AI기술 차세대 전력망 구축과 에너지고속도로 혁신기술 분석

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AI기술 차세대 전력망 구축과 에너지고속도로 혁신기술 분석

​제조사: 지식산업정보원
규격: 616쪽 (A4, 서적, PDF)
ISBN: 9791158622848
발간일: 2026-04-07

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AI기술 차세대 전력망 구축과 에너지고속도로 혁신기술 분석

 

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[ 보고서 소개 ]

과거의 에너지 시장이 석유와 가스라는 화석연료 중심의 안정적 수급에 집중했다면, 21세기는 전기의 시대이다. 탄소중립 요구가 높아지고 AI 데이터센터 등 전력 다소비 설비가 빠르게 늘어나면서 전력 수요 구조 자체가 변화하였는데, 국제재생에너지기구(IRENA)는 2050년 최종 에너지 소비에서 전기가 차지하는 비중이 52%에 이를 것으로 내다봤다. 이에 따라 특정 지역의 대형발전소에서 생산한 전력을 장거리 송전하는 기존 중앙집중형 전력 체계에서 벗어나 지역에서 생산하고 지역에서 소비하는 분산형 전력망으로의 전환이 불가피해졌다. 

이 같은 전력 체계 전환의 필요성을 국가 성장전략으로 구체화하였는데 바로 ‘차세대 전력망’ 프로젝트이다. 차세대 전력망은 재생에너지와 에너지저장장치(ESS) 같은 분산에너지를 인공지능(AI) 기술로 통합 제어해 전력의 생산·저장·소비를 최적화하는 지능형 전력망이다. 전국 단위의 대규모 송전망을 구축하는 ‘에너지 고속도로’가 전력 계통의 뼈대라면, 차세대 전력망은 지역 단위에 촘촘한 소규모 전력망을 배전망에 연결하는 방식이다. 이에 따라 정부는 한국형 차세대 전력망을 통해 재생에너지에 적합한 전력시스템을 갖추고 ‘지산지소’를 기반으로 지역별 전력수급 균형을 도모한다. 
 
금년 상반기 내 한국형 녹색전환(K-GX) 전략 발표가 예고되면서 산업계가 대대적 드라이브를 걸고 있다. 유럽연합(EU)과 일본 등 주요국에서 녹색전환(GX)을 국가 핵심 아젠다로 설정하였는데, 핵심 사안으로는 재생에너지 보급 확대와 수소환원제철 실증, 수소·전기차 보급 확대, 열에너지 전기화 등이 거론된다. 이를 이행하기 위한 기술개발과 인증·표준 마련, 금융 및 세제 지원과 규제 완화 등 패키지 지원방안 마련도 이뤄질 전망이다.
 
이에 본원 R&D정보센터에서는 전력산업 패러다임 전환을 이끌 혁신기술 개발에 도움이 되고자 「AI기술 차세대 전력망 구축과 에너지고속도로 혁신기술 분석」을 발간하였다. 본서에서는 글로벌 전력산업 실태, 국내 에너지고속도로 로드맵, 송·배전·변전 인프라구축, 분산자원 활성화와 전력시장 개편계획, ESS 안정화 기술과 K-GX 개발 현황을 다루었다. 본서가 학계⸳연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 

[ 목차 ]

제1장 전력산업 개편에 따른 에너지 고속도로 추진동향

1. 에너지 전환과 산업경쟁력 강화를 위한 전력 정책과제
1) 글로벌 경제질서 변화와 시대적 도전
(1) 세계 경제질서의 변화와 에너지 안보
(2) 에너지 산업 동향
가. 에너지 사용의 전기화와 AI 데이터센터로 인한 전력수요가 폭증
나. 탄소중립 달성을 위한 전력 부문의 탈탄소화 추진
다. 전력산업의 디지털화 및 분산화 확대
2) 미래 에너지 정책의 원칙
(1) 기존 에너지 정책의 문제점과 국내 전력산업의 당면 과제
가. 에너지 정책의 문제점
나. 국내 전력산업의 당면 과제
(2) 미래 에너지 정책의 핵심기조와 원칙
가. 핵심기조 
나. 기본원칙
A) (Balance) 균형 있는 에너지 정책
B) (Order) 질서 있는 에너지 정책
C) (Scale) 규모 있는 에너지 정책
D) (Speed) 속도감 있는 에너지 정책
3) 주요 정책 제안
(1) 안정적 전력 공급을 위한 분산화 촉진 및 전력망 건설･운영 최적화    
가. 전력 수요 및 공급의 분산화 촉진
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
나. 전력망 확충 및 송배전망 운영 최적화
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
다. 전력계획 수립 체계 개선 및 공공기관 역할 재정립
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
(2) 산업경쟁력 제고와 경제적 전력 공급을 위한 제도 개편
가. AI 기반 에너지효율･수요관리 체계 혁신
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
나. 전기요금 체계 개편 및 소매시장 공정 경쟁 기반 조성
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
다. 전력산업 규제 거버넌스 개편
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
(3) 지역균형과 성장을 위한 신산업 육성 및 그린인프라 구축
가. 탄소중립･에너지 신산업 R&D 투자 전략 강화
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
나. 지역 기반 그린인프라 구축 및 실증 플랫폼화
A)  배경 및 필요성
B) 세부 실행과제
다. 신산업 생태계 조성 및 시장 창출
A) 배경 및 필요성
B) 세부 실행과제

