복원력 있는 미래 구축: 그리드 현대화가 산업 전기화에 중요한 이유

산업이 전기화로 전환함에 따라 변화하는 에너지 환경에 대응하기 위해서는 현대화된 그리드가 필요합니다. 그리드를 업그레이드한다는 것은 신뢰성 향상, 효율성 증대, 유연성 강화, 복원력 향상을 위해 노력하는 것을 의미합니다. 결과적으로 이러한 개선은 정전을 최소화하고, 낭비와 비용을 줄이며, 다양한 재생 에너지원을 수용할 수 있습니다. 전력망을 현대화함으로써 산업계는 안정적이고 중단 없는 전력 공급에 액세스하고, 에너지 소비를 최적화하며, 전력 중단으로부터 신속하게 복구할 수 있습니다.

에너지 수요가 증가하고, 기상 이변이 빈번해지며, 사이버 위협이 점점 더 정교해짐에 따라 디지털 데이터 기반 그리드의 필요성이 사상 최고조에 달하고 있습니다. 그러나 모든 유틸리티 기업들이 이러한 노력에 대한 긴박감을 공유하는 것은 아닙니다.

IBM 기업가치연구소(IBV)의 새로운 연구에 따르면 유틸리티 기업은 평균적으로 매출의 9.8%를 그리드 현대화 노력에 투자하고 있는 것으로 나타났습니다. 고무적인 사실은 설문에 응한 모든 경영진이 전략과 실행 계획이 마련되어 있다고 답했다는 것입니다. 그러나 이러한 준비에도 불구하고 진행 속도는 크게 차이가 있었습니다.  놀랍게도 응답자의 21%는 자신의 회사가 진전을 이루지 못해 청정 에너지 전환을 지원하고 안정적이고 저렴하며 안전한 그리드를 유지하는 데 한계가 있다고 답했습니다. 분명히 기업들은 효율성을 높이는 새로운 기술을 도입할 때 서로 다른 속도와 다양한 접근 방식으로 움직이고 있습니다.

이번 설문조사에서는 그리드 현대화 전략을 기반으로 유틸리티 업계에서 떠오르는 네 가지 그룹을 확인했습니다.

· 선도적 통합 그룹은 전체 조사 대상의 14%를 차지하며 그리드 현대화 분야에서 가장 앞서 나가고 있습니다. 이들은 그리드 성능 시뮬레이션, 양방향 네트워크 오케스트레이션, 통합 표준 설정과 같은 기능에서 탁월하며, 이는 현대 에너지 수요에 대한 적응력을 명확하게 구분합니다. 이들은 정전 및 자산 손상을 제한하기 위해 자체 모니터링 자산을 사용하고 있으며, 자동화된 정전 관리 고객 통신 시스템과 첨단 계량 인프라 2.0(AMI)을 통합하는 데는 다소 미흡합니다.

·       에너지 최적화 그룹은 전체 조사 대상의 21%를 차지하며, 첨단 기술을 통한 에너지 사용 관리 및 최적화를 우선시합니다. 이들은 고급 계량 인프라 통합에 대한 이해도가 높으며 수요 대응에 대한 강한 의지를 보여줍니다. 그럼에도 불구하고 양방향 네트워크 구현에 있어서는 덜 발전되어 있어 기술적 정교함의 격차를 반영합니다.

· 전력 연결 그룹은 전체 조사 대상의 35%로 가장 큰 그룹을 구성합니다. 에너지 네트워크 내에서 연결 및 운영 기능을 구축하는 데 탁월하며, DER을 그리드 시스템과 연결하는 데 강점이 있습니다. 그러나 디지털 및 자동화 인프라의 개선이 필요합니다. 스마트 자산의 통합은 스마트 그리드의 통신 및 데이터 관리 측면을 수용하는 데 있어 채택 속도가 느려지고 있음을 보여줍니다.

· 중간 성취 그룹은 전체 조사 대상의 29%를 차지하며 수요 유연성 충족에 있어서는 견고한 진전을 보이고 있지만 첨단 에너지 기술의 채택과 통합에 있어서는 동종 업계가 이들을 앞지르고 있는 것으로 나타났습니다.

유틸리티 기업은 자신과 가장 유사한 그룹을 식별하고 각각의 행동, 전략 및 행동을 이해함으로써 더 나은 정보에 입각한 의사 결정을 내리고 그에 따라 전략을 조정할 수 있습니다.

이러한 변화무쌍한 환경에도 불구하고 미래에 대비하기 위해 추구해야 할 세 가지 핵심 목표가 있습니다.

1. 복원력 및 안정성 강화

그리드 복원력을 구축하려면 장애나 중단을 예방, 감지하고 복구하는 능력을 강화하는 포괄적인 접근 방식이 필요합니다. 주요 전략에는 그리드 자체 제어 및 최적화, 상호 연결 및 통합, 동적 가격 책정 또는 수요 반응과 같은 도구를 사용한 유연한 부하 관리가 포함됩니다. 예를 들어, 예측 분석 및 전압/VAR 최적화(VVO)에 대한 투자는 그리드 안정성과 효율성을 위해 필수적인 것으로 입증되고 있습니다. 고급 배전 관리 시스템(ADMS)과 고장 감지 기능이 지원하는 상호 연결은 실시간 모니터링 및 제어의 비약적인 발전을 가능하게 하고 있습니다. 마지막으로, 동적 가격 책정 및 수요 대응 프로그램은 에너지 사용을 규제하는 데 효과적입니다. 특히 선도적 통합 그룹의 82%가 실시간 가격 책정을 사용하는 반면, 동종 업체는 절반에 불과합니다.

