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세계 주요 선진국들은 넷-제로(Net-zero: 탄소중립)를 선언하고 저탄소 경제 선도전략으로서 그린뉴딜을 제시하는 등 기후위기 대응노력을 강화하고 있다. 국내의 경우 도시·공간·생활의 녹색전환을 통해 기후·환경 위기 대응 안전망을 구축하기 위한 사업들이 추진된다. 건축물의 에너지 효율을 향상시켜 에너지 소비량을 저감하는 친환경 건축물인 제로에너지빌딩이 주목받고 있다. 또한 그린리모델링과 건물일체형 태양광(BIPV) 등의 에너지 신사업은 정책적 기반 확대와 더불어 환경을 고려하는 건설 산업의 패러다임 변화에 기여할 것으로 기대된다.

한편 전 세계적으로 신재생에너지 등 분산 전원이 증가하며 송배전망 전력 손실률 축소를 위한 에너지 효율화 수요가 커져, 에너지 관리에 IT 기술을 접목시킨 스마트그리드 시장이 열리고 있다. 최근 글로벌 스마트그리드 시장 성장세가 두드러져 2018년부터 5년간 연평균 20.9%의 성장률을 기록하며, 2023년 613억 달러 규모로 시장이 커질 것으로 예상된다. 에너지저장장치(ESS) 및 에너지 수요자원 등 다양한 산업들과의 시너지를 극대화할 수 있는 융복합 기술로서 신산업 관심도가 높아짐에 따라 새로운 부가가치를 창출할 수 있는 미래 전력망이 될 것이다.

이에 본원 R&D정보센터에서는 탄소중립 제로에너지건축물/스마트그리드 산업 분야 원천기술 개발 확보를 통한 경쟁력 강화에 도움이 되고자 관련기관들의 분석 정보를  토대로 정리하여 「탄소중립/제로에너지건축 기술현황과 스마트그리드 산업 활성화  실태분석」을 발간하였다. 본서에서는 탄소중립 제로에너지건축물/스마트그리드 분야에서 크게 주목받고 있는 그린리모델링/건물일체형 태양광(BIPV)/에너지저장장치(ESS)/에너지 수요자원 산업의 기술 및 시장전망과 생산사례, 산업동향을 수록, 학계·연구기관 및 관련 산업분야 종사자 여러분들에게 다소나마 유익한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다. 

