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에너지 효율을 높이는 EERS는 경제·환경에 효과적 수단
2019년 12월 1일 (일) 00:00:00 |   지면 발행 ( 2019년 12월호 - 전체 보기 )

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에너지 효율을 높이는 EERS는 경제·환경에 효과적 수단

에너지효율향상의무화제도(EERS: Energy Efficiency Resource Standards)란 에너지공급자에게 에너지 판매량과 비례해 에너지 절감 목표를 부여하고 효율 향상을 위한 투자를 통해 목표를 달성토록 의무화하는 것을 말한다. 그동안 에너지공 급자는 에너지이용합리화법에 따라 효율 향상을 추진할 법률적 책무가 있었으나 판매량 감소 등을 이유로 투자에는 소 극적인 면이 있었다. 한국 정부는 지난해 5월부터 한국전력공사를 대상으로 EERS 시범사업을 시작했고 본격적인 도입을 앞두고 있다. <편집부>

에너지는 작동할 때마다 수많은 변환을 겪으며 다양 한 형태를 띤다. 에너지의 변환은 에너지 손실을 동반 한다. 비록 그 에너지가 사라지는 것은 아니지만, 초기 에너지의 일정한 양은 사용되지 않거나 버려지는 형태 로 바뀐다. 연료 자체는 많은 에너지를 함유하고 있지 만, 실제로 사용 가능한 에너지는 일부분이고 대부분 은 손실된다. 이와 같은 손실은 가솔린 자동차에서도 비슷한 양상을 보인다. 손실 에너지 중 일부는 열역학 제2법칙과 같은 근본적인 한계에서 비롯되지만, 좀 더 앞선 기술을 적용한다면 그 일부의 효율을 높일 수 있 다. 기후변화와 환경 문제가 대두되면서 에너지 공급 정책보다는 수요관리·절약중심 정책이 더욱 더 주목 을 받고 있다. 특히, 많은 전기제품에 활용되는 전동기 는 전력을 가장 많이 소비하고 있는 요소다. 그래서 이 부분의 효율을 조금만 높여줘도 엄청난 파급효과를 기대할 수 있다는 주장이 제기되기도 했다. 
한국전기연구원 강도현 책임연구원

“산업용 전동기는 전 세계에서 전력을 가장 많이 소비 하는 전력기기로 글로벌 전력소비의 약 45% 이상을 차 지하는 것으로 추정됩니다. 전동기 효율을 3%만 높여 도 1 GW급 원전 108기를 짓지 않아도 되고, 가치를 환 산하면 약 302억 달러를 절감할 수 있을 것으로 전망 됩니다.”

이 말은 작년 한국전기연구원의 강도현 책임연구원이 효율 전동기 관련 특별보고서를 발간하면서 한 것이다. 강 책임연구원은 2014년 11월 시그레(CIGRE)에 제안해 특별보고서 작성을 승인받고, 9개국 20명의 글로벌 전 력전문가들로 구성된 워킹그룹 ‘A1.47’의 위원장으로 활동했다. 시그레(CIGRE)는 1921년 프랑스 파리에서 창 립한 기술 협의체다. 전 세계 92개국의 전력회사, 전력 기기 기업, 대학과 연구기관은 물론 관련 전문가들이 참여해 미래 전력분야 기술에 대한 논의를 통해 방향 을 정하고 기술을 교류하고 있다.

원전 108기 대체, 34조원 절감효과 
강 책임연구원은 워킹그룹 전문가들과 함께 전동기 효 율을 슈퍼 프리미엄급(IE4)과 울트라 프리미엄급(IE5) 으로 개선하기 위해 기술적 구현이 가능한 설계·재료·생산기술을 조사했고, 대량생산과 의무사용화 시점 및 발전설비 저감량을 제시하는 특별보고서를 발간했다. 이 보고서는 전 세계 전력소비의 45% 이상을  차지하 는 전동기 연구개발 방향성 정립으로 전 세계 개발자 를 위한 가이드 역할을 할 것이란 기대를 모았다. 

산업용 전동기는 전 세계에서 전력을 가장 많이 소비하 는 전력기기로 글로벌 전력소비의 약 45% 이상을 차지 하는 것으로 추정된다. 우리나라의 경우도 2017년 국내 전력소비량 중 전동기가 차지하는 비중은 54%(30.8조 원, 275T Wh)에 달한다. 

