현재 모든 나라의 대학·기업·개인 이용자들은 하나의 통신망 속에 연결돼 있고 통신망 속 밖의 생활은 가히 상상하기조차 힘들다.

인터넷을 통해 중요한 화젯거리에 대한 여론이 형성되기도 하는데 여기에 참여하는 사람들은 서로 멀리 떨어져 있지만 신속하게 정보를 공유할 수 있다.

인터넷의 역사는 1950년대에 컴퓨터의 개발과 더불어 시작했다.

인터넷이란 이름은 1973년 TCP/IP를 정립한 빈튼 서프와 밥 간이 '네트워크의 네트워크'를 구현해 모든 컴퓨터를 하나의 통신망 안에 연결하고자 하는 의도(International Network)에서 인터넷(Internet)이라고 처음 명명했다.

그럼 에너지 시스템은 앞으로 어떻게 변해갈 것인가?

에너지는 크게 전기와 열, 연료로 구분된다.

전기와 열 그리고 연료는 각각의 생산/전환 과정을 통해 소비처로 이동되는데 전기는 석탄, 가스 등 화석연료를 연소해 얻은 열로 발전기를 돌리거나 원자력 발전 또는 태양광이나 풍력 등 신재생 발전을 통해 얻어지며 송배전망을 통해 소비처로 전달된다.

열은 주로 화석연료를 연소해 얻는 연소열을 그대로 사용하거나 열배관망을 통해 소비처로 이동된다.

연료는 외연기관이나 내연기관에 공급돼 동력을 얻는 데 사용되는데 화석연료가 대부분이며 탱크, 트럭 등의 수송 수단을 통해 소비처에 전달된다.

우리나라의 경우 전기는 한국전력, 열은 지역난방공사, 연료는 가스공사나 석유공사 등 별도의 공기업들에 의해 각각 관리되고 있어 이들 에너지원 간의 네트워킹은 더욱 어렵다.

기존의 이러한 독립적인 에너지 시스템은 이제까지 문제없이 잘 운영돼 왔다.

그러나 기후변화 위기를 맞아 탄소중립의 중요성이 많은 국가의 현안으로 떠오르고 에너지안보와 함께 안정적인 새로운 에너시 시스템을 구현하기 위해 에너지 대전환이 진행되고 있는 현시점에서도 과연 효과적인 운영 방식인가에는 의문이 있다.

간헐적이고 변동성이 큰 재생전력이 전력계통에 많이 들어오는 경우 변동성을 해소하기 위해 완충 역할을 하는 부가 시스템들이 필요한데 이때 전기를 모두 배터리에 저장하는 것은 가성비 측면에서 매우 부적합하며 양수발전 등을 활용하는 데 있어서도 지리적, 경제적 제약이 크다.

다른 대안으로는 전기가 과잉 생산될 경우 이를 수전해를 통해 수소(연료)로 저장하고 필요할 때 다시 연료전지나 수소터빈 발전을 통해 전기로 변환시키는 것이 가능하다.

또는 히트펌프를 이용해 전기를 직접 열로 바꾸는 것도 가능하다.

전기로 생산한 수소를 공정처리해 화석연료를 만드는 것도 가능하다.

기저 발전을 담당하는 원자력도 수요보다 많은 전기를 생산할 경우 마찬가지로 잉여 전기를 연료나 열로 변환하는 것이 가능해질 것이다.

이른바 상호전환(섹터커플링) 기술이 개발되며서 에너지 대전환을 앞당기고 있다.

생산과 공급의 최적화에 있어서만 에너지원 간의 상호전환이 필요한 것은 아니다.

공급측에서의 완충 역할 뿐만 아니라 수요측에서의 완충 역할도 가능하다.

이는 ‘수요유연화 기술’로 정의되기도 하는데 통신이나 제어기술을 활용해 보다 낮은 가격으로 소비자에게 에너지를 제공하면서 부하를 시간대별로 이동하는 기술을 의미한다.

이 방식은 공급이 수요를 추종하는 현행 방식을 탈피해 공급 여건에 맞춰 수요를 변화시키는 방식이 가능하다.

이제 에너지 소비자는 전통적인 소비자에서 생산과 소비를 동시에 담당하는 프로슈머(Prosumer), 그리고 한 걸음 더 나아가 수요, 공급 및 수요 유연화까지도 담당하는 플렉슈머(Flexumer)로 진화되고 있다.

이 모든 과정이 원활하게 이뤄지고 에너지 대전환이 순조롭게 진행되기 위해서는 생산과 전달 그리고 소비의 전 과정에 참여하는 시스템들이 유기적으로 연결돼 상호 데이터가 제약없이 흘러다녀야 한다.

인터넷을 통해 전 세계가 연결됐듯이 이제는 ‘에너지넷’의 구축을 통해 모든 에너지 시스템들을 연결해 나가야 할 때다.

 

 

 KENTECH 박진호(Chinho Park) 총장직무대행 작성