제 Ⅰ편 제로에너지건축물 산업

제 1장 탄소중립 그린뉴딜 정책 산업 현황

1. 탄소중립과 그린뉴딜 국내외 현황

1) 기후위기와 탄소중립, 그리고 그린뉴딜

(1) 추진배경

가. 2018년 IPCC 1.5℃ 특별보고서

나. 탄소중립 목표 달성을 위한 그린뉴딜

다. 그린뉴딜주요 개념과 과제

(2) 국제사회 탄소중립 선언과 2030 NDC 상향

가. 탄소중립 선언 현황    

나. NDC 상향 현황

2) 주요국 탄소중립과 그린뉴딜 추진 현황

(1) EU

가. EU 그린 딜 주요 정책

나. EU의 탄소국경조정제도

(2) 미국

가. 바이든 정부의 탄소중립 목표 달성을 위한 행정명령

나. 미국의 인프라 예산

다. 바이든 정부의 ‘기후회복력’ 증진을 위한 경제정책 전환

라. 바이든 정부의 연방정부 차원의 탄소중립 달성 계획

3) 국내 탄소중립과 그린뉴딜 동향    

(1) 2050 탄소중립 추진전략 마련

가. 글로벌 신패러다임으로 2050 탄소중립 대두

나. 대전환시대 전향적 사고 및 능동적 혁신 필요

(2) 2050 탄소중립을 위한 추진전략

(3) 추진체계

4) 2050 탄소중립 시나리오 및 2030 국가 온실가스 감축목표 상향

(1) 추진배경

가. 2021년 8월, 2050 탄소중립 시나리오 초안 마련

나. 2021년 10월, 2050 탄소중립 시나리오 국무회의 심의·확정

(2) 주요내용

가. 2050 탄소중립 시나리오

나. 2030 국가 온실가스 감축목표(NDC) 상향

2. 국내 그린뉴딜2.0 정책과 제언

1) 한국판 뉴딜 2.0과 그린뉴딜

(1) 추진배경

가. 저성장·양극화 등 경제 패러다임 전환

나. 예기치 못한 코로나 19 충격과 경기침체

(2) 한국판 뉴딜 1.0

가. 한국판 뉴딜의 구조와 미래상

나. 한국판 뉴딜의 추진전략

(3) 한국판 뉴딜 2.0과 그린뉴딜 2.0

가. 한국판 뉴딜 1년의 성과

나. 한국판 뉴딜 2.0 추진배경

다. 한국판 뉴딜 2.0의 구조 및 전략

라. 그린뉴딜2.0

2) 지역균형뉴딜

(1) 추진배경

가. 한국판 뉴딜과 지역연계 강화

나. 지역경제 혁신

다. 국가균형발전 촉진

(2) 한국판 뉴딜과 지역균형뉴딜

가. 지역균형뉴딜의 개념과 분류

나. 지역균형뉴딜의 구조 및 추진방향

(3) 지역균형뉴딜 2.0

가. 지역균형뉴딜 1.0

나. 지역균형뉴딜 2.0

3) 한국판 그린뉴딜 정책진단과 제언 동향

(1) 정책 진단

(2) 개선방향

(3) 정책 제언

가. 장기적인 에너지시스템 전환의 비전 제시

나. 단기적으로 전력망 보강, 관리체계 고도화, 시장 제도 개선

⒜ 원활한 재생에너지 계통접속을 위한 망 보강 투자 및 제도 정비

⒝ 시장 제도 개선 및 전력망 관리체계 고도화를 통한 계통 안정성 강화

다. 온실가스 難감축 업종의 감축 역량 강화 지원

라. 합리적이고 단계적인 규제개선을 통한 민간투자 촉진

마. 지자체, 지역주민의 역할과 참여 강화

바. 장기적 전환 비전에 부합하는 융·복합형 사업 개발·확대

3. 건설산업 그린뉴딜 정책 현황

1) 친환경·에너지 전환도시와 그린 뉴딜

(1) 친환경·에너지 전환도시

가. 친환경·에너지 패러다임 (기후위기/생태 

(2) 친환경·에너지 전환도시 개념 도출

(3) 그린 뉴딜 유용성

2) 건설산업 그린뉴딜 추진과제 동향

(1) 국내 건설산업의 그린뉴딜 정책 추진 방향

가. 국내 건설산업의 코로나19 영향과 문제점

나. 정부 부처 및 지자체의 그린뉴딜 정책 방향

다. 국내·외 그린뉴딜 정책 시사점 및 건설분야 이슈

(2) 건설산업 영향 및 기대효과

가. 그린뉴딜의 경제·사회적 효과 추정

나. 그린리모델링의 일자리창출 효과

(3) 지속가능 성장을 위한 전략적 추진과제

가. 도시·공간·생활 인프라의 녹색 전환

나. 저탄소·분산형 에너지 확산

다. 녹색산업 혁신 생태계 구축

제 2장 제로에너지건축 산업 정책 기술 현황

1. 제로에너지건축 산업 및 정책 동향

1) 제로에너지건축 산업 현황

(1) 배경분석

가. 4차 산업혁명에 따른 에너지 신산업 육성

나. 에너지 신산업의 주거 분야 새로운 비즈니스 창출

다. 제로에너지빌딩의 정의 및 필요성

라. 친환경에너지타운의 정의 및 필요성

마. 에너지효율 혁신을 위한 친환경에너지타운 관련 주요 사업

바. 에너지효율 향상을 위한 단계별 제로에너지빌딩 구현

사. 제로에너지빌딩 사업 로드맵

아. 제로에너지건축물 보급 가속화

(2) 산업동향분석

가. 주거 분야 에너지 신산업의 구조 및 특징

나. 친환경에너지타운 관련 스마트 시티 시장 동향

다. 제로에너지빌딩 시장 동향

라. 제로에너지 건축물 관련 인증제 시행

마. 도시·공간·생활의 녹색전환

바. 제2차 녹색건축물 기본계획

(3) 주요기업분석

가. 해외 기업 동향

나. 국내 기업 동향

(4) 제로에너지건물 시장 전망

2) 제로에너지건축 정책과 녹색건축물 추진과제

(1) 신축 건축물 에너지성능 강화

가. 제로에너지건축물 보급 가속화