보고서에 따르면 전 세계 전동기 효율을 3%만 높여도 108 GW의 발전설비를 짓지 않아도 된다는 결론이 나온 다. 이는 1 GW급 원전 108기를 짓지 않아도 되는 수준 이며, 가치로 환산하면 378 TWh의 전력소비를 절감해 약 302억 달러(34조 원)를 절감할 수 있는 수치다. 세계 각국이 전동기 효율을 높이기 위해 저효율 전동기 퇴 출 정책 시행과 함께 효율이 더 높은 전동기를 의무 사 용하게 하고 있으며, 개발에 막대한 예산을 투자하는 이유다. 

국제전기기술위원회(IEC)에서는 국제 효율 표준에 따 라 전동기 등급을 ▲일반 전동기(IE1), ▲고효율 전동 기(IE2), ▲프리미엄급 전동기(IE3), ▲슈퍼 프리미엄 급 전동기(IE4), ▲울트라 프리미엄급 전동기(IE5)로 구분한다. IE4와 IE5는 2014년 새롭게 발표된 표준으 로, 전동기 효율을 높여 전 세계 발전설비를 절감하도 록 유도하겠다는 IEC의 의지가 담겼다. 한국은 고효 율 정책에 따라 2018년부터 소용량 전동기까지 확대 하여 IE3급 제품만 생산·판매할 수 있도록 하고 있 다. 향후 IE4, IE5에는 새로운 형태의 영구자석 혹은 릴럭턴스 전동기(Reluctance Motor)가 적용될 것으로 예상되며 한국도 이에 대한 충분한 준비가 필요할 것 으로 보인다. 

EERS 시범사업 도입
이처럼 에너지 효율향상은 발전소를 짓는 것 못지않게 중요한 부분이다. 2017년 12월에 발표한 제8차 전력수 급기본계획에는 수요관리 핵심수단으로 EERS를 포함 시켰다. 그리고 산업통상자원부는 작년 5월 14일 한국 전력공사 등 에너지공급자의 효율향상 투자를 활성화 하기 위해 ‘에너지공급자 효율향상 의무화제도(EERS)’ 를 시범사업으로 도입했다. 에너지공급자는「 에너지이 용 합리화법」에 따라 효율향상을 적극적으로 추진할 법률적 책무가 있으나, 그동안 판매량 감소를 이유로 효율향상 투자에는 소극적이었다는 평가를 받아왔다. EERS는 에너지 절감목표를 설정해 법률상의 책무를 구체화한 제도로, 이로 인해 효율향상이 에너지공급자 에게는 의무가 된다. 정부는「 에너지공급자의 수요관 리 투자사업 운영규정」(산업부 고시)을 개정해 한전에 대한 효율향상 사업목표(에너지 절감량)를 부여했다. 2018년 시범사업 발표 당시, 한전의 절감 목표량은 전전 년도 전력 판매량의 0.15%였고, 올해는 0.2%였다. 

한전은 프리미엄 전동기 등 고효율기기 보급 지원을 직 접수행하거나 또는 에너지절약전문기업(ESCO)의 투자 대행 등을 통해 이를 달성해야 한다. 예를 들어, 대당 2 ㎿h/년의 에너지 절감 효과가 있는 프리미엄 전동기를 90대 보급할 경우, 180 ㎿h만큼이 해당년도 절감실적 으로 인정될 수 있다. 정부는 시범사업과 더불어 스마트 가전, 제로에너지빌딩 등 새로운 효율향상 투자수단 (품목, 방식 등)을 발굴하고, 향후 가스·열 분야로 제도 를 확산할 계획이다[표 1]. 
[표 1] 한전의 효율향상 주요 투자사업 예시

