[소매시장-트렌드] 소매시장의 미래를 위한 에너지 유틸리티 트렌드 5

이 글은 Black & Veatch의 세 가지 시리즈 중 두 번째로, 더 큰 에너지 신뢰성, 낮은 에너지 비용 및 지속 가능한 미래를 향해 나아가는 다양한 산업의 전략을 탐구합니다.

탄소 배출 감소는 저탄소 연료원, 기술 및 공정을 통해 온실 가스(GHG) 배출을 줄이고 최종적으로 제거합니다. 탄소 배출 감소의 긴급성을 이해하기 위해, 미국이 2030년까지 GHG 배출 목표의 50%를 달성하기 위해서는 산업 배출이 2005년 이하로 감소해야합니다.1 현대화된 그리드는 깨끗한 분산 에너지 자원(DER)을 통합하여 많은 산업에서 에너지 탄소 배출을 줄이는 필수적인 전략입니다. 올바른 방향으로 나아가고 있지만, 우리는 앞으로 더욱 효과적인 이니셔티브를 시행하여 다음 세대를 보호해야합니다.

그렇다면, 이 모든 것이 에너지 유틸리티와 무슨 관련이 있는 걸까요? 사실, 거의 모든 산업이 탄소 배출 감소에 기여하지만, 에너지 산업은 GHG 배출의 25%를 차지하여 가장 큰 역할 중 하나입니다.2 유틸리티는 종종 에너지 생성원을 운영하며, 이는 탄소 배출 감소 방정식에서 "공급" 부분을 대표합니다. "수요" 부분에서 유틸리티는 건물 및 차량 전기화 및 재생 에너지 기술 채택을 가속화하기 위한 프로그램으로 주거, 상업 및 산업 고객에게 중요한 영향을 미칩니다. 유틸리티는 재생 가능 에너지를 더 큰 비중으로 세대 포트폴리오에 투자하면서 그리드에 더 많은 깨끗한 에너지가 공급되는 효과를 불러일으킬 수 있습니다. 환경 및 경제적 이유로 인해, 지난 10년간 에너지 산업은 석탄에서 청정 대안으로의 전환에 큰 투자를 하였으며, 미국에서 석탄화력발전은 45%에서 19%로 감소하였습니다.3

국내에서 가장 진보적인 에너지 유틸리티는 고객에게 초고 신뢰성을 제공하기 위해 운영 및 유지 보수 과정을 미래 지향적으로 구축하고 있습니다. 이를 위해, 에너지 유틸리티는 다음 다섯 가지 추세를 고려하는 것이 필수적입니다:

1. DER은 전통적인 유틸리티 계획 및 운영 방식을 파괴시킵니다.

DER은 대부분 온사이트에서 생성된 에너지 대안 및 디스패치 가능한 향상을 중앙 전력 그리드에 대안으로 제공하는 작은 규모의 발전소입니다. 유틸리티는 고객을 단순히 고객으로서가 아니라 탄소 배출 저감 솔루션의 일부로 받아들이기 위해 중요한 전환점을 맞이하고 있습니다. 그리드 내 탄소를 줄이기 위해 고객 소유 DER을 활용하려면 고객 교육 및 참여에 대한 혁신적인 방식이 필요합니다. 유틸리티는 또한 다음과 같은 전략을 시행해야 합니다. DER 통합을 가속화하기 위해 분배 계획 및 인터커넥션 절차를 확장하십시오. DER 상호 운용성 및 자산 가시성 표준을 설정하여 효과적인 최적 운영 및 제어를 가능하게 하십시오. DER 부하를 추적하고 예측하는 방법을 개발하고, 디자인-빌드 및 운영 DER 서비스를 제공하십시오. 탄소 배출 저감 전략에 통합할 수 있는 DER 예시로는 옥상이나 폴에 장착된 태양광 패널, 풍력 발전기, 복합 열 및 전원 시스템, 그리고 배터리 에너지 저장 시스템(BESS)이 있습니다. DER은 재생 에너지의 사용을 최적화하고 전체 효율성을 높이며 화석 연료 사용 및 온실 가스 배출을 줄이기 위해 설계된 분산형 에너지 시스템의 주요 요소입니다. 분산화는 유틸리티(그리고 DER 끝점을 가진 고객)을 활성 시스템 참여자로 만들어 전통적인 유틸리티 계획 전략, 운영 관행, 비즈니스 모델, 투자 및 기술 능력을 근본적으로 변경시킵니다.