⒜ 공공부문 제로에너지건축물 의무화 시행

⒝ 민간부문 제로에너지건축물 의무화 대응 기반 구축

나. 신축 건축물 에너지성능기준 고도화

⒜ 건축물 종합적 에너지성능기준 강화

⒝ 소규모 건축물 녹색건축화 추진체계 마련

(2) 기존 건축물 녹색화 촉진

가. 노후 건축물의 그린 리모델링 활성화

⒜ 그린리모델링 공공부문 선도 추진 방안 마련

⒝ 수요자 맞춤형 그린리모델링 추진 모델 개발·확산

나. 건축물의 에너지 효율적 운영·관리

⒜ 건축물 에너지 효율적 운영·관리체계 구축

⒝ 기존 건축물 에너지성능관리 활성화

(3) 녹색건축산업 혁신성장 역량 제고

가. 제4차 산업 연계 융·복합 신사업 창출

⒜ 건축물에너지 빅데이터 기반 신규 Biz모델 창출

⒝ ICT, IoT 접목 건축물 모니터링·계측 관련 산업 기반 강화

나. 녹색건축 산업 고도화    

⒜ 녹색건축 산업 역량 강화

⒝ 고효율·고성능 건축자재·설비 시장 육성

(4) 국민생활 기반 녹색건축 확산

가. 국민 체감형 녹색건축사업 발굴

⒜ 국민 삶의 질 향상을 위한 실내환경·쾌적성 제고

⒝ 생활공간 에너지성능 개선을 위한 부처간 협업 확대

나. 국민에게 다가가는 녹색건축서비스 실현

⒜ 체험 프로그램 등 다양한 대국민 녹색건축 교육·홍보 확대

⒝ 녹색건축물 성능정보 등 대국민 정보제공 서비스 강화

(5) 녹색건축시장 인프라 확충

가. 녹색건축 재원 마련 및 인센티브 확대

⒜ 녹색건축 조성 재원 마련을 위한 금융모델 개발

⒝ 녹색건축 경제성 제고를 위한 신규 인센티브 마련

나. 녹색건축 국내외 협력 강화

⒜ 녹색건축 국내 민·관 협력체계 강화

⒝ 녹색건축 국제협력 모델 개발

다. 녹색건축 전문인력 체계적 양성

⒜ 녹색건축 전문분야 입지 확보 및 경력관리체계 마련

⒝ 녹색건축 전문인력 확충 및 양질의 일자리 창출

라. 녹색건축 지역 역량 강화

⒜ 지역의 종합적 녹색건축 추진역량(행정·인력) 강화

⒝ 지역기반 녹색건축 지원체계 구축

2. 제로에너지건축 기술 동향

1) 제로에너지건축물 요소기술 분석

(1) 요소기술별 개요

(2) 제로에너지건축물 인증평가에 반영되는 요소기술

(3) 제로에너지건축물 요소기술 수준과 전망

(4) 스마트빌딩의 제로에너지 기술

2) 제로에너지빌딩 심층 기술 분석

(1) 제로에너지빌딩 달성을 위한 조건

(2) 제로에너지빌딩을 만드는 기술

가. 패시브 기술

나. 액티브 기술

(3) 국내 제로에너지빌딩 도입 사례

(4) 제로에너지 건축 관련 특허출원 동향

3) 제로에너지건축물 기술연구 분석 현황

(1) 제로에너지건축물의 공사비 증가분 산출에 관한 연구

가. 연구 방법론

나. 공사비 내역서 수집 및 분석

⒜ 공사비 자료 수집

⒝ 에너지관련 항목 공사비 비율 산출

다. 분석결과

⒜ 베이스라인 건축물의 에너지성능 도출

⒝ 베이스라인 건축물의 에너지항목 공사비 산출

⒞ 제로에너지 건축물 공사비 증가분 산출

라. 결론 및 제언

(2) 제로에너지건축물 인증을 고려한 데이터센터의 최적 지역 선정 연구

가. 분석 개요

⒜ 해석 프로그램

⒝ 분석 대상

나. 조건별 에너지 분석 결과

⒜ 1차 에너지소비량 분석 결과

⒝ 에너지자립률 분석 결과

다. 결 론

(3) 기존 단독주택의 리모델링을 통한 제로에너지화 가능성 분석

가. 제로 에너지화 그린 리모델링을 위한 고찰

⒜ 제로에너지건축물

⒝ 그린 리모델링

⒞ 제로에너지화 리모델링

⒟ 제로에너지화 리모델링의 요소기술

나. 제로 에너지화 리모델링 에너지성능 분석

⒜ 대상 선정

⒝ 제로에너지화 리모델링 에너지성능 분석 결과

다. 제로 에너지화 리모델링의 경제성 분석

⒜ 대안별 에너지 소비량 절감률 분석

⒝ 리모델링 공사비 산정

⒞ 회수 기간분석

라. 결론    

제 3장 그린리모델링 산업 정책 기술 현황

1. 그린리모델링 탄소중립정책 및 그린뉴딜 현황

1) 건축물 그린리모델링을 통한 한국형 그린 뉴딜 이슈

(1) 개요

(2) 그린 뉴딜의 기본 배경

(3) 건축물 그린 리모델링 개요 및 사례

가. 개요    

나. 사례

(4) 건축물 그린리모델링 종합계획 및 개선효과

가. 종합계획

나. 개선효과

(5) 맺음말

2) 그린리모델링 정책과 산업 동향    

(1) 건물에너지 절감과 그린리모델링 동향

가. 녹색건축 정책과 그린 뉴딜

나. 한국판 그린 뉴딜 시그니처 사업

(2) 그린리모델링 관련 제도·정책 및 연구동향

가. 그린 리모델링 관련 정책 현황

나. 국내·외 그린 리모델링 관련 연구현황

2. 국내외 그린리모델링 활성화 방안

1) 그린리모델링 환경분석

(1) 국내 정책 동향

가. 국가 온실가스 감축목표 상향 조정

나. 노후주택 그린리모델링을 통한 온실가스 감축 기여도 분석

다. 그린뉴딜 이행을 위한 LH의 그린리모델링 사업추진

(2)　국내제도

가. 국토교통부

나. 산업통상자원부 (전담기관 : 한국에너지재단)

다. 서울시 건물 에너지 효율 사업(BRP, Building Retrofit Project)