한편, EERS의 도입은 다양한 사회적 편익을 유발할 것 으로 기대된다. 우선, 에너지공급자는 다양한 에너지 소비정보와 전문인력, 전국 조직망을 보유하고 있어, 보 다 비용-효과적인 투자가 가능하다. 따라서 효과적으 로 에너지 효율 개선이 이루어질 수 있다. 그리고 에너 지 효율 개선은 발전소 확충 부담을 감소시키고, 피크 수요 및 온실가스 감축을 가능케 하여 에너지공급자에 게도 혜택이 있다. 또한, 에너지소비자는 고효율 기기 구입 등에 소요되는 비용의 절감이 가능하며, 효율 개 선으로 에너지 요금이 절감될 수 있다. 이외에도, 효율 향상 투자는 발광다이오드(LED), 인버터 등 제조기업 및 에너지서비스 산업(ESCO)의 성장을 촉진하고, 실적 검증 관련 전문인력 등의 일자리 창출에도 기여할 것으 로 기대된다. 실적검증(Measurement & Verification)이 란 계측 등의 방법을 통해 절감실적을 확인하는 업무 를 말한다.

정부가 EERS 도입으로 기대하고 있는 절감 목표는 제8 차 전력수급기본계획에 제시돼 있다. 정부는 2031년까 지 절감 목표 9.8만 GWh 중 3.6만 GWh(37.2%)를 EERS 가 기여할 것으로 전망했다[그림 1]. 
[그림 1] 제8차 전력수급기본계획에 따른 절감 목표 

미국과 유럽의 경우, 전력 및 가스사업자에 대한 에너지효율향상 의무화 시행이 비중이 높은 편이다. 미국은 27개주에서 시행하고 있으며, 2015년 연간 판매량의 1.2%에 해당하는 에너지 절감을 달성했다. 반면 EERS 를 시행하지 않는 주의 경우 에너지 절감이 0.3%에 불 과해 차이가 두드러졌다. 유럽도 EERS와 유사한 ‘에너 지공급자의무화’(Energy Supplier Obligation)이나 ‘백 색인증제’(White Certificate)를 운영하고 있다. 정부나 규제기관이 의무대상자인 전력 및 가스회사에 의무달 성 목표를 설정하는 방식이다. 한국은 현재 시범사업으 로 진행하고 있으며 본격적인 시행은 2020년부터 들어 갈 것으로 예상된다. 이 기간 동안 정부와 공단, 공급사 를 중심으로 제도 도입을 위한 정책 연구와 기술 분석 등이 추진되고 있다. 이러한 과정을 거쳐 정책설계나 구체적인 시행방안이 마련되고 있다. 

에너지 효율향상은 효과적인 자원
에너지효율향상 의무화가 확대되는 배경에는 자원의 가용성이나 환경적 측면에서 에너지 효율향상이 가장 효과적인 수단이기 때문이라는 인식이 있다. 또한, 기 후변화 대응과 에너지 안보 차원에서도 효과적인 대응 수단으로 인식되고 있다. 말하자면, 에너지 효율향상이 비용효과나 리스크 면에서 가장 우수한 자원으로 보는 시각이 확대되고 있다는 것이다. 

에너지 효율향상은 공급자와 참여 수용가, 국가 모두에 게 편익을 주기도 한다. 에너지 효율이 향상되면 공급 자는 송배전 시설이나 발전소를 늘릴 필요가 없고, 예 비력 확보도 최소화할 수 있으며 환경비용을 줄일 수 있다. 참여 수용가 입장에서는 요금이 주는 대신 자산 가치는 상승하고, 운영과 유지보수의 생산성이 향상된 다. 국가의 입장에서는 온실가스를 감축하고 에너지 안 보가 강화되며, 고용창출이나 산업생산성이 높아지는 이점이 있다. 그럼에도 한국의 에너지 효율향상 수준은 2018년 기준으로 25개국 가운데 13위에 그쳤다.

이처럼 한국의 에너지효율향상 수준은 다소 미흡하다 는 평가를 받고 있다. 지난 7월에 ‘성공적인 EERS 추진 전략’이라는 주제로 열린 제2회 전력정책포럼에서 한국 전기연구원의 이남우 박사는 한국의 에너지 효율 향상 과 관련해 “산업과 수송부문은 상대적으로 우수하나, 국가적 노력이나 건물 부문에서는 다소 미흡하다”는 분석을 내놓았다.