2. 에너지 AI 추진 방향과 에너지대전환 `26년 계획 
1) 산업 AI 확산의 10대 과제와 에너지 AI 추진 방향
2) 2026년 동안 추진할 에너지전환정책실의 주요 업무계획
(1) 2025년 주요성과
(2) 2026년 업무계획
가. 핵심과제 1 : 재생에너지 100GW 위한 보급 가속화 및 비용절감
A) 획기적인 재생에너지 보급 확대
B) 재생에너지 비용저감
C)국민 체감 제고 및 산업경쟁력 강화
D) 체계적인 해상풍력 확산 추진
나. 전력망 운영혁신·확충 및 에너지고속도로 구축
A) 재생에너지 맞춤형 차세대 전력망 구축
B) 기존 전력망 활용 극대화를 통한 송전용량 확보
C) 지역 간 융통선로 신속 구축 및 안정적 전력망 운영
다. 핵심과제 3 : 에너지전환을 포용하는 전력시스템 구축
A) 탈탄소 에너지전환 로드맵 마련
B) 전기요금 체계 개편 및 전력도매시장 혁신
C) 전력산업 발전방향 도출
D)안정적 전력수급 운영 및 케이(K)-그리드 세계 진출 확대
라. 핵심과제 4 : 원전 정책의 수용성 및 지속가능성 제고
A) 원전 활용성 제고
B)원전 고준위 방폐물 등 후행주기 관리 철저
C) 발전소 주변지역 지원

3. 인공지능 시대의 전력망 전환과 에너지 고속도로 구축동향
1) AI 확산과 전력 수요의 대응 
(1) 수급 안정화를 위한 전략적 재설계
가. AI가 불러온 전력 위기
A) 전기 먹는 하마, AI 
B) AI 반도체 수요를 반영한 제11차 전기본 실무안
나. 미래 AI 확산 경로에 따른 전력수요 예측
A) AI 확산 경로 예측
B) AI 확산에 따른 전력수요 예측
다. 전력수급 안정화를 위한 전략적 재설계
A) 산업 특성을 고려한 맞춤형 전력수급 계획 수립
B) 국가첨단전략산업 특화단지를 활용한 분산형 전력체계 선도 모델 구축
(2) AI 데이터센터 확산에 따른 전력망 안정성 도전과 대응
가. 글로벌 데이터센터의 전력수요 급증 전망
나. AI 데이터센터의 부하 변동 패턴
A) AI 데이터센터의 부하 변동 특성
B) AI 데이터센터 동기 훈련 중단 시 부하 변동 시뮬레이션 
C) AI 데이터센터가 초래한 새로운 도전
다. 급격한 부하변동 대응 방안
A) 하드웨어 솔루션 
B) 소프트웨어 및 운영 대응
C) 규제 및 표준 대응
라. 주요 시사점
2) 용인 반도체 클러스터 전력 공급 리스크 진단과 전력망 확충 계획
(1) 용인 반도체 클러스터 전력 공급 리스크 진단
가. 반도체와 전기의 품질
나. 클러스터 조성 계획과 에너지 리스크    
다. 클러스터에 대한 전력공급의 문제점
A) 전력망 안전도 취약성
B) RE100 산업단지 계획과의 연계 부족
C) 재정부담과 사회적 갈등 유발
D) 탄소중립 정책과의 충돌
라. 개선 과제
A) 전담 DSO 구성
B) 재생에너지 시장 개편
C) 갈등 비용의 가격화
D) 전력망 신뢰도 향상
마. 전력산업과 반도체산업의 지속가능성
(2) 계통 안정성 관점의 전력망 확충 계획 검토
가. 용인 반도체 클러스터 전력 공급 논의의 배경과 쟁점
나. 용인 반도체 클러스터 전력망 안정도 문제와 기술적 쟁점
다. 용인 반도체 클러스터 전력망 건설 계획 평가
3) 에너지 고속도로와 추진 동향
(1) 에너지 고속도로 의의 및 해외동향
(2) 에너지 고속도로 정책과 인천광역시 대응
가. 에너지 고속도로 개념과 관련 정책
A) 에너지 고속도로 제안 배경
B) 에너지 고속도로 개념과 내용
C) 국가기간전력망 확충 특별법
D) HVDC 산업육성전략
나. 국내 송전망 현황 및 계획
A) 국내 송전 전압 체계
B) 초고압 직류 송전(High-Voltage Direct Current; HVDC)
C) 송변전 설비 관련 계획
다. 인천광역시 송전망 현황
A) 인천광역시 송전망 및 변전소 현황
B) 인천광역시 송전망 여유 용량
C) 인천광역시 전력계통영향평가 결과
D) 송전망 확대 관련 주민수용성 문제
E) 에너지 고속도로 및 해상풍력단지 건설로 인한 추가 송전망 건설 필요
4) 국내 차세대 분산형 전력망 구축동향
(1) 추진 배경
(2) 현황 및 문제점
(3) 차세대 분산 전력망 추진전략
가. 추진 방향
A) 유연성 자원 인프라 확대 및 배전망 운영 혁신
B) 분산형 자원에 적합한 시장제도 개편 및 관련 산업 수출산업화
나. 추진 전략
(4) 세부 추진 내용
가. 지역 단위 배전망 혁신
A) 배전망 유연성 자원 인프라 확대
B) 동적제어 시스템 구축 및 가동
C) 유연성 자원 보상사업 신설
나. 분산형 전력망에 적합한 시장제도 개편
다. 지역별 지산지소 실증
A) 분산특구 활성화
B) 제주 : 전력시장 제도 혁신으로 탄소중립섬 실현
라. 차세대 분산 전력망 산업 생태계 구축
A) 『K-그리드 인재‧창업 밸리 조성』
B) 핵심기술 확보를 위한 선제적 R&D 추진
(5) 향후 계획

