“모든 건물, 차량, 그리고 공장을 에너지원으로 전환”

2026년 떠오르는 10대 기술 (1) 모든 것을 전력망에 연결하는 에너지
“모든 건물, 차량, 그리고 공장을 에너지원으로 전환”

(World Economic Forum 2026년 6월 인사이트 리포트에 소개된 10대 기술을 순차적으로 편집 요약해 독자들에게 소개합니다)

에어컨이 최대 출력으로 가동되고 해가 지평선 아래로 막 넘어간 무더운 여름 저녁은 전력망에 가장 큰 부담을 준다. 갑작스러운 수요 급증은 전력망의 균형을 무너뜨릴 수 있으며, 충전된 전기 자동차, 상업용 건물에 저장된 에너지, 그리고 해가 진 후에는 더 이상 발전하지 않는 옥상 태양광 발전 설비와 같은 잠재적인 유연성 자원이 있음에도 불구하고 활용되지 않고 있는 경우가 많다. 

문제는 단순히 에너지의 가용성이 아니라, 전력망이 가장 필요로 할 때 에너지를 동원할 수 있는지 여부다. 모든 것을 전력망에 연결하는 에너지는 이러한 격차를 해소한다. 모든 건물, 차량, 그리고 기기는 전력을 저장하고, 다시 전력망으로 되돌려 보내고, 실시간으로 공급과 수요의 균형을 맞추는 데 도움을 줄 수 있는 장소가 되어, 전력망을 지능형 노드 네트워크로 변화시킨다. 가장 중요한 변화는 배터리 자체 내부에서 일어나고 있다. 새로운 화학 기술들이 마침내 대규모 전력망 저장의 발전을 가로막았던 제약 조건들을 해결하고 있다.

지난 20년 동안 리튬 이온 배터리는 코발트와 니켈에 의존해 왔는데, 이 금속들은 소수의 국가에 집중되어 있고 가격 변동성과 윤리적 논란의 대상이 되어 왔다. 새로운 화학 기술들은 리튬과 나트륨처럼 쉽게 구할 수 있는 재료를 사용함으로써 이러한 의존성을 깨뜨린다. 일부는 충전 속도가 빠르고, 일부는 수명이 길며, 대부분 가격이 더 저렴하다. 2025년에는 리튬 이온 배터리가 전 세계 전기 자동차 보급률에서 처음으로 기존 니켈 기반 배터리를 넘어설 것으로 예상된다. 이러한 배터리와 전력망 사이에서 전력을 이동시키는 하드웨어 또한 함께 발전해 왔다.

새로운 반도체는 왕복 과정에서 거의 모든 에너지를 보존하고, 새로운 제어 시스템은 분산형 에너지 저장 장치가 전력망에 수동적으로 전력을 공급하는 것이 아니라 능동적으로 안정화할 수 있도록 한다. 조정 소프트웨어는 이러한 수백만 개의 자산을 하나의 통합된 자원으로 연결하고, 보상 체계는 저장 장치에 대해 단순히 공급하는 에너지량뿐 아니라 공급하는 전력량을 기준으로 비용을 지불하기 시작했다.

건물, 차량 및 기기는 단순한 전력 소비자가 아니라, 전력망을 재구상하는 데 도움을 줄 수 있는 능동적인 자원이 되었다.

이러한 발전들이 합쳐져 시스템 전체에 분산형 저장 장치와 지능형 시스템이 구축되고, 명령이 아닌 조정이 이루어지는 구조가 만들어진다. 호주는 이러한 시스템이 대규모로 어떻게 구현되는지 가장 명확하게 보여주는 사례 중 하나다. 2025년 하반기에 호주 가정에는 18만 개 이상의 가정용 배터리가 설치되었으며, 주 및 국가 프로그램은 이제 이러한 배터리를 소프트웨어 네트워크에 연결하여 저장된 에너지를 공동으로 활용할 수 있도록 지원함으로써 수요 급증 시 전력망을 안정화하는 데 기여하고 있다. 건물, 차량 및 기기는 단순한 전력 소비자가 아니라, 전력망을 재구상하는 데 도움을 줄 수 있는 능동적인 자원이 되었다.

상상 2031년

다양한 아파트가 있는 주거 블록에서, 이전에는 한 방향으로만 흐르던 에너지가 이제 양방향으로 흐르고 있다. 건물에 설치된 배터리는 초저녁에 지역 전력망으로 방전되며,
밤새 유입된 시원한 공기를 에너지원으로 사용한다. 차고에 있는 차량들은 각 차량이 전력망에서 읽는 정보, 즉 지역 주파수, 가격, 배터리 상태, 그리고 운전자의 아침 계획에 따라 충전 또는 방전된다. 옥상 태양광 패널은 생산된 에너지가 아닌 제공된 유연성에 따라 비용을 지불하는 시장에 참여하고 있다. 한 방향으로만 흐르던 변압기는 이제 더 시원하게 작동하고, 변압기가 전력을 공급하는 변전소는 지난번 폭풍 시즌 이후 비상 용량을 요청한 적이 없다. (계속)

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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