이날 이우남 박사는 EERS의 성공적인 이행을 위해 우 선, 효율향상을 위한 정보인프라를 구축해야 한다고 제안했다. 스마트 미터링에 기반한 에너지 공급사의 빅 데이터와 연계함으로써 수용가의 에너지 사용행태를 분석하는 것은 유용하기 때문이다. 이 박사는 이를 바 탕으로 사용 행태별로 그룹을 짓고 선택과 집중을 도 모해야 한다고 덧붙였다.

다음으로, 국내 에너지절감 잠재량에 대한 정밀한 분 석을 토대로 합리적인 목표를 설정해야 한다. 주기적인 기술 및 시장조사는 EERS 목표 설정의 근간이 된다. 이와 관련해 이 박사는 EERS를 시행할 경우 리스크를 최소화하기 위한 필수적인 요건이라고 강조했다. 그리 고 효율향상 시장전환을 위해 시장 평가를 실시해 현 상을 파악하고 전략을 수립할 것을 제안하기도 했다. 이외에도 에너지공급자의 적극적인 시행을 유도하기 위한 비용보전 방안을 강구해야 한다는 점, ESCO 활성 화를 통한 에너지 절감 시장 활성화 및 이행률을 제고 하고, 장기적으로 제도 간의 연계를 통한 이행률을 높 임과 동시에 궁극에는 제도를 통합하는 방안을 모색해 야 한다고 제안했다.

에너지 효율향상은 온실가스 감축의 수단 
에너지 효율향상은 화석연료 고갈과 기후변화에 대응 하는 수단으로도 주목을 받는다. IEA는 2050년까지 온 실가스 감축 수단으로 에너지 효율향상이 탄소포집 및 저장(CCS) 기술보다도 38% 더 많은 기여를 할 것으로 내다보았다. 또한, 에너지 절감을 통해 전력수요를 낮 출 수 있기 때문에 효율향상은 유용한 수요관리 자원 가운데 하나로 인식되기도 한다. 

에너지 효율향상은 국가 차원에서도 전력수급 안정과 연료수입을 대체하는 효과를 기대할 수 있다. 뿐만 아 니라 전력회사는 발전소 건설을 회피하거나 설비투자를 억제하면서 설비의 이용률을 높이는 이점이 있다. 소비자 역시 에너지 이용을 줄이기 때문에 전기요금을 절감할 수 있다. 이런 점은 같은 수요관리의 입장에서 도 부하관리와는 또 다른 측면이 있다. 수요관리는 가 정이나 산업 등 수요자를 주체로 하는 ‘일반적인 수요 관리’와 전기나 가스 등 에너지공급자가 주체가 되는 ‘ 에너지공급자 수요관리’로 나누어 볼 수 있다. 에너지 사용자가 주체가 되는 일반적인 수요관리는 비용투자 및 목표관리가 불가하여 에너지 절감을 위한 수요관리 수단으로 활용하기 어려운 측면이 있다. 따라서 에너지 공급자에게 일정한 절감 목표를 부여하여 이행하게 할 경우 직접적이고 강력한 에너지 절감이 가능하다.* 

EERS 제도가 도입되면 RPS(Renewable Portfolio Standards)와 더불어 전력회사의 경영을 압박하는 요 인으로 작용할 수도 있다. 비용적 측면에서 보자면, 효 율향상 프로그램 운영비용이 발생하고 매출감소에 따 른 이윤 감소가 발생할 수 있다. 편익 면에서는 앞서 언 급한 것과 같이 발전소 건설비용을 회피할 수 있고, 구 입전력비(SMP) 하락효과가 있다. 이외에도 온실가스 저감효과 역시 이점으로 작용하겠지만 장기적으로 전기요금 인상요인이 될 것으로 보인다. 따라서 EERS 도 입을 위해 인센티브와 보상 체계가 필수적이라는 지적 이 있다. 지난 7월에 열린 ‘성공적인 EERS 추진 전략 토 론회’에서도 이러한 주장이 제기됐다. 
[그림 2] 효율향상과 부하관리의 개념 (출처‘: EERS제도 개요와 전력산업의 영향’대한전기학회 학술대회)