제2장 지능형 전력산업 AI 기술 및 국가전력망 운영 혁신

1. 국가별 전력망 현황 및 운영 동향 
1) 아세안 지역의 전력망 현황 및 전망
(1) 아세안지역의 전력수요 급증과 전력망 확충 전망
가. 전력수요 증가와 기후목표를 고려한 전력망 확충전략의 변화
나. 아세안지역의 전력망 확충 전망
(2) 아세안 전력 시스템의 변화
가. 아세안의 화석연료 중심의 전력믹스
나. 재생에너지 개발 확대와 전력망 확충 필요성 증대
(3) 아세안지역의 전력시스템 유연성 강화 노력
가. 전력시스템 유연성 강화 방안
나. 국가 간 계통 연계
(4) 스마트하고 유연한 통합 전력망 구축 전략
2) 지역 유연성 시장의 해외 주요국 운영동향
(1) 개황
가. 유연성의 활용 가치
나. 지역 유연성
(2) 현황 및 동향
가. NWA 및 계획 중심의 유연성 활용(망 투자 이연 및 대체 목적)
A) 영국
B) 미국
C) 프랑스
나. 실시간 혼잡 대응 중심의 유연성 활용
A) 네덜란드
B) 독일
(3) 국내 전력 계통 유연성 확보 및 시장 도입 방안
가. 국내 유연성 확보의 어려움
나. 지역 유연성 시장 국내 도입 검토
A) 시장 도입 방법
B) 시장 및 계약 기간
C) 기존 시장과의 관계
D) 정산(베이스라인 설정, 보상 및 패널티)
(4) 결론 및 시사점

2. 지능형 전력산업을 위한 인공지능 기술과 경쟁력
1) 전력 인공지능의 핵심 기술, 생성형 AI
(1) 기술개요 및 필요성
(2) 기술동향 및 시장전망
(3) 연구원 신사업 기술성과
(4) R&D 추진전략 및 기술활용 전망
2) 시각지능(AI)을 활용한 전력설비 진단 기술
(1) 기술개요 및 필요성
(2) 기술의 우수성 및 차별성
(3) 현장적용 및 활용효과
(4) 사업화 전략
3) 차세대 전력시장 종합분석 솔루션(MTAS) 기술
(1) 기술개요 및 필요성
(2) 기술의 우수성 및 차별성
(3) 현장 현안해결 사례
(4) 사업화 전략
4) 미국과 중국의 전력산업 및 AI 경쟁력 비교
(1) 배경
(2) 현황 또는 동향
가. 주요 원자재 공급망
나. 태양광
다. 풍력
라. 배터리 ESS(Battery ESS)
마. 청정 수소
바. AI 기술
(3) 전망
5) 데이터사이언스랩(Data Science Laboratory)
(1) 전력-에너지 AI 산업 기여
(2) 업무 분야별 주요 연구성과 적용실적
(3) 2025년도 주요 연구과제
(4) AI 혁신에서 에너지 리더십까지
6) 데이터와 복원력으로 혁신하는 차세대 자율 운영 전력망
(1) 에너지 위기와 전력망 패러다임의 전환
(2) 복원력을 가진 자율 운영 전력망(RAG, Resilient Autonomous Grid)
(3) 데이터 기반 실시간 예측과 대응을 통한 RAG 구현
(4) 국내 RAG 구현을 위한 연구 거점 : ‘복원력을 가진 자율운영 전력망 센터’

3. 초고압 직류송전(HVDC) 및 국가전력망 전환 기술동향 
1) 전기 패러다임 전환, HVDC 특성
(1) HVDC 대두 배경
(2) HVDC 개요 및 장점 
(3) 전류형(LCC)과 전압형(VSC) HVDC 비교
(4) HVDC 핵심 구성 요소
2) HVDC 시장현황 및 산업 생태계 분석
(1) HVDC 시장 현황
가. 국내 현황
나. 국외 현황
A) 유럽
B) 미국
C) 중국
D) 인도
E) 호주
다. 소결
(2) HVDC 산업 생태계
가. HVDC 산업 생태계 구성
A) 컨버터 밸브(Converter Valve)
B) 컨버터 변압기(Converter Transformer)    
C) DC 필터 및 보상설비(Filter & Compensator)
D) DC차단·보호·접지설비
E) DC송전선(Cable)
F) 운영·제어시스템(HVDC Control & Operation System)
G) 기타 보조설비
나. HVDC 주요기업 현황
(3) 국내 HVDC 산업 추진현황 및 발전방향
가. HVDC 기술확보
나. HVDC 인프라 환경
다. HVDC 이해관계자 협력체계
라. 국내 HVDC 산업환경 및 발전방향
(4) 결론
3) 주요 HVDC 활용 분야
(1) 장거리 송전
(2) 국가/대륙 간 상호 연결
(3) 도심 전력 공급 
(4) 해상 풍력 등 재생에너지 연결
4) 국가별 전력망 및 HVDC 기술 동향
(1) 미국 : AI발 전력망 병목 현상 속 HVDC 수요 확대 
(2) 유럽 : 국가 간 연계, 해상풍력 확대 속 HVDC 활황
(3) 한국 : HVDC 기반 국가전력망 전환 가속
가. 새정부 산업 전략의 두 축, AI와 에너지 대전환
나. AI, 에너지 대전환을 위해선 전력 수급 불균형 해결이 급선무 
다. 전력망 병목 해결을 위한 솔루션, 에너지 고속도로 
라. HVDC 변압기 개발 참여기업 최종 선정
A) 현황 및 필요성
B) 사업 개요
C) 기대효과
5) 국내외 HVDC 특허 기술동향 분석
(1) 키워드 출현빈도 분석
(2) 키워드 네트워크 특성 분석
(3) IPC 코드 트렌드 분석
(4) 결론 및 시사점