2. 송전망 외의 대안은 그리드 용량을 늘릴 수 있는 기회를 제공합니다.

인구 증가와 차량 전기화로 인한 전기 부하 증가로 인해, 에너지 공급 기업은 미래적인 수요를 충족시키기 위해 더 많은 전력 원천이 필요합니다. 비전선 대안 (NWAs)은 전통적인 전송 및 분배 자산에 의존하지 않고 DERs를 사용하여 중앙 전력 그리드를 보강할 수 있습니다.5 연방 에너지 규제 위원회 (FERC) 주문 (Order) 2222는 지역 그리드 운영자가 DERs를 시장 참가자 범주로 포함시키도록 타리프를 개정하도록 요구하므로, 에너지 공급 기업에게 중요한 규제적 고려 사항입니다.6 FERC 주문 2222는 분산 전력의 여러 원천을 집계하여 최소 크기 및 성능 요구 사항을 충족시켜 발전 자산으로 도매 시장에 참여할 수 있도록 허용합니다. 그리드 혁신 이니셔티브의 일환으로 NWA 기회를 식별하도록 규제 기관이 지시하는 주는 캘리포니아, 콜로라도, 델라웨어, 하와이, 메인, 미시간, 미네소타, 네바다, 뉴햄프셔, 뉴욕 및 로드 아일랜드와 워싱턴 D.C.가 있습니다.7 NWAs의 이점 중 하나는 설치 비용이 일반적으로 유선 인프라보다 적게 든다는 것입니다. 예를 들어, 유틸리티는 BESS를 사용하여 최대 수요를 줄이고 새로운 전송 라인을 건설하지 않을 수 있습니다. Siting 및 허가 문제와 에너지 공급 기업과 DER 제공업체 간의 관계 강도는 NWA 프로젝트가 개념화에서 완료로 진행하는지 여부를 결정하는 주요 요인입니다. 기업들은 계획 단계에서 장애물에 대처하고 이러한 비즈니스 관계를 유지하는 것이 중요합니다.

3. 신흥 에너지 기술은 인프라 업그레이드를 필요로 합니다.

한 가지 연료 유형에 의존하는 것이 중단될 수 있는 상황에 직면할 수 있기 때문에, 에너지 자원 다양화는 정전을 줄이면서 더 큰 회복성을 보장합니다.8 미국 에너지부는 정전이 경제에 매년 280억 달러에서 1,690억 달러의 비용이 든다고 추정합니다. 예를 들어, 2021년 2월 텍사스 정전은 주에 1,100억 달러 이상의 손실을 불러 일으켰습니다. DERs의 회복성과 신뢰성 이점을 활용하고 정전을 완화하기 위해 그리드 혁신 인프라와 용량 업그레이드가 필요합니다. 디지털 솔루션 (스마트 미터링, 스마트 센서, IoT 장치 및 원격 제어를 포함한)은 실시간 자동화 통신과 운영을 가능하게 합니다. 지속적인 회복성 노력을 지원하기 위해 새로운 기술이 출현하는 것은 격려되지만, 우리 인프라의 노화 및 악화된 성격을 고려하면 즉각적으로 실행할 수 없습니다. 다행히도, 인프라 투자 및 고용 법안 (IIJA)은 전국적으로 이러한 전력 및 그리드 업그레이드를 자금 지원하기 위해 거의 650억 달러를 할당했습니다.9 이러한 상당한 자본 투자를 할 때, 기업들은 내구성이 뛰어나고 확장 가능한 기술을 선택하고 화석 연료로부터 장비를 전환하고 에너지 효율성, 열 회수 및 에너지 재사용 기회를 식별하여 자산을 오래 사용할 수 있습니다.

4. 에너지 가격이 놀라운 속도로 증가하고 있습니다.