성과 인센티브 및 보상 체계도 병행해야 
이날, 한국전력 EERS기획부 이재헌 부장은 “인센티브 를 활용해 자벌적인 투자를 유도”해야 한다는 주장을 펼쳤다. 미국의 경우 사업 투자확대를 위한 유인책으로 성과 인센티브 정책을 활용하고 있다. 이 부장은 인센 티브를 시행한 주와 그렇지 않은 주의 실적이 2배 이상 차이가 난다는 점을 지적했다. 2017년 실적의 상위에 든 10개의 주에서 손실보전과 성과인센티브를 운영하 고 있다고 지적했다. 유럽의 경우에는 별도의 인센티브 는 없지만 인증서 거래를 통해 수익을 확보할 수 있도 록 돼 있다. 이 부장은 이처럼 선진 주요국의 사례를 들 어 “EERS 운영 시 지원금 등 프로그램 비용 보전은 최 소한의 필요조건”이라고 강조했다. 

에너지경제연구원의 이성인 연구위원은 EERS의 성공 적인 도입을 위한 조건으로 ‘프로그램 설계’를 강조했 다. 이 연구위원은 EERS의 제도적 설계요소로 ①정략 적 목표량을 부과하여 이행하고 입증하도록 요구 받은 ‘ 의무화 대상기관’ ②정해진 기간 동안에 달성해야 할 에너지 절감에 대한 ‘정량적 목표 설정’ ③절감 목표를 달성하기 위한 ‘적격 절약 활동’ ④비용보전 ⑤평가, 측 정 및 검증(EM&V) ⑥비용제한, 인센티브, 패널티 및 디 커플링(decoupling) 등이라고 지적하고, 오랜 경험을 가 진 해외 운영사례를 면밀히 검토해 국내 실정에 맞게 제도를 설계해야 한다고 강조했다.

SKT의 김상목 에너지ICT사업팀장은 EERS 시행 취지 를 달성하기 위한 요건으로 ▼비용 보전 방식의 합리화 와 ▼다양한 참가자(player)들의 참여 동인 마련, 두 가지를 제시했다. 그리고 M&V 방법론 기반의 에너지 소 비 효율화 방안에 대한 제언을 덧붙였다. 김 팀장은 데 이터 기반의 운전 가이드 및 컨설팅, 자동 제어 로직 등 을 적용함으로써 지속가능한 에너지 소비 효율화의 구 현이 가능하다고 지적하고, 이렇게 될 경우 설비 업체뿐 만 아니라 IT와 시스템 설계, 컨설팅 등 다양한 사업자 들이 시장에 참여함으로써 EERS 산업생태계를 자연스 럽게 조성하는 자양분이 될 것이란 기대를 내비쳤다. 

구민회 법률사무소EE 변호사는 “2019년 한해 동안 한 국전력과 한국가스공사, 한국난방공사가 의무적으로 절감해야 하는 에너지는 94,072 toe로서 2017년 전체 에너지 다소비 업체가 절약한 최종에너지량의 6.6%에 이르는 양”이라고 지적하고, “에너지 효율에 투자가 부 실한 실정에서 EERS의 역할이 크다”고 강조했다. 그러 면서도 한편, 에너지기본계획 목표를 달성하기 위해 2030년까지 700만 toe를 줄여야 한다는 점에서 지금의 의무절감량이 부족하다는 지적을 했다. 그리고 의무 절감량에 대한 심도 있는 검토를 제안했다.

위에서 살펴본 바와 같이, 에너지 효율 향상은 경제적· 환경적 측면에서 효과적인 에너지 절감 수단으로 인식 되어 세계 각국에서는 관련 정책을 도입·확산하는 추 세다. EERS란 에너지 공급자에게 효율향상 목표를 부 여하는 제도로 전 세계 약 48개 지역에서 시행되고 있 다. EERS는 인센티브 및 서비스 기반의 다양한 에너지 효율향상 프로그램을 통해 운영 중이며, 최근에는 에 너지 공급자가 직접 고객에게 에너지 효율 개선 방안을 제시하는 서비스 기반 사례가 증가하고 있다고 한다. 서비스 기반은 고객 대상 에너지진단을 통해 효율개선 사항을 제시하고, 효율개선사항을 적용할 경우 인센티 브를 제공하는 등 다양한 서비스에 기반한 에너지효율 향상 프로그램 운영 방식을 말한다.

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* ‘EERS제도 개요와 전력산업의 영향’대한전기학회 학술대회 논문집, 2012.5

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