4. 전력망 건설분야 최신 기술동향 및 투자사례 분석
1) 송전철탑 新설계(LRFD) 기술
(1) 기술개요 및 필요성
(2) 기술동향 및 시장전망
(3) 연구원 신사업계획
(4) R&D 추진전략 및 기술활용 전망
2) Pre-Fab 초정밀 시공기술 개발 및 EP선로 적용
(1) 기술개요 및 필요성
(2) 기술의 우수성 및 차별성
(3) 현장 현안해결 사례
(4) 사업화 전략
3) 전력망 과부족의 파악과 투자 우선순위의 결정
(1) 전력망 구축의 여건
(2) 전력망 과부족의 평가와 투자 절차
가. 지역별차등요금의 계산 방법
나. 송전 혼잡비용의 계산
다. 송전망 건설에의 투자
(3) 지역(변전소)별 한계가격
(4) 전력망의 지능화 문제
(5) 전력망 문제 해결의 장단기 과제
4) 주요국의 민간 송전망 투자 사례
(1) 민간기업의 송전망 투자 사례
가. 영국의 해상풍력 송전망 민간투자 사례
나. 미국 송전용량 확정구매계약
다. 인도, 브라질
(2) 공공자금의 송전망 투자 사례
가. 영국 국부펀드(NWF)의 스코티시 파워 투자
나. 미국: GRIP 프로그램을 통한 전력망 복원력･혁신 투자
다. 네덜란드･독일･노르웨이 : 테넷 지분 매각과 연기금･국부펀드 컨소시엄
라. 한전의 UAE HVDC 송전망 프로젝트 투자

제3장 배전 기술 고도화 및 송·변전설비 인프라 구축

1. 배전기술 및 배전망 시스템 고도화 동향
1) 배전 기술 
(1) 고압 직류배전(MVDC) 기술
가. 기술개요 및 필요성
나. 기술동향 및 시장전망
다. 연구원 신사업 계획
라. R&D 추진전략 및 기술활용 전망
(2) 저압직류배전(LVDC) 기술
가. 기술개요 및 필요성
나. 기술의 우수성 및 차별성
다. 현장적용 및 활용 효과
라. 사업화 전략
2) 배전계통운영을 위한 제도 및 시스템 기술
(1) 기술 배경 및 필요성
(2) 기술동향 및 시장전망
(3) 연구원 신사업계획
(4) R&D 추진전략 및 기술활용 전망
3) 스마트미터링 기반의 배전망 운영 고도화 기술
(1) 기술 배경
(2) 기술동향 및 시장전망
(3) 연구원 신사업 계획
(4) 추진전략 및 기술활용 전망
4) 차세대 배전망시스템(ADMS)으로 분산에너지 활용 본격화
5) 해외 통합 배전망 계획 사례 조사·분석 및 국내 시사점
(1) 배경 및 필요성
가. 배경
나. 필요성
(2) 해외 유틸리티의 통합 배전망 계획 개요
가. 통합 배전망 계획(IDP, Integrated Distribution Planning) 개요
나. 미국 주(州)별 IDP 추진 현황
(3) 캘리포니아 배전망 자원계획(DRP, Distribution Resource Planning) 사례
가. 캘리포니아 선정 배경
나. DRP 기본 개요
다. DRP 절차별 세부 내용 : ① 부하 및 DER 예측
라. DRP 절차별 세부 내용 : ② 망 보강 요소 파악
마. DRP 절차별 세부 내용 : ③ 망 보강 방안 식별
바. DRP 절차별 세부 내용 : ④ 대안 조달 방안
(4) 통합 배전망 계획수립 관련 국내 시사점
가. DRP 절차별 시사점
나. 전체 제도적 시사점
6) 국내, 제1차 장기 배전계획 확정
(1) 증설계획
(2) 운영계획
(3) 활성화 방안

2. 국내 송·변전설비 계획 및 시행방안
1) 그간 추진성과 및 평가
(1) 그간의 추진성과
(2) 평가
2) 정책 방향
(1) 계획된 송·변전설비 적기 건설
(2) 신규 전력망 수요를 계통계획에 차질없이 반영
(3) 국가첨단전략산업 전력 적기공급을 위한 인프라 확충 계획 수립
(4) 재생에너지 확대와 동시에 망 부담 최소화를 위한 적극적 제도 운영
(5) 안정적인 전력계통 시스템 운영 및 유지
(6) 유연하고 안정적인 전력망 구축을 위한 기술개발
3) 세부계획 수립·시행