(3) 국외 정책 및 제도 동향

가. EU의 정책 동향

⒜ EPBD 개정

⒝ 개정 개요

⒞ 추진전략

⒟ EPBD 개정 내용

나. 국외 제도 및 프로젝트

⒜ 미국

⒝ EU의 LEAF(Low Energy Apartment Futures) 프로젝트

2) 그린리모델링 활성화 및 지속가능 방안

(1) 추진전략

(2) 추진방법

가. 공공주택 부문

⒜ 추진방안 검토

⒝ 법·제도 검토

⒞ 추진(안)

나. 민간주택 부문

⒜ 민간주택 그린리모델링시 주요 이슈

⒝ 민간주택 그린리모델링 정책 제안

3. 그린리모델링 에너지성능 평가 및 도출 분석

1) 공공건축물 유형별 표준모델 및 간단 평가계수 도출

(1) 연구 개요

가. 연구의 배경 및 목적

나. 연구의 방법 및 절차

다. 비주거 공공건축물 표준모델 제시

(2) 평가계수 도출

가. 개선 전 평가계수

나. 개선 후 평가계수

(3) 표준모델 및 평가계수 검증

가. 실험계획법을 통한 검증

나. 그린리모델링 사례비교를 통한 검증

다. 논의

(4) 결론

2) 제로에너지건축물 본인증 취득 사례건물의 에너지성능 평가

(1) 이론적 고찰

가. 제로에너지건축물(ZEB)의 정의 및 인증기준

나. 시뮬레이션 개요

다. 그린리모델링을 통한 제로에너지건축물 본인증 취득 사례분석

(2) 그린리모델링 적용 기술요소 분석

가. 대상 건축물의 개요

나. 패시브(Passive) 설계기법

다. 액티브(Active) 설계기법

라. 신·재생에너지(Renewable Energy) 적용기술

마. 단계별 에너지 통합설계 결과

바. 에너지비용 분석 결과

(3) 결론    

제 4장 건물일체형 태양광(BIPV) 산업 정책 현황

1. 태양광 발전과 건물일체형 태양광(BIPV) 산업 동향

1) 태양광 발전과 BIPV 산업 개요

(1) 태양광 발전 

가. 태양광발전의 정의

나. 태양광발전의 필요성

다. 기술분류

라. 태양광발전 시장

(2) BIPV 정의

(3) BIPV 필요성

(4) 기술의 분류

(5) 용도별 분류

2) 태양광 발전과 BIPV 시장동향

(1) 산업동향

가. 국내외 정부의 적극적인 정책지원

나. 적용 분야의 확대

(2) 시장 동향

가. 글로벌 전체 시장 규모

나. 세부항목별 시장 규모

다. 지역별 시장 규모

라. 우리나라 시장 규모

(3) 기업 동향

가. Canadian Solar

나. First Solar

다. Heliatek

라. Wuxi suntech Power    

마. Yingli Green Energy Holding

3) 태양광 발전과 BIPV 기술 동향

(1) 기술개발동향

(2) 기술생태계 동향

가. 해외 기술 생태

나. 국내 기술 생태

다. 국내기관 연구개발 동향

(3) 특허 동향

가. 출원동향

나. 주요 출원인 분석

4) 태양광 발전과 BIPV 정책 동향

(1) 국내 정책 동향

(2) 국외 정책 동향

2. 건물일체형 태양광(BIPV) 보급 정책과 사례 현황    

1) 건물일체형 태양광 보급 필요성    

(1) BIPV 기능

가. 정의

나. 기능    

(2) 모듈종류 및 설치유형    

가. 모듈종류

나. 설치유형

다. 적용 시 고려사항

⒜ 일사량

⒝ 음영

⒞ 온도

⒟ 단락전류 및 개방전압

(3) BIPV 보급 필요성

가. BIPV 특성 측면

나. 정책적 측면

2) BIPV 보급 정책적 여건 분석

(1) 제로에너지 건축물 의무화 시행

가. 제로에너지 건축물 의무화 로드맵

나. 제로에너지건축물 인증제

다. 제2차 녹색건축물 기본계획

(2) 신재생에너지 보급 지원 사업

(3) R&D 현황

가. 2020년 에너지기술개발사업

나. 학교 건물일체형 태양광 제품 및 융합시스템 개발

다. 건물 외벽형 BIPV 통합 솔루션 시스템 개발

라. 대면적 태양광 발전 창호 개발

마. 기타    

(4) 신재생에너지 공급인증서 가중치

(5) 시사점

3. 건물일체형 태양광(BIPV) 기술 적용과 실증 분석

1) 그린뉴딜, 건물일체형 태양광(BIPV) 기술 적용 현황

(1) 서울판 그린뉴딜로 경제·기후위기 동시극복, 탄소배출 제로도시

(2) 3가구 중 1가구는 태양광 생산 ‘태양의 도시, 서울’ 프로젝트

(3) 에너지 제로에 도전, 건물일체형 태양광(BIPV)시스템 성능검증 필요

(4) 시민이 참여하고 서울시가 응원하는 건물일체형 태양광(BIPV) 적용시도

2) 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템 실증분석 및 열성능 평가

(1) BIPV 실증 개요

가. BIPV 실증대상 현황

나. BIPV 실증 방법

(2) BIPV 시스템 현장 실증 결과 분석

(3) 시뮬레이션을 통한 BIPV 시스템 성능평가

가. 실측 데이터 기반 물리 모델 최적화

나. BIPV 시스템 시뮬레이션 및 시스템 성능평가

(4) 결 론

3) 건물일체형 태양광 발전의 적용방안에 관한 연구    

(1) 연구 개요

가. 연구의 배경

나. 소결    

(2) 선행연구 고찰

(3) 연구의 범위

(4) 연구의 방법

가. 대상 건축물 상세

나. 태양광 발전 모듈 상세

(5) 시뮬레이션 모델링

(6) 연구결과

가. 건축물 에너지 요구량 분석

나. BIPV 적용에 따른 영향 분석

다. 실내 쾌적도 분석

라. 결과 종합

(7) 결론    

제 Ⅱ편 스마트그리드 산업

제 1장 탄소중립 재생에너지 정책 현황

1. 탄소중립 동향과 주요 추진 과제

1) 탄소중립 동향

(1) 추진배경

(2) 글로벌 탄소중립 동향

(3) 에너지 전환의 성과 및 평가

가. (성과) 에너지 전환 정책 추진

나. (평가) 에너지 부문의 선도적 역할 요구

2) 탄소중립 주요 추진 과제

(1) 청정에너지 시스템으로의 전환 가속화

가. 탈탄소 에너지 공급 믹스 달성

⒜ 석탄발전의 과감한 감축을 통해 ’50년 중단 목표 달성

⒝ 친환경‧혁신기술 적용 화력발전의 무탄소 전원 전환 촉진

⒞ 재생에너지 보급 확대 및 주력 발전원 도약 기반 구축 탄중위제언

나. 분산에너지 시스템 전환 촉진

