빅데이터 분석, 산업용 사물인터넷 (IIoT), 인공지능 등의 기술이 도시와 산업뿐만 아니라 일반 가정까지도 확산 보급되고 있는 가운데, 대부분의 유틸리티(공급 처리 시설) 관련 기업들은 아직도 이러한 기술들의 도입을 통해 얻을 수 있는 가치를 크게 인지하고 있지 못하는 실정이다. 물론 몇몇 선도 기업들이 다각적으로 신기술 도입을 시도하고 있지만, 기존 조직간에 서로 폐쇄적인 데이터 저장 및 공유 구조를 없애고, 통합적인 데이터 수집 및 운영 구조를 가져가지 못한다면 효과적인 관리를 통한 통찰력 확보가 힘들다고 전문가들은 입을 모은다.
캘리포니아 남부 랜초 쿠카몽가와 샌 버나디노 사이에 위치한 도시인 폰 타나 외곽의 주택 소유자 20명은 전기 생산을 위해 태양 전지판(Solar Panel) 을 옥상에 설치하고, 각 가정마다 전기 수요 및 부하 변화에 대한 관리를 할 수 있도록 하여 각각의 스마트 홈들이 정상적으로 작 동하는 그리드 노드(Grid Node) 역할을 할 수 있을 지에 대한 연구를 시작했다.
미국 남동부에 위치한 유틸리티 회사의 임원 으로 재직하다 은퇴하여 현재는 상임이사로 재직 중인 랜디 브레치슨(Randy Brecheisen) 은 "온도조절기도 주변의 모든 것들을 연결하 는 허브 역할을 할 수 있다. 가전 제품들과 차고 문 등 집안의 모든 것들을 조정할 수 있도록 온도조절기에 기능을 넣을 수도 있는 것이다. 전기 생산 장비를 최대한 활용하는데 필요한 모든 자원을 확보해서 통합시키는데 힘쓰고 있다. 태양광, 수요측 관리(DSM) 자 원, 전기 자동차의 전위, 배전 및 발전 인프 라, 배터리 등을 하나의 기기로 통합 관리할 수 있다면 전력 생산과 공급의 통제가 수월 해진다"라고 말했다.
“이런 휴대성 외에, 상황에 맞는 정보를 제공할 수 있는 인공 지능도 더해져야 한다.”
켄 헵번(Ken Hepburn)
RealWear 마케팅 담당 부사장
그러나 스마트 계량기는 유틸리티 산업에 급 격히 보편화되고 있는 정보 기술 중 하나에 불과하고 유틸리티 산업에서 차지하는 비중 도 미약하기 그지없다. 데이터는 발전, 송전, 배전 및 부하 관리부터 시장 거래, 소매 가격 책정, 소비, 청구 및 저장에 이르는 모든 단 계에 영향을 미칠 정도로 업계의 진정한 숨 은 동력으로 자리잡았다. 유틸리티 회사들은 이러한 시대의 흐름에 편승하기 위해 노력하 고 있지만, 통찰력을 주는 포괄적 시야나 관 리 능력을 확보하기 위한 미래지향적 로드맵 을 갖춘 유틸리티 회사는 찾아보기 힘들다.
싱가포르의 에너지 컨설팅 회사인 테라데이 터 인터내셔널(Teradata International)의 실 무 파트너 데이비드 소차(David Socha)은 "시장이 굉장히 혼란스러운 상황이다. ERP 제공업체, 스마트 계량기 제조업체, 신생 기 업, 심지어 온라인 서적 판매 회사까지 데이 터 및 분석 기술 회사로 돌변했다. 이런 실 정이니 유틸리티 회사들이 기술 도입을 주저 하는 것도 어찌 보면 당연하다"라고 말했다.
인공 지능의 보편화
인공지능(AI), 산업용 사물인터넷(IIoT)을 통 한 센서 기반 데이터 수집, 데이터 분석 등 의 신기술들의 결합은 엄청난 잠재력을 갖 고 있다. 하지만, 그 중 어떤 기술이 산업 표 준으로 자리잡을까? 무엇이 최상의 활용방 법일까? 최상의 활용 방법은 무엇일까? 어 떻게 하면 이런 기술들을 전력 생산과 배분 산업 전반에서 진행중인 다른 디지털 프로 젝트에서도 활용할 수 있을까?