3. 국내외 전력망 건설 대안 기술(NMA) 동향 및 활성화
1) NWA(Non-Wire Alternatives) 개요
(1) 개념 및 특징
(2) 종류 및 범위
2) 국내외 NWA 현황
(1) 에너지저장장치(ESS)
(2) 전력 흐름 제어 기술(PFC)
(3) 선종 교체
(4) 동적 송전용량 기술(DLR)
(5) 유연성 자원 활용
(6) 토폴로지 최적화
(7) 자동복구 조치
(8) 동적 요금제도
(9) 에너지효율화 프로그램    
3) 국내 NWA별 평가 및 보완점
(1) 에너지저장장치
(2) 전력 흐름 제어 기술
(3) 선종 교체
(4) 동적 송전용량 기술
(5) 유연성 자원 활용
(6) 토폴로지 최적화
(7) 자동복구 조치
(8) 동적 요금제도
(9) 에너지효율화 프로그램    
4) 결론

4. 최근 전력시장 변화 동향과 주요국 전력 소매시장 개편 사례
1) 최근 전력시장 변화 동향과 영향
(1) 직접 PPA 제도 도입
가. 직접 PPA 제도 도입 배경
나. 직접 PPA 제도 운영 경과
다. 전력시장에의 영향 및 평가
(2) 분산에너지 활성화 특별법 
가. 분산에너지 활성화 특별법 제정 배경
나. 분산에너지 활성화 특별법의 주요 내용
다. 전력시장 구조 및 소매경쟁 측면에서의 함의
2) 해외 주요국 전력 소매시장 개편 사례
(1) 현재 일본 전력 공급 체계
(2) 전력산업 구조 개편의 주요 성과와 한계점
가. 전력시스템 개혁 추진 결과와 향후 방향성
A) 안정적 공급 확보
B) 전기요금의 최대한 억제
C) 소비자 선택권 확대 및 사업 기회 확대
나. 시장 경쟁 효과와 전력난민 발생
다. 경쟁 도입에 따른 전기요금 영향
3) EU 전력시장 구조 개편 사례
(1) 전력시장 구조 개편 주요 내용 및 추진 경과
(2) 국가별 구조개편 이행 사례    
가. 독일: 협상형 TPA에서 소유권 분리까지의 복잡한 전환
나. 프랑스: EDF 중심 구조의 점진적 개혁과 제도적 타협
다. 영국: 시장개방의 선도 모델과 제도 실험의 연속
라. 북유럽(노르딕 지역): 유럽 전력시장 통합의 선도모델
(3) 전력시장 구조 개편의 주요 성과와 한계
가. 도매시장 경쟁 도입의 성과와 구조적 한계
나. 송전망 운영･투자 체계의 변화와 한계
다. 소매경쟁 확대의 성과와 제약 요인
라. 재생에너지 확대 이후 시장설계와의 충돌

제4장 분산 에너지의 생산·소비 활성화와 전력시장 개선

1. 분산형 에너지 인프라와 활성화 방안
1) 분산에너지 활성화 방안
2) 분산형 에너지 인프라와 지역 기반 전환
(1) 글로벌 및 지역 에너지시스템 전환
(2) 지역 기반 에너지 거버넌스 혁신
(3) 디지털 기반 혁신기술과 산업생태계 강화
(4) 법·제도·데이터 인프라
(5) 향후 과제
3) 지역단위에서의 분산에너지 생산․소비 활성화 기반 조성
4) 분산특구 추진 경과 및 선정 결과
5)　해외 사례 기반 국내 분산에너지 정책 동향
(1) 분산에너지 정책
가. 분산에너지 활성화 정책 사례
나. 분산에너지 사업모델을 위한 지원정책
(2) 분산에너지 정책 추진 방향
6) 전력 신산업 분야별 대표 사례와 동향
(1) 수요유치형, 공급유치형, 신산업 활성화형 분산특구 
(2) 산단 에너지관리(MG) 사업화 기술
가. 기술개요 및 필요성
나. 기술의 우수성 및 차별성
다. 현장적용 및 활용효과
라. 사업화 전략
(3) 마이크로그리드와 연계된 전기자동차 충전인프라에 관한 연구
가. 배경 
나. 마이크로그리드 충전 인프라의 구성
A) 태양광발전
B) 풍력발전
C) 디젤발전
D) 차량-계통(V2G)
E) 부하
다. 시뮬레이션
라. 결론