다. 에너지효율 혁신 및 소비행태 개선

⒜ 산업, 건물, 수송 등 부문별 맞춤형 에너지효율 혁신 추진

⒝ 국민에너지 소비행태 변화 유도 및 고효율기기 보급 가속화

⒞ 중장기 에너지효율 혁신 기반 조성 및 시장 활성화

(2) 에너지 전환 촉진을 위한 기반 구축

가. 전력 계통망 선제 확충 및 유연 운영

나. 재생에너지 확대 대응 에너지 저장 체계 구축

다. 탄소중립 친화 전력시장제도 개선‧보강

라. 합리적 에너지 가격 체계 토대 구축

(3) 에너지 미래 新성장동력 창출 지원

가. 탄소중립 한계돌파형 에너지 핵심기술 확보

나. 4대 에너지 新산업 생태계 기반 조성

다. 에너지 탄소중립 투자 활성화 유도

(4) 원활한 탄소중립 이행 체계 강화

가. 안정적 에너지 수급과 에너지 新안보 기반 조성

나. 질서있는 에너지 전환과 산업 생태계 유지

다. 글로벌 탄소중립 에너지통상 협력 강화

라. 에너지 거버넌스 개선 및 정보분석 기반 강화

2. 국제 재생에너지 정책과 시장 현황

1) 국제 재생에너지 보급 동향

(1) 재생에너지보급 – 1차에너지

가. 1차에너지 공급

나. 최종에너지 소비

(2) 재생에너지 보급 - 전력 부문

가. 재생에너지 발전

나. 재생에너지 설비용량

2) 국제 재생에너지 정책 동향

(1) 재생에너지 보급 목표 및 계획

(2) 기업의 재생에너지 확대 목표

(3) 재생에너지 보급 제도 - 경매

가. 재생에너지 경매 동향

나. 일본과 중국의 재생에너지 경매

3) 코로나19의 재생에너지 시장 영향

3. 국내 재생에너지 정책동향과 추진전략

1) 한국 재생에너지 동향과 대응정책

(1) 한국의 재생에너지와 송배전 설비 현황

(2) 제주도의 풍력발전 발전 제약

(3) 천연가스발전 세제혜택으로 인한 SMP 하락

(4) 재생에너지 발전사업 수익성 하락

(5) RE100 확산과 PPA 도입

(6) 그린뉴딜과 탄소중립 2050

2) 신ᆞ재생에너지 기술개발 및 이용·보급 현황

(1) (보급혁신) 질서 있고 지속 가능한 확산체계 마련

가. 참여주체 및 입지의 다변화 추진

나. 보급 확대를 위한 인허가ㆍ규제 개선

다. 신재생에너지 분야 민간ㆍ공공투자 활성화 지원

라. 국민이 안심하는 신재생에너지 확산

(2) (시장혁신) 시장 효율성 제고 및 다양화 촉진

가. 신재생에너지 공급의무화(RPS) 시장개편

나. 열‧연료혼합 등 非전력 신재생에너지원 확산기반 마련

다. 분산형 재생에너지 확산을 위한 거래기반 활성화

(3) (수요혁신) 재생에너지의 다양한 수요기반 창출    

가. 기업·공공기관의 RE100 참여 본격 확산

나. 지역 수요거점·자가용 확산 등 신재생에너지 수요저변 확대

다. 재생에너지 활용도 향상을 위한 융복합 수요 창출

(4) (산업혁신) R&D 혁신역량 제고 및 생태계 활성화

가. 신재생 원별 유망분야 R&D 지원 강화

나. 고효율ㆍ친환경 중심 시장 전환 및 혁신기업 육성

다. 차세대 핵심인력 양성 및 신규 일자리 창출

라. 국내 신재생에너지 산업의 글로벌화 촉진

(5) (인프라혁신) 계통 보강 및 운영관리 체계 정비

가. 송배전망 접속제도 개선 등을 통한 계통 수용성 증대

나. 안정적 계통 운영을 위한 신재생에너지 운영관리 체계 구축

3) 탄소중립 시대의 신재생에너지 정책과제

(1) 획기적 잠재량 확충 및 보급･개발방식 혁신

가. 배경 및 필요성

나. 대응방향

(2) 기술한계 돌파 및 에너지 안보 강화

가. 배경 및 필요성

나. 대응방향

(3) 재생e의 주력 전원化를 위한 전력계통 대전환

가. 배경 및 필요성

나. 대응방향

(4) 그린수소 확대 및 에너지시스템 통합

가. 배경 및 필요성

나. 대응방향

제 2장 스마트그리드 산업 기술 활용 현황

1. 스마트그리드 기술요소 및 활용현황

1) 스마트그리드 개요

(1) 스마트그리드의 개념

(2) 스마트그리드의 주요 구성요소

가. 에너지저장시스템(Energy Storage System, ESS)

나. 지능형 원격검침 인프라(Advanced Metering Infrastructure, AMI)

다. 에너지 관리 시스템(Energy Management System, EMS)

라. V2G(Vehicle to Grid) 기술

마. 마이크로그리드(Micro Grid)

바. 스마트그리드와 IoT(Internet of Thing) 기술

2) 스마트그리드 기술 분석

(1) AI 기술과의 융합으로 더욱 확대될 스마트그리드 시장

가. 전력거래

나. 지능형 전력 소비

다. 지능형 에너지저장

(2) 보안기술로 안전한 스마트그리드 이용 환경 조성

3) 스마트그리드 기반 하 4차 산업혁명 기술요소의 활용 및 융합

(1) 분산형 에너지 시스템으로의 전환

(2) 전력 사용의 가시화 그리고 수요 조절

(3) IT 산업의 혁명

2. 스마트그리드 산업 동향

1) 스마트그리드 산업 환경

(1) 글로벌 밸류체인 변화

가. 전통 유틸리티 사업모델의 변화

나. 전력산업 개방

다. 산업생태계 변화

라. 기술동향

⒜ 전력망 고도화

⒝ 전력산업의 디지털 기술 접목

⒞ 개방형 플랫폼 개발

(2) 권역별 스마트그리드 유망 분야

2) 스마트그리드 산업 분석

(1) 해외 산업동향

(2) 국내 산업동향

3) 스마트그리드 정책 추진과 인프라 구축

(1) 정책 추진

(2) 인프라 구축

3. 지능형전력 스마트그리드 해외사례 및 서비스 추진 현황

1) 해외 전력분야 공유경제의 사례 분석

(1) 공유경제와 에너지 프로슈머

(2) 해외사례의 비교 분석

가. 네덜란드의 반데브론(Vandebron)

나. 영국의 피클로(Piclo)

다. 미국의 커뮤니티 솔라(Community Solar)

라. 독일의 소넨커뮤니티(Sonnen Community)

마. 미국의 브루클린 마이크로그리드(Brooklyn MicroGrid)

바. 미국의 옐로하(Yeloha)

사. 기타 해외사례

(3) 정책적 시사점

3) 주요 품목별 시장현황

(1) 지능형검침인프라 (AMI)

(2) 에너지관리시스템 (EMS)

(3) 에너지저장시스템 (ESS)

(4) 배전망관리시스템 (DMS)

