와 비교했을 때 현저히 뒤떨어진다. 미국 에너지부에 따르면 송전선과 전력 변압기 70%가 25년 이상, 발전소 평균연령은 30년 이상인 것으로 조사됐다. 현재 미국내 대부분 전력망 네트워크는 1세기 이상 된 것들이다.
앞으로는 IoT 기기, 엣지 컴퓨팅, 머신러닝과 같은 기술이 스마트그리드 현대화에 필요할 것이다. 가정이나 전기차 충전소, 자동 온도 조절기에 추가 전력을 제공하는 IoT 지원 백업 발전기가 그 예다. 이러한 종류의 기술은 빠르게 기존 에너지 전력망 자리를 꿰차며 새로운 스마트그리드를 확장시켜 나가고 있다.
에너지시장 사물인터넷 보고서에 따르면 세계 에너지 IoT 시장은 2020년 202억달러(약 24조2500억원)에서 2025년에는 352억달러(약 42조2500억원)로 성장할 것으로 예상되고 있다. 예측 기간 중 복합 연간 성장률은 11.8%에 이를 것으로 전망된다.
그러나 IoT 월드 투데이는 이러한 스마트그리드에도 보안에 취약할 수 있다는 단점이 있다고 지적했다. 업데이트 시기를 놓치거나 통신제 계약, 다른 IT 시스템과 네트워크 공유를 할 경우 사용자 정보가 해킹을 당할 수 있는 것이다. 이러한 보안 리스크는 소비자가 IoT 기반 에너지 계량기를 사용하면서 증폭됐다. 결국 보안문제는 스마트그리드 시장이 보편화할수록 필수적으로 동반되는 최고 단점인 셈이다.
스마트그리드의 시큐리티 문제는 AI와 머신러닝 기술로 보완 가능하다. 실리콘밸리에 위치한 내셔널 그리드 파트너는 최근 사이버 보안 모니터링을 위해 AI 기술을 도입했다. 이 기업은 스마트그리드 구축과 유지, 업데이트, 예측, 고객 서비스와 같은 다른 작업에도 AI를 적용해 자동화에 박차를 가하고 있다.
크리스틴 허츠오그 미 전력연구소 수석 기술연구원은 “머신러닝을 통한 자동 스마트그리드 모니터링은 전문 해커 유입을 막는 가장 좋은 방법”이라고 말했다.
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