2. 재생에너지 보급 확대와 전력시장 개선
1) 국내 재생에너지 보급 확대 방안 
(1) 국내외 재생에너지 전환 동향
가. 재생에너지 발전 동향
나. 재생에너지 정책 동향
(2) 국내 재생에너지 보급 제약 요인
(3) 결론 및 시사점
2) 섹터커플링 도입 시나리오와 사회경제적 효과
(1) 재생에너지와 섹터커플링 확대의 중요성 
가. 우리나라 재생에너지 확대 주요 장애 요인
A) 전력 생산과 소비 불균형
B) 전력망 확대 지연
C) 전력시장 구조 및 재생에너지 변동성
D) 재생에너지 목표 및 정부의 정책 방향성
나. 섹터커플링 확대의 중요성
A) 섹터커플링의 정의
B) 우리나라 에너지 전환을 위한 섹터커플링의 역할과 중요성
C) 섹터커플링의 일자리 현황과 전망 
(2) 섹터커플링 확대의 사회경제적 효과 분석
가. 시나리오별 사회경제적 파급효과
A) 누적 사회경제적 파급효과(2024-2038)
B) 국가 경제 GDP 기여도
나. 단위 효과 분석
A) 발전원
B) 섹터커플링 기술
다. 섹터커플링 기술 확산의 산업별 파급효과 분석
A) 히트펌프 확대의 산업별 고용효과
B) V2G 확대의 산업별 고용효과
C) 국민경제 전반에 미치는 고용유발효과
3) 전력생산밀도를 고려한 재생에너지 수급 안정과 거래 활성화 방안
(1) 재생에너지 정책의 흐름
(2) 현행 공급의무제 현황
가. 공급인증서 거래 동향
나. 최근 재생에너지 보급 계획과 이행 실적
다. 재생에너지 전력생산밀도의 증가
(3) 재생에너지 보급의 문제점
(4) 개선 방안
(5) 공급인증서 유통 규칙의 필요
4) 지역주도형 재생에너지 보급을 위한 전력시장 개선 방안
(1) 재생에너지 보급 지연과 중앙집중식 계통대책
가. 재생에너지 보급 지연과 계통포화
나. 송전망 보강에 집중된 계통대책    
A) 송전선로 확충
B) ESS 중앙계약시장 운영
(2) 지역주도형 배전계통 활용 방안
가. 지역 PPA 확대 방안
A) 직접 PPA 제도 의의 및 참여자
B) 직접 PPA 제도 개선안
나. 지역 유연성 시장 활성화 방안
A) 지역 유연성 시장 의의 및 참여자
B) 지역 유연성 시장 제도 개선안
5) 재생에너지 확대에 대응한 전력도매시장 구조 개선 방향
(1) 재생에너지 확대에 따른 전력시장 환경의 변화
(2) 전력도매시장의 기본 구조
(3) 가격이 유연한 전력도매시장에서 재생에너지 확대가 가격에 미치는 영향
가. 재생에너지 비중의 확대는 용량 가격을 상승시키는 요인
나. 천연가스 가격 상승은 용량 가격을 하락시키는 요인
다. 재생에너지 비중 확대는 보조서비스 가격을 상승시키는 요인
(4) 가격이 경직적인 우리나라 전력도매시장의 문제점
가. 전력도매가격 : 재생에너지에 적용되기 어려운 변동비 기반
나. 용량 가격 : 경직적인 고정 투자비 평가
다. 보조서비스 가격 : 수요와 반대로 움직이는 가격 결정
(5) 정책 과제 
가. 전력도매시장의 가격 기능 강화
나. 규제기관의 독립성·전문성 강화와 소매요금 체계의 합리화

제5장 글로벌 재생에너지 이슈 및 ESS 안정성 강화 기술 사례 

1. 신재생에너지별 시장동향
1) 태양광 발전
(1) 세계 시장 동향
(2) 국내 시장 동향
2) 풍력
(1) 해외 시장
가. 육상풍력
나. 해상풍력
다. 부유식 해상풍력
(2) 국내 시장
가. 해상풍력 계획입지와 전 주기 상시 지원체계 구축
나. 국내 해상풍력 사업단지 설계기술
3) 지열에너지
(1) 세계 시장 동향과 전망    
가. 지열발전 분야
나. 지열 직접 이용 분야
(2) 국내 시장 동향과 전망    
4) 태양열 
(1) 세계 시장 동향
가. 소규모 태양열 시스템(Small-scale solar thermal heating systems)
나. 대규모 태양열 시스템(Large-scale solar thermal heating systems)
A) 지역난방용 태양열 시스템
B) 건물용 대규모 태양열 시스템
다. 산업공정용 대규모 태양열 시스템
라. 태양광열 집열기(Photovoltaic-Thermal collectors, PVT collectors)
마. 태양광 모듈 생산 전기 이용 열변환 시스템(Photovoltaic-generated heat systems)
A) 직접 연계식 PV2Heat 기술
B) 부분 연계식 PV2Heat 기술
C) PV모듈 생산 전기 이용 열변환 콤비시스템
D) 태양광 PV 지역난방
바. 태양열 냉방시스템
A) 중소규모 태양열 냉방시스템
B) 대규모 태양열 냉방시스템
사. 해외 태양열 관련 보급지원제도
아. 해외시장 향후 전망
A) 유럽에서 건물난방용 태양열 수요 전망
B) 대규모 산업공정용 태양열 수요 전망
(2) 국내 시장 동향
가. 산업 활동
나. 보급 현황
다. 보급지원제도
5) 재생에너지 확대에 따른 전원 비중 분석 및 이슈별 대응방안 
(1) 전력운영 데이터에 기반한 전력수급 및 발전원별 현황 분석
(2) 전력운영 데이터 기반 2050 탄소중립 적정 전력공급 비중에 관한 정성적 분석
(3) 재생에너지 확대에 따른 주요 이슈와 대응 방안 분석
(4) 에너지저장 기술의 활용 최적화 분석
6) 재생에너지와 혁신형 SMR 조화 기반 Smart Net-zero City
(1) SMR 활용 필요성과 의미
가. 글로벌 에너지 패러다임의 전환 
나. SMR의 활용 가능성과 기대효과
다. SMR Smart Net-zero City 모델
(2) 혁신형 SMR 설계특성 
가. 구조 및 통합형 시스템 구성 
나. 노심 및 연료 설계
다. 피동안전계통 및 열수력 거동
라. 탄력운전 성능 및 경제성
(3) SMR Smart Net-zero City (SSNC)
가. 운영 개념 및 시스템 구성
나. 에너지 흐름 구조 및 최적화 메커니즘
다. SSNC 구현을 위한 단계적 접근
(4) 시사점

