세계경제포럼(WEF) 국제에너지커뮤니티는 지난 10년간 에너지 부문 글로벌 혁신 트렌드를 분석*(’20.5.)

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  * Global Innovations from the Energy Sector 2010-2020

2010~2020년까지 발생한 에너지 부문의 기술혁신 성과를 제시

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1) 주요 인프라

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① 고압송전망을 통한 전력 보급

  - HVDC(high-voltage, direct current) 기술의 발전으로 지하･해저･지상을 지나 대규모 전력 송전 및 풍력･사막/･내륙 태양광

    발전 전력을 도시로 송전

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② 해양 풍력 발전단지와 전력망 연결

 - ’15년 북해 해상풍력 발전단지에서 생산한 전력을 전력망에 연결하기 위한 Borwin2 프로젝트에서 처음 도입

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  * 전력 수요가 높은 도심지역의 에너지믹스에 재생에너지 비율을 높이는데 기여

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2) 에너지 효율

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① 전력을 운동에너지로 바꾸는 전기모터 효율의 증대

 - ’11년 ABB는 고효율 전동모터 SynRM IE4(synchronous reluctance motor)를 개발하여 동력모터 작동 에너지를 25% 절약하고, 온도를

   낮추고 소음을 줄임

- 이후 에너지 효율을 더욱 증대시킨 IE5 모터는 에너지 손실을 최대 50%까지 감소

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  * 2017년 ABB의 전동모터가 절약한 에너지는 515 terawatt로, 이는 글로벌 전력소비 8일치 분량에 해당

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② 열교환 유체 부산물 감축 기술

 - ’10년 스페인 에너지 회사 렙솔(Repsol)에서는 에너지 효율 달성을 위해 최적의 부산물 처리 시점을 분석하는 오일 정제 모니터링 기술 도입

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3) 재생에너지 통합

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① 스마트 그리드를 통한 재생에너지 장비/미터/정보시스템 구축

 - 분산형 재생에너지 발전소를 통합 관리하기 위해서는 현대화된 스마트 그리드 시스템이 필요

 - 스페인 전력회사 Iberdrola는 스페인 내 자사의 분산 전력망을 디지털화하기 위해 20억 유로 투자하여 1,080만개의 디지털

   미터기를 9만개의 변전소에 설치해 원격 관리, 통제 및 자동화 시설 구축

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② 재생에너지 활용을 위한 블록체인 개발

 - 스페인 재생에너지 기업 Acciona는 블록체인 기술을 기반으로 재생에너지의 발생위치와 경로를 실시간으로 제공함으로써 청정에너지 100% 공급 보장

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4) 시스템 효율

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① 디지털 기술을 통한 전력시스템 운영 최적화

 - 센서, 3D 모델링, AI, 증강현실, 가상현실 등 디지털 기술을 전력시스템 운영, 기획, 관리 등에 활용

 - 이탈리아 전력회사 enel에서는 Network Digital TwinⓇ을 개발하여 물리적 전력시스템 환경을 가상으로 구현하고, 분석, 예측

   및 시뮬레이션을 통해 시스템 최적화 달성

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5) 온실가스 배출 감축

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 ∙ 이산화탄소 감축 위한 이산화탄소 포집저장활용(CCUS) 기술

 - 포집한 이산화탄소를 단순히 지중/해저에 저장하는 것 뿐 아니라, 산업공정 등에 원료로 활용

 - 코넬대학에서는 HI-Light 화학 반응기를 개발하여 인공 광합성으로 이산화탄소를 합성가스나 메탄올로 전환시키는 기술을 개발

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6) 전력 접근성

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 ∙ 전력망 확장

 - ’13년 미국 정부의 아프리카 개발협력 프로젝트인 Power Africa를 통해 아프리카 내 전력보급 확대 추진

 - Power Africa는 지난 7년간 나이지리아, 우간다, 에티오피아 등 국가에 90만 개 이상의 전력망을 연결

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 ∙ 소형 그리드

 - 중앙 전력망에 연결되지 않고 낮은 단위의 지역에 전력을 공급하는 분산형 소형 그리드를 통해 전력 접근성 확대

 - Okra는 태양광 PV와 소형 그리드를 연결하여, 개개인이 태양광 PV를 통해 모은 전력을 지역 공동체가 공동으로 활용하는 전력시스템을 구축