4) 국내기업의 기술경쟁력    

(1) 기술선도 분야

(2) 기술추격 분야

(3) 기술열위 분야

5) 지능형전력 스마트그리드 추진 현황

(1) 스마트그리드 新서비스 활성화    

가. 계절별․시간대별 요금제 확대

나. 국민 DR 시장 도입

다. 전력 빅데이터 기반 新사업모델 확산

라. 전력중개사업 도입·시행

(2) 스마트그리드 서비스 체험단지 조성

(3) 스마트그리드 인프라 및 설비 확충

가. AMI 인프라 확충

나. 실시간 기반 전력망 운영체계 구축

다. 전력망의 ICT 인프라 확충

(4) 스마트그리드 확산 기반 조성

가. 민․관 정책 협력 네트워크 강화

나. 5대 부문별 기술개발 및 표준화

다. 상호운용․표준 기반 확충

라. 산업진흥 및 수출산업화 지원

마. 소비자 권리 및 개인정보 보호 강화

바. 융합형 혁신인력 양성

6) 전력데이터 현황 및 스마트그리드 활성화 사례 현황

(1) 전력데이터 현황 및 스마트그리드 활성화로의 한계

가. 비하인드 더 미터 데이터의 부족

⒜ 데이터 수집 측면의 문제점

⒝ 데이터 개방 및 공유 측면의 문제점

⒞ 데이터 활용 측면의 문제점

나. 이해관계 조절 기구 부족

다. 소비자의 참여 부족

(2) 외국 사례

가. 미국

나. 유럽    

⒜ 정보보호 관련 규제 및 지침 마련

⒝ 이해관계 조율 및 정책자문을 위한 스마트그리드 태스크포스팀 구축

⒞ 스마트미터 관련 인프라 보강

다. 일본

⒜ 그리드 정보은행 연구소

⒝ 정보은행 인증제도

제 3장 에너지저장장치(ESS) 산업 활용 현황

1. 에너지저장장치(ESS) 산업

1) 에너지저장장치(ESS) 시장 분석

(1) 산업 생태계 분석(정의, 구조 및 특징)