2. 전력망 안정성 강화를 위한 ESS 사례 및 기술동향
1) 전력망 안정성 강화를 위한 ESS 보급 본격화
2) 환경을 고려한 미래의 ESS 신에너지 변화
(1) AI 기술 발전에 따른 ESS 안정화와 시장 경쟁력 및 배터리 음극재 신기술
가. AI를 통한 ESS 안정화 효과
나. AI를 통한 ESS 시장 경쟁력
다. 배터리 음극재 신기술 로드맵
A) 리튬 금속 중간층 계면 형성 음극재 기술
B) 실리콘 음극재 기술
라. 맺음말
(2) 전력 수급 안정을 위한 ESS용 IEMS 기술 발전과 LFP 배터리를 위한 기술
가. ESS용 IEMS 기술 발전 과정
나. ESS 구성과 기능 및 열적 안정성
다. ESS용 LFP 배터리 안정성과 시장 동향
라. ESS용 LFP 배터리 경쟁력 강화 기술
마. 시사점
3) 해외의 공유형 ESS 사례 및 사업모델 분석
(1) 연구 배경
(2) 공유형 ESS의 개념
(3) 해외 주요국의 공유형 ESS 추진 사례 분석
가. 호주 사례
A) Synergy
B) Western Power
C) Ausgrid
나. 미국 사례
A) NYSERDA
B) SMUD
다. 유럽 사례
라. 해외사례 요약
(4) 국내 공유형 ESS 동향 및 제약요인
가. 국내 공유형 ESS 동향
나. 공유형 ESS 사업 활성화의 제약 요인
(5) 결론 및 시사점

3. 해외 BESS 시장 분석 및 주요 프로젝트 동향
1) 폴란드
(1) 폴란드 BESS 시장 분석
가. 폴란드 BESS 시장 개요 및 필요성
A) 폴란드 BESS 시장 개요
B) BESS 도입에 따른 기대효과
나. 시장 내 참여자 및 주요 프로젝트
A) 주요 폴란드 전력기업 및 운영사
B) 글로벌 배터리 제조사 및 기술기업
다. 수익 구조 및 지원 제도
A) BESS 수익원 분석
B) BESS의 투자 비용
C) BESS 구축 관련 지원 제도
(2) 폴란드 전력 용량시장 및 연계성
가. 용량 시장(Capacity Market) 개념 및 운영구조
A) 용량 시장의 개념과 도입 배경
B) 용량 시장 운영 구조
나. BESS 연계 방안 및 해외 사례
A) 용량 시장 내 BESS의 역할
B) BESS의 용량 시장 참여 방식
C) 폴란드 내 BESS의 용량 시장 연계 방안
D) 해외 사례 벤치마킹
2) 호주
(1) 호주 BESS 시장 규모 및 동향
가. 호주 배터리에너지저장시스템(BESS) 용량
나. 호주 BESS 시장 동향
다. BESS 시장 성장을 이끄는 동력
(2) 규모별 BESS 주요 프로젝트
가. 대형 유틸리티급 BESS(Utility Scale BESS) 프로젝트
나. 커뮤니티급 BESS(Community Scale BESS) 프로젝트
(3) 한국 BESS 기술의 경쟁력과 유망분야
가. 한국 배터리 제조 기술 경쟁력
나. 폐배터리 재활용 분야
(4) 한국기업 주요 진출사례
가. 삼성물산(Samsung C&T)
A) Melbourne Renewable Energy Hub
B) Gnarwarre BESS
C) Bellambi Heights BESS
나. 고려아연
다. 두산중공업
라. LG 에너지솔루션