청정 기술들을 연구, 분석하는 글로벌 시장 조사 및 컨설팅 회사인 내비건트 리서치 (Navigant Research)에 따르면, 많은 유틸리 티 회사가 일단 가장 기본적인 수준의 데이 터 수집 장치인 스마트 계량기부터 도입하고 있다고 밝혔다. 내비건트 리서치의 보고서에 의하면, 2016년 말을 기준으로 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 통신 기능을 갖춘 스 마트 계량기가 전체 스마트 계량기의 약 30% 를 차지할 것으로 전망되며 2025년 말이면 53%로 증가할 것으로 예측된다.
최근 스위스의 발전 및 배전 서비스 전문업 체인 Alpiq는 건물 및 시설 관리용 스마트 계량기와 AI 알고리즘을 선보였다. Alpiq은 지속적으로 그리드의 전력 소비 및 부하를 측정하고 일기 예보에 따른 전기 수요를 예 측하며 실시간 전기요금을 추적 수치화한다. 또한 Alpiq은 시간의 추이에 따른 데이터 패 턴을 토대로 가정용 및 상업용 건물에 각기 설치된 부하 제어 장치를 통해 사용자 행동 패턴도 분석한다.
2017년 독일의 연구기관인 FraunhoferGesellschaft는 단일 노드를 통해 20종의 기 기들의 사용량을 계측하고 제어하는 한 단 계 진화한 AI 관리 방식의 스마트 계량기를 출시했다.
프랑스 전역의 3,500만 가구의 전력망 중 95%를 관리하는 EDF Group의 프랑스 전력 망 자회사인 Enedis는 지역별로 사용량을 관 리하기 위해 데이터 및 분석 플랫폼에 집중 투자해 왔다. Enedis가 자체 개발한 스마트 계량기인 'Linky'는 변전소의 컴퓨터 허브를 통해 데이터 및 지침을 송수신한다. 덕분에 이 회사는 자동으로 부하를 관리하고 전력망 을 더욱 자세히 모니터링할 수 있게 되었다.
디지털 기업으로 변신
스마트 계량기는 유틸리티 회사가 최고 수 요 시간대의 부하를 줄이거나 소비자에게 에너지 사용량 관리 정보를 제공하는데는 유용하지만 시스템의 가동 상태를 유지하는 데는 거의 도움이 되지 않는다. 오스트레일 리아 뉴사우스웨일스주의 전력 인프라를 운 영하는 국영기업인 Ausgrid는 DFDC(Digital Field Data Collection) 장비를 22,000명의 근로자에게 보급하여 이런 문제의 실태를 관찰하고 있다.
53%
2025년 말이면 AMI(Advanced Metering Infrastructure)를 갖춘 스마트 계량기가 전체 스마트 계량기의 53%를 차지할 것으로 Navigant Research는 예측하고 있다.
근로자들은 이 장비를 이용하여 250개 이상 의 발전소, 50만 개의 전신주, 3만 개의 소 형 배전 변전소, 약 5만 킬로미터 거리의 지 상 및 지하 전선을 관리하고 있다. 그로 인 해 Ausgrid의 전체적인 작업 주기 생산성이 평균 72% 향상됐다.
Accenture와 공동으로 제작한 '산업의 디지 털 혁신(Digital Transformation of Industries)' 이라는 제목의 2016년 1월 세계 경제포럼 백 서에 따르면, 2025년까지 Ausgrid는 600억 달러를 절감할 것으로 예상된다.
캐나다 유틸리티 회사인 마니토바 하이드로 인터내셔널(Manitoba Hydro International) 은 현장 근로자용 시청각 헤드셋을 테스트 중이다. 관리자는 헤드셋에서 원격 전송된 실시간 시뮬레이션 및 위치 정보를 사용하 여 문제가 생긴 장비를 파악하고 그 장비의 정비 이력을 확인할 수 있다. 이 정보는 수 리 방법에 관한 정보와 함께 현장의 작업자 에게 전달된다. 이 회사 경영진은 시범 사업 결과가 만족스러우면 다른 분야까지 이 기 술의 도입을 확장할 계획이다.