가. 전력부족에 대한 대안

나. ESS 생태계 구성 부분

(2) 주요 산업 이슈

가. 특성상 구조 및 주요 사업영역 구분이 명확

나. 국내는 중소형보다 대형 ESS 제품을 중심으로 수요가 발생

다. 연이은 화재사고로 인한 ESS 신규 투자 위축으로 재발방지 대책이 필수적

(3) 산업트렌드 및 성장전망

(4) 국내·외 시장규모

가. 세계    

나. 한국

(5) 주요기업분석

2) 에너지저장장치(ESS) 산업 활성화

(1) ESS 산업 활성화를 위한 5가지 추진전략

(2) ESS 보급 전망

3) 국내 ESS 산업의 위축 원인과 시사점

(1) 글로벌 ESS 시장에 역행하는 국내 ESS 시장

(2) 국내 ESS 시장의 위축 원인

4) 용도별 에너지저장장치(ESS) 경제성 검토

(1) 국내 ESS 지원 정책

(2) 용도별 ESS 경제성 검토

가. 분석전제

나. 주파수조정

다. 피크감축

라. 재생E 연계

(3) 결론 및 시사점

2. 에너지저장장치(ESS) 보급 정책 과제 및 성과 분석

1) 에너지저장장치(ESS) 추진실적

(1) ESS 운영편익 향상

(2) ESS 초기 투자비 경감

(3) ESS 활용범위 확대

2) 에너지저장장치(ESS) 정량적 성과

3) 에너지저장장치(ESS) 정성적 성과

4) 에너지저장장치(ESS) 소결 및 시사점

3. 에너지저장장치(ESS) 기술과 연구개발 현황

1) 에너지저장장치(ESS) 기술별 현황 및 전망

(1) 기술별 현황 및 특징 비교

가. 전기·화학적(배터리) ESS

나. 기계적 ESS

다. 열적 ESS

라. 화학적 ESS

(2) 향후 전망

2) 에너지저장장치(ESS) 심층기술분석

(1) 핵심 요소기술

가. ESS는 저장 형태에 따라 화학적, 전자기적, 물리적 방식으로 분류

나. 전력저장장치용 2차전지는 에너지 효율면에서 탁월한 수준

⒜ ESS에 적합한 LiB 특성

⒝ LiB-ESS 시스템 구조

다. 배터리의 내구성과 신뢰성 향상 연구 진행 중

라. 파우치형 에너지 고밀도 향상 연구 진행 중

(2) 발전 방향 및 개발 트렌드

가. 원천 부품소재 개발, 실증 사업을 통한 기술 개발에 주력

나. ESS 활성화를 위한 신재생에너지 기술 개발

다. 다공성 전극을 활용한 ESS 성능 향상 기술

3) ESS 설비구축을 위한 기술규격

(1) ESS 설비

가. ESS 설비 구성

나. ESS 설비 공급항목

다. ESS 활용 용량 산정

(2) PMS/EMS 설비 구축

(3) PCS 설계조건

(4) 배터리 설계조건

4. 에너지저장장치(ESS) 최신 연구 동향

1) 에너지 저장 장치의 안전사고 원인과 대책

(1) 에너지 저장 장치와 배터리

(2) 국내 에너지 저장 장치의 사고와 원인

가. 전기적 충격에 대한 배터리 보호 시스템 미흡

나. 운영 환경 관리 미흡

다. 설치 부주의

라. 통합 제어·보호 체계 미흡

(3) 에너지 저장 장치의 안전 강화 대책

가. 안전 제도 개선

나. 사업장 안전 조치 및 재가동 방안

(4) 맺음말

2) 리튬 이온 전지의 노화 요인

3) 기계-전기화학-열전달 다중 물리 해석 기법 

(1) 이차 전지의 열 문제

(2) 기계-전기 화학-열전달 다분야(MultiPhysic) 해석의 중요성

(3) 전기 화학적 등가 저항 모델 기반 열 해석 기법    

(4) 기계-전기 화학적-열전달 다분야 해석 사례

(5) 맺음말

4) 다공성 전극을 활용한 ESS 성능 향상 기술

(1) 다공성 전극의 필요성

(2) ESS 배터리 성능 향상에 대한 다공성 전극의 기술적 개요

(3) 맺음말

제 4장 에너지 수요자원 산업 전망 분석

1. 에너지 수요자원 정책 과제 분석

1) 분산형자원 거래기반 정책과제 및 성과 분석 

(1) 추진실적

가. 수요자원거래시장

나. 프로슈머거래시장

다. 소규모전력중개시장