제6장 한국형 녹색전환(K-GX) -수소환원제철/수소활용-

1. 전력수급 안정성과 전력계통 안정화 ESS 활용기술과 사례
1) 부하모델링 기법의 종류 및 해외 최신 동향
(1) 개황
가. 부하모델의 개념과 중요성
나. 부하모델 선정 방법론
A) 구성요소 기반 접근법
B) 측정 기반 접근법
C) 하이브리드 접근법
D) 방법론 선택의 고려사항
(2) 현황 및 동향
가. 해외에서 주로 사용되는 부하모델의 종류
A) 정적 부하모델
B) 동적 부하모델
나. 최신 부하모델 동향
A) AI 기반 부하모델링
B) AI 기반 부하모델링 해외 동향
C) AI의 한계와 전망
(3) 향후 계획
가. 국내 적용을 위한 선결과제
A) 기술측면의 선결과제
B) 법·제도적 선결과제
나. 결론
2) 풍력발전 전압안정화 구성방식과 전력망 법제/계획 간 연계방향
(1) 풍력 발전 단지의 전압 안정화를 위한 STATCOM 구성 방식 비교 연구
가. 서론
A) 연구 배경 및 목적
B) 연구 범위 및 방법
나. 계통 분석 및 STATCOM 용량 산정
다. STATCOM 구성 방식별 기술 및 경제성 분석
A) Scheme 1: 22.9kV MMC 직결 방식
B) Scheme 2: 6.6kV MMC + 승압 변압기 방식
C) Scheme 3: 440V LV-STATCOM + 다권선 변압기 방식
D) MMC 직결방식과 440V LV-STATCOM 3레벨 NPC 방식의 출력 파형 비교
라. 종합 비교 및 경제성 평가
마. 해외 사례 검토
바. 결론
(2) 해상풍력과 전력망 법제/계획 간 연계방향
가. 국내 관련 법제 분석
나. 국내외 관련 제도 비교
A) EU
B) 독일
C) 영국
다. 국내외 사례 비교
(3) 법제도 개선방안
(4) 재생에너지, 전력망, 공간계획 통합을 위한 미래 정책방향
3) 주파수 조정용 슈퍼커패시터 기술 및 신재생에너지-ESS 연계 사업화모델
(1) 주파수 조정용 슈퍼커패시터 기술
가. 기술개요 및 필요성
나. 기술동향 및 시장전망
다. 연구원 신사업 기술성과
라. R&D 추진전략 및 기술활용 전망
(2) 신재생에너지 연계 전력계통 안정화 기술
가. 기술 배경
나. 기술동향 및 시장전망
다. 연구원 신사업 계획
라. 추진전략 및 기술활용 전망
(3) 전력수급 안정성 확보에 앞장서는 발전제약 완화 및 계통안정화용 ESS
(4) 신재생에너지-ESS 연계 사업화모델 개발전략

2. 탄소중립 대응 탄소중립 대응 녹색 철강 산업동향
1) 글로벌 철강기업의 탄소중립 사업기회와 추진전략
(1) 시장의 개요
(2) 정책 및 규제현황 
가. 철강산업에서 온실가스 배출특성
나. 철강산업 탄소중립 국내정책 및 동향
(3) 시장동향 및 전망
2) K-철강 탄소중립 시대의 구조 개편과 글로벌 생존 전략
(1) 저성장·저탄소의 이중 압박
가. 성장 한계 직면과 구조적 위기 심화
나. 탄소중립 요구, 위기 속 새로운 변수
(2) 국내 탈탄소화의 높은 장벽
가. 수소환원제철 : 기대와 현실 사이의 간극
나. 경제성 vs 안보·지역 : 풀기 어려운 방정식
(3) 국경을 넘는 K-철강 글로벌 생존 전략
가. 글로벌 철강사들의 전략적 재편
나. 투 트랙(Two-Track) 글로벌 허브 전략 제안
(4) 국경을 넘는 K-철강 글로벌 생존 전략
가. 전략적 구조조정 유도 및 글로벌 협력 강화
나. 시장 창출 병행 및 정의로운 전환 추진
3) 철강 저탄소 기술동향
(1) 철강 저탄소 기술 범위    
가. 철강산업 및 조강생산
나. 저탄소 조강생산
(2) 기술 및 공정 동향
가. 폐플라스틱
나. 바이오매스
다. 함수소 연료
라. 수소환원제철
마. 수소플라즈마 제련환원
바. 용융산화물전기분해
사. 에너지 효율향상
아. 부산물 재활용
4) 수소환원제철 국내 정착을 위한 핵심 과제
(1) 서론
가. 국가가 확보해야 할 수소환원제철의 경제적 가치  
나. 탄소 대신 물이 나오는 그린수소 기반 수소환원제철
(2) 방법론 및 데이터
가. 철강 생산 비용 추산을 위한 가정
(3) 수소 공급 경로에 따른 수소환원제철 경제성 비교 시나리오
가. 시나리오 1
나. 시나리오 2
다. 시나리오 3
A) 전량 국내 생산 수소 활용(국내 100%)
(4) 경제성 비교 시나리오 결과
(5) 수소환원제철의 조속한 도입을 위한 정책제안
가. 산업 탈탄소 대책 없는 현 수소 계획
나. 국내 그린수소 생산 지원 정책의 부재 
다. 그린수소 경제성 발목 잡는 현행 재생에너지 정책
A) 미흡한 재생에너지 발전목표
B) 인허가 및 개발 비용 문제
C) 재생에너지 PPA 시장의 제약 

3. 글로벌 수소 기술 및 산업동향
1) 수소 생산 기술
(1) 수전해 기술
(2) 원자력 수소생산 기술
(3) 국내외 청정수소와 저탄소 수소 생산 프로젝트
(4) 글로벌 수소 산업 동향    
2) 수소 저장·운송 기술
(1) 수소 저장 기술
가. 고압 수소
나. 액화수소
다. 액체 유기 화합물
라. 고체 수소
마. 암모니아
(2) 수소 운송 기술
가. 수소 운송 기술 개관
나. 천연가스 배관 수소 혼입
다. 수소 해운 이송
(3) 글로벌 수소 기술 동향
가. 해외
나. 국내 
3) 수소 활용 기술
(1) 수소 가스터빈 발전    
(2) 암모니아 및 암모니아 석탄혼소 발전
(3) 수소환원제철
(4) 수소 모빌리티
(5) 글로벌 수소 산업 동향    
가. 해외
나. 국내 
4) 유럽 ‘청정수소 의무사용제도’ 분석
(1) 산업·수송(도로) 부문
가. 산업 부문
나. 수송(도로) 부문
(2) 항공 부문
가. EU
나. 영국
(3) 해운 부문

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AI기술 차세대 전력망 구축과 에너지고속도로 혁신기술 분석

 

 

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