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제목 : 글로벌) 전력 시대의 계통망 현대화 (Modernising Grids in the Age of Electricity)

디지털화, 전력망 강화 기술(GETs), 그리고 인공지능(AI) 간의 관계

* 출처: IEA

1. 전력수요 증가와 전력망 확충의 제약

전기화와 데이터센터 확대 등으로 전력수요가 빠르게 증가하면서 전력망에 대한 부담도 커지고 있다. 그러나 신규 전력망 건설은 인허가, 공급망, 장비 및 인력 부족 등으로 장기간이 소요되어 수요 증가 속도를 따라가기 어려운 상황이다. 이에 따라 신규 전력망을 지속적으로 확충하는 동시에 현재 운영 중인 전력망에서 더 많은 용량을 확보하고 활용하는 접근이 필요하다.

(기존 전력망의 활용) 현재 전력망은 모든 설비를 최대수요에 맞춰 운영하기보다는 실제 계통 상황에 따라 발생하는 여유용량을 활용할 여지가 있다. 동적 정격, 계통 토폴로지 최적화, 첨단 전력조류 제어 등 계통 강화 기술(GETs)은 기상조건, 설비상태, 전력흐름 등을 반영해 송전망의 실제 가용용량을 높일 수 있다. 이러한 방식은 신규 선로 건설을 대체하기보다는 신규 인프라가 구축되는 동안 기존 설비의 활용도를 높이는 보완수단으로 활용할 수 있다.

2. 디지털 기술과 AI를 활용한 전력망 운영

(디지털 전환) 센서와 계측장비를 통해 전력망의 상태를 실시간으로 파악하고, 데이터를 기반으로 설비 운영과 유지보수를 최적화하는 방식이 확대되고 있다. 특히 배전망은 전력수요와 분산형 자원의 증가에 비해 계통 가시성이 낮아 데이터 확보와 모니터링 체계 강화가 중요한 과제로 나타난다.

(AI 활용 확대) AI는 전력 수요와 재생에너지 발전량 예측, 설비 상태 진단, 고장 및 정전 예측, 계통 계획, 접속 검토 등에 활용되고 있다. 현재는 유지보수와 예측 등 상대적으로 위험도가 낮은 분야를 중심으로 활용이 확대되고 있으며, 실시간 계통 운영과 같이 오류가 전력공급에 직접 영향을 미칠 수 있는 분야에서는 AI 판단의 신뢰성, 책임소재 및 사이버보안 문제가 주요 제약요인으로 작용하고 있다.

3. 디지털 전력망의 활용 잠재력

(추가 접속용량 확보) 동적 정격, 계통 토폴로지 최적화, 첨단 전력조류 제어를 활용하면 기존 전력망에서 최대 330GW의 추가적인 발전·저장·수요 접속용량을 확보할 수 있는 것으로 분석된다. 이는 동일한 규모의 용량을 신규 전력망 확충으로 확보할 경우 약 1,000억 달러의 투자가 필요한 수준이다. 다만 기술별 잠재량에는 중복되는 부분이 있어 단순 합산할 수 없으며, 실제 적용 가능성은 개별 계통의 전압, 설비용량, 발전·수요 구조 등에 따라 달라진다.

(확산을 위한 조건) 디지털 기술의 활용을 제약하는 요인은 기술 자체보다 규제 체계, 데이터 기반, 인력·조직 역량, 신뢰·책임·보안 등 구조적인 여건에 있다. 특히 전력망 운영자는 기존 물리적 설비에 비해 디지털 기술의 비용과 편익을 평가하기 어려워 도입에 제약을 받고 있으며, 데이터 부족과 상호운용성 문제도 확산을 가로막는 요인으로 나타난다.

4. 디지털 전력망 확대를 위한 정책 방향

(규제 체계 개선) 디지털 기술과 기존 물리적 설비를 동일한 기준에서 비교할 수 있도록 기술중립적 규제 체계를 마련하고, 투자 비용보다 시스템에 제공하는 성과를 중심으로 보상할 필요가 있다. 이를 위해 전력망 계획·보강 과정에서 GETs, 디지털 기술 및 비송전선 대안을 함께 검토하고, 혼잡 완화, 출력제어 감소, 접속기간 단축 등 시스템 편익을 평가할 수 있는 표준화된 방법론을 마련해야 한다.

(데이터·인력 기반 강화) 배전망의 계측·모니터링을 확대하고 데이터 품질과 상호운용성을 높이는 동시에, 전력 시스템과 데이터과학을 함께 이해하는 전문 인력을 확보해야 한다. 설비 교체·보수 시 센서, 통신, 데이터 구조, 사이버보안 및 제어시스템을 함께 반영해 디지털 기반을 단계적으로 구축할 필요가 있다.

(신뢰와 보안 확보) AI를 안전 중요 계통 운영에 활용하기 위해 기능의 중요도에 따라 인간의 감독과 검증 수준을 차등화하고, AI 기반 의사결정의 책임과 위험 배분을 명확히 해야 한다. 또한 사이버보안을 설계 단계부터 반영하고, AI 모델과 공급자에 대한 의존 위험을 분산할 필요가 있다.

(국제협력 강화) AI 모델과 디지털 기술의 검증·인증을 위한 공동 기준과 시험환경을 마련하고, 데이터·연산자원·전문 인력을 공유해 국가별 중복 투자를 줄일 필요가 있다. 특히 신흥시장 및 개발도상국은 검증된 기술과 규제 방식을 현지 여건에 맞게 적용하고, 국제금융과 역량 공유를 통해 초기 도입 부담을 낮출 필요가 있다.