2022년 미국의 전기요금은 전년 대비 14.3% 상승하여 전반적인 인플레이션률의 두 배에 해당합니다.10 에너지 가격이 상승하는 동안, 극한 기상 사건으로 인해 전력망 신뢰성은 감소하고 있습니다. 마이크로그리드, 태양광 및 BESS와 같은 DER은 지역적인 내구성을 제공하며 더 예측 가능한 에너지 비용을 제공할 수 있습니다. 마이크로그리드는 중앙 전원 그리드와 독립적인 개체로 연결하거나 분리할 수 있으며, 연결된 부하가 정전 중에 계속 작동할 수 있도록 합니다.11 마이크로그리드는 에너지를 사용할 위치에 설치되도록 의도되어 있으므로, 전송 및 분배에서의 에너지 손실을 줄이며, 전달 효율성을 높이고 초기 투자를 상쇄할 운영 비용 절감을 가능하게 합니다.12 마이크로그리드는 아직 에너지 유틸리티에서 널리 채택되지 않았지만, 기후 변화로 인한 더욱 신뢰성 있는 에너지 수요가 늘어나면서 관심이 커지고 있습니다. 초기 설치는 대부분 주거 지역 및 원격 지역에서 이루어졌지만, 에너지 산업은 마이크로그리드를 개선된 신뢰성 도구 및 재생 에너지의 조정 메커니즘으로 보고 있습니다. 2023년 4월 현재, 캘리포니아 공공 유틸리티 위원회(CPUC)는 전력 공급 장애에 대한 지역사회 내구성 강화를 위해 마이크로그리드 인센티브 프로그램(MIP)을 시행하고 있으며, MIP는 태양광 및 전기(PG&E), 사우스 캘리포니아 에디슨(SCE) 및 샌디에고 가스 및 전기(SDG&E)를 위한 규칙을 제정합니다.13 에너지 유틸리티는 마이크로그리드 설치 데이터베이스를 유지하며, 거의 모든 주에 설치되어 있으며, 대부분은 캘리포니아, 텍사스 및 북동부에 집중되어 있습니다.14 고객들이 비용 절감, '녹색' 에너지 접근성 및 신뢰성 증대를 요구함에 따라, 유틸리티는 재생 가능한 백업과 함께 전통적인 발전소와 같은 중복 공급원을 마케팅 및 수익화 할 수 있는 기회를 가지고 있습니다.

5. 교통과 건물의 전기화가 진행됩니다.

교통 및 건물 분야를 비롯한 거의 모든 산업에서 전기화가 진행되고 있습니다. 연방 인플레이션 감소법에서 제공하는 주요 자금 지원으로 인해, 전기 자동차(EV)에 대한 수천억 달러의 소비자 인센티브가 제공되며, 이러한 차량 및 부품이 미국에서 생산됩니다.15 또한 주변 규제도 증가하고 있습니다. 2020년, CPUC는 교통 전기화 프레임워크를 제안하여, 에너지 공공시설에 대한 인프라 투자의 장기 계획을 개발하도록 요구했습니다. 전기차 부하는 2030년까지 10배 증가할 것으로 예측됩니다.16 캘리포니아는 2030년까지 5백만 대의 제로 에미션 차량을 도로 위에 내놓는 것을 목표로 하고 있으며, 다른 주도 이에 따르기를 고려하고 있습니다. 상업용 및 주거용 공간 모두에 해당하는 건물 전기화는 화석 연료에서 전기(이상적으로는 태양광, 풍력 및 기타 등)로의 전환입니다. 교통 전기화와 마찬가지로 건물 전기화는 건물 운영으로 인한 나라의 31% 에너지 관련 이산화탄소 배출과 거의 절반의 주택이 기본적인 난방 연료로 천연 가스를 사용하는 것을 감안하면 탄소 배출 저감에 필수적입니다.17 에너지 유틸리티는 전기화된 차량 및 건물을 지원하고 이에 이익을 얻기 위해 그리드 현대화 계획에서 이러한 부하 증가를 고려해야 합니다.

1 Energy & Climate Intelligence Unit

2 Environmental Protection Agency

3 Asset Allocation & Management Company

4 Economic and Social Commission for Asia and the Pacific

5 Wood Mackenzie

6 Federal Energy Regulatory Commission

7 Lawrence Berkeley National Laboratory

8 State of California

9 The White House

10 Utility Dive

11 U.S. Department of Energy

12 United States Office of Electricity