2. 청정 에너지 전환 가속화

한편, 청정 에너지 전환을 가속화하려면 유틸리티 기업은 재생 에너지의 간헐성을 관리할 수 있어야 합니다. 변동성을 해결하기 위한 다양한 기술이 등장하고 있습니다. 예를 들어, 유연한 발전 관리는 안정성을 위해 빠른 응답 소스와 에너지 저장 장치를 사용하여 변동에 적응합니다. 대규모 재생 에너지 통합에는 향상된 그리드 용량, 실시간 데이터 분석 및 지속적인 모니터링도 필요합니다. 분산 에너지 자원(DER) 통합은 그리드 유연성을 높이는 데 도움이 되며, 유틸리티 기업의 약 60%가 표준화된 연계 방식을 채택하고 있습니다. 블록체인 기술도 배전 단계에서 에너지 거래를 가능하게 하는 새로운 기술로 떠오르고 있습니다.

3. 운영 우수성 향상

기본 운영 우수성은 그리드 효율성, 자산 사용 및 전체적인 시스템 성능을 최적화하는 데 핵심입니다. 전략적 계획과 수요 모델링 도구는 그리드 혼잡을 관리하는 데 중요한 역할을 합니다. 한편 기후 및 일기 예보를 통합하면 재생 에너지 자원의 관리가 향상됩니다. 지속적인 자산 모니터링, 자동화 및 유지 관리는 그리드 인프라를 유지 관리하는 데 매우 중요하며, 실시간 추적 및 자동화된 알림을 통해 비용이 많이 드는 장애를 방지할 수 있습니다. 이 설문조사에 따르면 유틸리티 기업의 약 3분의 2가 이미 자산 장애 예측을 생성하여 장애가 네트워크 성능에 미치는 영향을 평가하고 있는 것으로 나타났습니다.

그리드 현대화를 추진하는 데 중요한 두 가지 핵심 요소는 첨단 제어실의 개발과 새로운 업무 방식의 도입입니다. 이 두 혁신 모두 의사 결정을 개선하고 그리드 성능을 최적화합니다.

미래의 제어실은 첨단 기술과 데이터 시스템을 사용하여 실시간 그리드 관리를 위해 AMI, IoT 및 SCADA를 통합합니다. 향상된 상황 인식, 동적 구성 및 타사 DER 통합은 응답 시간, 리소스 최적화 및 에너지 저장 관리를 개선합니다.

그러나 보다 기본적인 수준에서 유틸리티 기업은 전문 IT 및 OT 기술에 투자하고, 분야 간 협업을 촉진하고, 데이터 중심 문화를 장려함으로써 그리드를 현대화합니다. 교육 및 멘토링 프로그램은 데이터 분석, 사이버 보안 및 재생 에너지 통합에 대한 전문성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다. 결과적으로 전문성이 강화되면 첨단 통신 네트워크를 통해 효율적인 그리드 운영과 실시간 관리가 가능해집니다.

AI, 특히 에이전틱 AI 및 시계열 파운데이션 모델을 사용하면 첨단 제어실에 새로운 차원을 제공하고, 시간이 지남에 따라 자율형 또는 자가 복구형 그리드가 가능해집니다.

현대적이고 적응력이 뛰어난 그리드를 달성하려면 앞서 언급한 전략의 지속적인 발전, 강력한 계획 및 전략적 구현이 필요합니다. 다음 세 단계는 유틸리티 기업이 그리드 현대화 여정을 진행하는 데 도움이 될 수 있습니다.

1. 실시간 모니터링, 자가 복구 시스템, 수요 대응 플랫폼, 사이버 보안 협업을 포함한 기술 및 자동화를 통해 그리드 복원력을 강화합니다.

2. 에너지 유연성을 강화하여 재생 가능한 변동성을 더 잘 관리합니다. 하이브리드 스토리지, 마이크로그리드, 표준화된 프로토콜, 전기차 인프라, AI 분석에 투자하여 그리드 적응성과 안정성을 강화합니다.

3. 그리드의 미래에 대비하여 사용성, 효율성, 자산 가용성을 개선합니다. 디지털 트윈, 예측 알고리즘, IoT, AI 및 실시간 데이터를 사용하여 그리드 최적화, 복원력 및 비용 효율성을 개선합니다.

궁극적으로 전력망의 현대화는 안전하고 지속 가능한 에너지 미래를 위한 협업과 혁신, 공유된 비전을 필요로 하는 공동의 책임입니다. 유틸리티 기업은 지금 단호한 조치를 취함으로써 미래 에너지 소비자의 요구를 충족하는 보다 복원력 있고 적응력 있는 그리드를 위한 기반을 마련할 수 있습니다.

연구 보고서 전문은 여기에서 다운로드하세요.