요즘 제4차 산업혁명이 화두다. 3차인지 4차인지, 개념의 정립과 실행주체나 정책목표의 설정이 필요하겠지만 주요인자인 에너지의 중요성은 이전과는 확연히 달라지고 있다. 그동안 사람의 손으로 하던 일들을 기계가 딥러닝과 빅데이터를 이용하여 더 효율적으로 수행하게 되면서 에너지를 사용하는 기계의 수가 급수적으로 늘어나게 된다. 또한 4차산업혁명의 에너지는 보다 고도의 작업을 위해 원자단위를 사용하는 화석에너지보다는 전자단위를 사용하는 전기에너지 위주가 되므로 4차산업혁명을 위해서는 전력분야의 에너지혁명이 선결되어야 한다.

전기의 생산은 그동안은 대형발전소에서 생산하여 수백Km의 송전망을 거쳐 소비자에 제공하던 중앙집중방식 위주였다. 최근에는 사용자 근처에서 환경친화적으로 생산하는 태양광, 풍력, 소형연료전지와 같은 분산형 전원이 도입되고 있다. 태양광의 가격은 매년 20%씩 떨어지고 있고 전기차나 ESS와 같이 저장할 수 있는 말단 기기들은 급속히 증가하고 있다. 대형발전소를 건설하기 위해서는 경제성에 반영되지 않는 공해나 방사능 오염에 대한 환경적 비용과 송전망 건설을 둘러싼 주민반대로 사회적 비용이 크게 증가하고 있는 실정이다.

전기차 관련 분산전원으로는 태양광을 이용한 독립형 전기차충전소가 가까운 시일 내에 국내에도 설치를 시작하게 된다. 이러한 충전소는 평소에 태양광으로 전기를 생산하여 ESS에 저장해 두었다가 전기차가 오면 충전해 주고 남으면 전력망으로 판매하는 구조이다. 특이점은 전력망으로부터 전기를 가져오지는 않고 보내기만 한다는 점이다. 이러한 충전소가 주유소만큼 일반화 된다면 도심속 분산전원이 실현되는 것이다.

또한 전력원의 경제성 고려에서 간과되고 있는 아주 중요한 사실이 있다. 원자력과 석탄발전과 같은 기존 발전소의 해체비용과 폐기물의 처리비용은 건설비용 이상이 예상되지만 아직 정확한 수치의 산정도 하지 못하있고 경제성 분석에 반영되지 않고 있다. 반면 태양광은 대부분 10년 이내에 ROI를 달성하고 20년까지 REC 계약을 할 수 있으며, 심지어 20년 이후에도 70% 이상의 효율로 계속 발전할 수 있지만 경제성 분석에는 보통 10년까지만 산정하고 있다. 즉, 태양광은 ROI가 완료되는 10년 후부터는 약 1%정도의 유지비용만을 지불하는 공짜발전을 하는 셈이다. 이렇게 보면 미국이나 유럽에서 순전히 경제적인 이유만으로 태양광 발전소를 짖는 이유가 설명되고 국내에서도 향후에는 10년 이후의 발전도 경제성에 반영되어 분산전원의 경제성은 더 개선될 전망이다.

분산형 전원이 많이 보급되면 이를 관리하기 위한 방법도 그동안에는 발전소에서 사용자로 흐르는 1차원적인 정형화된 구조에서 이제는 모든 사용자가 시간에 따라 발전도 하고 사용도 하므로 시점에 따라 변하는 다차원적인 구조를 가지게 된다. 그동안에는 전력망의 관리를 위해 공급자 관점의 스마트그리드(Smart Grid)가 필요했다면 이제는 다양한 사용자 관점에서 입체적으로 관리하기 위해 미국과 유럽처럼 좀더 고도화된 ‘스마터그리드’(Smarter Grid)로 발전해야 한다. 즉, 수요와 공급의 최적의 균형을 관리하기 위하여 생산과 소비에 대한 다양한 센서들이 필요하고 이들 데이터를 분석하고 학습하고 딥러닝 알고리즘을 통해 예측하는 시스템을 갖추고 숙련된 인력이 최적의 효율운용을 해야한다.

이제 전기는 더 이상 정부가 만들어서 일방적으로 제공하는 공공제가 아니라, 시점에 따라 확연히 달라지는 전기의 가치에 따라 사용자도 전기를 생산도 하고 소비도 하는 시대다. 전기는 구매해야만 하던 필수품에서 어떤 전기를 구매할지, 언제 생산하거나 저장할 지, 언제 사용할 지를 개인이나 기업의 선호도에 따라 결정할 수 있는 서비스로서의 에너지 시대가 되는 것이다.

이달 초 산업부 정책방향 논의에서는 4차산업혁명의 진전을 위해서는 에너지신산업의 발전을 통해 기후변화를 먼저 극복해야 한다고 강조했다. 혜안이다. 4차산업혁명보다 발등에 떨어진 불인 기후변화 극복이 먼저이고, 더 현실적인 태양광과 전기차와 ESS에 기반을 두고 있는 에너지혁명이 먼저인 것이다. 4차산업혁명에 너무 현혹되지 않고 먼저 기후협약을 이행하고 지속가능한 발전을 위한 에너지신산업 정책을 흔들림없이 추진해 나가야하겠다.