(2) 정량적 성과

가. 수요자원거래시장

나. 소규모전력중개시장

(3) 정성적 성과

가. 수요자원거래시장

나. 프로슈머거래시장

다. 소규모전력중개시장

2) 에너지공급자 수요관리 투자사업 개요 및 현황

(1) 에너지공급자 수요관리 투자사업 개요

가. 제도 의의 및 도입 연혁

나. 사업 유형

다. 관리 기관 및 추진 절차

(2) 에너지공급자 수요관리 투자사업 현황

가. 투자 규모 및 사업 실적

⒜ 최근 5개년(2015~2019) 기준 투자 규모 및 현황

⒝ 최근 5개년(2015~2019) 기준 사업 실적 및 현황

나. 에너지공급자 효율향상 의무화(EERS) 시범사업 도입

⒜ 에너지공급자 효율향상 의무화 개요

⒝ 시범사업 추진 현황

3) 현행 에너지공급자 수요관리 투자사업의 주요 쟁점

(1) 계획 수립 및 평가 단계의 운영상 개선 필요사항

가. 계획 수립 단계

나. 평가 단계

(2) 공공 부문 위주의 제도 시행에 따른 한계

가. 제도 적용 대상 측면

나. 제도 시행 측면

(3) 한전 외 에너지공급자들의 편중화된 투자사업 유형

4) 에너지공급자 수요관리 투자사업의 개선과제

(1) 총괄관리기관의 역할 재설정

가. 계획 수립 단계

나. 평가 단계

(2) 민간 부문이 참여하는 수요관리 생태계 조성

가. 제도 적용 대상 측면

나. 제도 시행 측면: 에너지 절약 전문산업 육성

(3) 유형별 투자사업 실적의 대외적 공표 및 에너지원 간 칸막이 해소

2. 에너지 수요관리 계획 현황

1) 에너지 수요관리 목표

(1) 최종에너지 수요 목표

(2) 목표 에너지 사용량 달성 방안

2) 건물부문 에너지 수요관리 계획    

(1) 건물부문 수요관리 전략

(2) 신규건물 에너지 성능 제도 강화

(3) 공공건물 에너지 절감

(4) 에너지다소비건물 에너지 관리

(5) 민간건물 에너지 절감    

3) 수요반응자원 확대

(1) 수요반응시장의 종류

(2) 서울시 수요반응자원 이용 현황과 목표

4) 수송부문 에너지 수요관리 및 에너지 전환

(1) 수송부문 수요관리 전략

(2) 교통수요관리 강화

가. 기업체 교통수요관리 사업

나. 승용차 마일리지 제도

다. 나눔카 보급 확대

라. 주차상한제 확대

마. 대중교통 기능 강화

바. 보행 및 자전거

(3) 친환경차 보급

가. 친환경차 보급 확대

나. 친환경차 인프라 확충

3. 가상발전소 제도현황 및 에너지 프로슈머 활성화 분석

1) 에너지 프로슈머 활성화를 위한 시사점 분석

(1) 4차 산업혁명과 에너지 산업

가. 4차 산업혁명과 에너지 산업

나. 에너지 프로슈머의 개념

(2) 국내 에너지 프로슈머 관련 동향

가. 다양한 프로슈머 모델 활성화 시도

나. 한국의 실증/시범사업 사례

(3) 에너지 프로슈머의 국내 이슈

가. 국내 에너지 프로슈머 도입 여건 분석

나. 수요반응 시장과 분산전원중개시장의 도입을 위한 전기사업법 개정

다. 에너지 블록체인 기술 도입 관련 장애요인 및 개선방안

라. 제조업체를 활용한 에너지 프로슈머 확대

마. AMI 관리 주체

(4) 시사점 및 결론

2) 국내 가상발전소(VPP) 제도 및 현황

(1) 국내 전력시장 변화와 가상발전소

가. 국내 전력시장의 변화

⒜ 에너지전환과 분산형 전원 확대 정책

⒝ 분산에너지자원(DER)5)의 확산과 전력시장 변화

⒞ 분산에너지자원 증가에 따른 문제점(가상발전소의 필요성)

나. 가상발전소

(2) 수요자원 거래시장

가. 수요자원 거래시장 개요

나. 수요자원 거래시장 현황

⒜ 시장 운영현황 및 거래실적

⒝ 소규모 수요자원 거래(국민DR) 추진

(3) 소규모 전력중개시장

가. 소규모 전력중개시장 개요

나. 소규모 전력중개시장 현황

⒜ 시장 운영현황 및 거래실적

⒝ 현재 소규모 전력중개시장의 한계와 과제

(4) 국내 가상발전소의 미래