“ “ 모든 분석 기회를 살릴 수 있는 기술, 도구 및 플랫폼에 대한 투자로 이어져야 한다. ”
데이비드 소차(David Socha)
테라 인터내셔널 실무 파트너
실리콘밸리에 있는 RealWear의 마케팅 담 당 부사장인 켄 헵번(Ken Hepburn)은 캐나 다에서 현장 수리용 헤드기어를 테스트하는 중이다. 그는 "호주머니에 세상의 정보를 담 은 셈이다. 이런 휴대성 외에, 상황에 맞는 정보를 제공할 수 있는 인공지능도 더해져 야 하는데, 시기가 문제일 뿐 당연히 실현될 것이다. 그것도 꽤 빠른 시일 내에 그렇게 될 것으로 믿는다"라고 말했다.
스페인 유틸리티 회사인 Iberdrola는 전사적 정보 수집 인프라를 구축했다. 스페인 톨레 도의 자동화된 종합 제어 센터에서 근무하 는 직원들은 기계 학습, 분석 기술 및 로봇 의 지원을 받아 실시간으로 상태 모니터링, 예측 및 안정성 관리 작업을 수행한다. 이런 작업은 9개 국가에 배치된 220개의 풍력 발 전 단지, 70개의 소형 수력 발전소, 그리고 6,000대 이상의 풍력 터빈이 7,000메가와트 (MW)의 전력을 생산하는 Iberdrola의 다양 한 청정 에너지 생산 인프라에 특히 중요한 영향을 미친다.
예를 들어, 약 200만 개의 작동 신호를 모니 터링 하는 센서를 통해 수집한 정보 덕분에 관리자가 더욱 철저히 결함을 감지하고 터빈 및 제어 시스템 오작동을 파악할 수 있다. 원격으로 예방 조치를 실시할 수 있으므로 운영 및 유지 보수 비용도 절감된다. 2016년 세계 경제포럼 백서에 따르면, 향후 10년간 Iberdrola는 현장출동 횟수 감소로 인해 3,870억 달러를 절약하고 24억 톤의 탄소 배 출량을 줄일 수 있을 것으로 예측되고 있다.
어디서 시작해야 하나?
지금까지 소개한 유틸리티 회사들은 다각도 로 작업 환경을 디지털화하기 시작했지만 산업 전반을 살펴보면 관련 기술의 도입 속 도가 더딘 편이다.
"대다수 유틸리티 회사가 여러 가지 이유로 빅데이터(또는 각종 통합 데이터 및 분석)의 가치를 아직 제대로 인지하지 못하고 있다" 고 테라데이터 인터내셔널의 소차는 설명했 다. 그 중 가장 큰 이유로는 정보 공유에 걸 림돌로 작용하는 폐쇄적 운영 구조를 꼽을 수 있다. 각 업무 부서는 다른 부서와 비교 적 분리된 상태로 운영되는 것이 일반적이 다. 유틸리티 회사가 선택할 수 있는 모든 스마트 기술의 효과를 제대로 누리려면 업 무 부서들을 서로 차단하는 폐쇄적 데이터 저장 구조를 타파하고 총체적 관리 시스템 을 구축해야 한다고 소차는 피력했다.
그러나 분산된 의사 결정 권한이 분산되어 있는 기업이라면 '총체적' 관리 시스템을 구 축하기 쉽지 않을 수도 있다. 이미 유틸리티 회사들은 각 업무에 최적화된 다수의 시스템 을 갖추고 있기 마련인데, 이를 단일 업체의 솔루션으로 교체하는 것은 매력적인 선택지 가 아니다. 대신, 유틸리티 회사는 폐쇄적 데 이터 저장 구조를 철폐하고, 실시간 공유가 가능한 디지털 연속성을 구현하여 직원들이 필요한 정보를 일일이 찾는 것이 아니라 적 절한 정보가 자동으로 직원에게 전달할 수 있도록 동종 최고의 애플리케이션을 모두 통 합할 수 있는 플랫폼을 물색해야 한다.
소차는 "어디에 먼저 투자했든 결국 모든 분 석 기회를 살릴 수 있는 기술, 도구 및 플랫 폼에 대한 투자로 이어져야 한다. 전략적으 로 가장 좋은 방법은 데이터 중심 기업으로 거듭날 수 있는 계기를 마련하는 것이다"라 고 말했다.
For information on how to combine connectivity, AI and IIoT into a fully integrated system, visit:
http://3ds.one/energy
