건축/환경에너지

Nikkei Ecology_2016.12 특집 (p22-34)

파리협정의 발효, 도입확대로
재생가능에너지 비즈니스 본격화

메가솔라(Mega-Sola)에 대한 투자가 일순(一巡)하여, 보조금도 제한되기 시작했다. 재생가능 에너지 비즈니스가 위축될 것이라는 견해도 있다. 그런 와중에, 문제점을 극복하여, 새로운 수요를 발굴하려는 기업이 나타났다. 2020년 이후의 온난화 대책을 상정한「파리 협정」이 발효되어, 보급확대에 순풍이 불고 있다. 재생가능 에너지 비즈니스는 지금부터가「본격적인 실전」이다.


진짜 시작은 지금부터
Part 1. “FIT 이후”가 비즈니스 기회, 매출 20배까지

메가솔라의 도입이 보편화되어, 이대로 시장은 정체되고 말 것일까? 파리협정 발효의 순풍을 맞으며, 재생가능 에너지 비즈니스가 다시 약동하기 시작했다. 재생가능 에너지 비즈니스로 매출을 약 20배 늘린 기업이 있다. 통신건설업의 큰손인, 미라이트(Mirait, 도쿄)이다. 2014년도에 3억엔이었던 축전지(蓄電池) 설치사업의 판매액이 2015년도에는 28억엔이 되었다.

-- 「2019년 문제」를 비즈니스 기회로 --
2015년에는 오릭스(Orix)와의 공동출자로, 태양광발전설비와 축전지의 판매, 설치 등을 주요사업으로 하는 미라이트 엑스(Mirait X, 도쿄)사를 설립했다. 이 회사의 야나기자와(柳沢) 사장은「2016년도는 태양광발전의 공사 및 주택용 축전지의 설치로, 130억엔의 매출을 예상하고 있다. 2018년도에는 3만대의 축전지의 설치를 목표로 한다」라며 의지를 불태우고 있다.

미라이트는 NTT 등으로부터 정보통신 설비의 건설을 위탁 받아, 관련 서비스의 제공을 담당하는 것 외에, 그룹에서는 가정형 PC설정 및 서포트 업무도 전국적으로 전개하고 있다. 이 사업으로 축적된 노하우를 가정형 축전지의 시공 및 전국적으로 서포트 하는 업무에 활용하고 있다.

고객의 대부분은 재생에너지의 FIT(고정가격 매입제도)를 이용하여, 태양광으로 발전한 전기를 전력회사에게 판매하고, 야간에는 전력회사의 저렴한 전력을 구입, 축전지에 저장하여 낮 시간 동안에 사용하고 있다. FIT의 매전(売電) 수입이 전력회사에 내는 전기세를 상회하여, 이익이 발생하기 때문이다.

그러나, 야나기자와 사장은「앞으로는 발생된 전기를 가정에서 사용하며, 잔여전력을 축전지에 저장하여 밤에 사용하는『자가소비 형」이 늘어난다」라고 보고 있다. 2009년에 시작한 가정의 잔여전력 매입제도의 기간은 10년. 2019년에는 FIT를 “졸업”하는 최초의 가정이 나온다. 전력 판매에 따른 수입은 없어지나, 발전한 전기를 축전지에 저장하여 밤 등에 사용하면 광열비를 절감할 수 있다.

FIT로 충전하고 있는 가정은 90만 가구로 보여진다. 「2019년부터 FIT를 졸업한 가정을 중점적으로 공략하고 싶다」라고 야나기자와 사장은 말한다. FIT졸업 후에 태양광충전의 비즈니스를 어떻게 넓힐 것인가? 설비 제조사와 시공회사는 이 새로운 테마를「2019년 문제」라고 부르며, 자가소비수요의 개척에 뛰어들었다.

축전지의 렌탈이 그 중 하나의 사례이다. 가정에서의 축전지 도입비용은 시공비를 포함하여 100만에서 백 수십만엔 이며, 초기투자에 대한 부담이 걸림돌이 되고 있다. 오릭스나 NEC 등이 공동으로 투자하는 ONE에너지(도쿄)는 월, 8,700엔(세금 별도)으로 축전지를 10년간 빌려주는 서비스를 제공하여, 고객을 모으고 있다.

재생 에너지의 도입확대에도 순풍이 불고 있다. 11월 4일에 발효한 파리협정이 그것이다. 일본은 2030년도에 2013년도 대비 26%의 온실효과가스의 삭감을 목표로 세우고 있다. 따라서, 재생에너지 비즈니스의 확대는 목표달성에 꼭 필요하다. 목표달성을 향하여, 국가에서는 2030년도에 국내에서 소비되는 전력의 22~24%를 재생에너지로 충당한다는 생각이다. 태양광은 2013년도에 전력구성의 1% 정도였으나, 2030년도에는 7%(약6,400만kW)까지 끌어 올릴 계획이다.

-- 원격감시 서비스시장의 증가 --
-- 자립하기에는 발전비용 3엔 절감필요 --


「2019년 문제」를 극복
Part 2. 자급자족의 지원이 비즈니스 기회

가정용 축전지나 태양광발전시스템은 앞으로의 성장을 기대할 수 있다. 2019년 이후, 전국 90만 가정이 전력을 자급자족하는 시스템으로 전환될 가능성이 있다. 2009년에 시작된, 가정에서 태양광발전의 잔여 전기를 대상으로 하는 고정가격 매입제도(FIT). FIT을 통해 지금까지 전국에서 90만 채에 달하는 가정이 태양광발전에서의 전기판매를 시작했다고 보여진다.

정부는 2020년도의 신축 주택의 과반수를 태양광발전 등을 갖춘 제로에너지주택(ZEH)으로 할 방침이다. 패널(Panel) 제조업계는, 앞으로 연간 20만 채의 주택이 태양광발전을 신설할 것으로 내다봤다. 과제는「2019년 문제」이다. 각 회사는 이를 극복하기 위해 지혜를 모으고 있다.

● 세키스이(Sekisui)화학공업
축전지로 졸업 후에도 이득

2019년에는 FIT를 “졸업”하는 최초의 가정이 생긴다. FIT 시행 전을 포함해, 전국에서 18만채의 태양광발전을 도입한 주택을 판매한 세키스이 화학공업은, 졸업하는 가정에 대한 차기 서비스를 시작하고 있다. 세키스이화학이 주택건설 회사로써 최초로 태양광발전 주택의 판매를 시작한 것은 1997년이다. FIT 시행 후에는 광열비 삭감 등의 장점를 어필해 판매 동(棟) 수가 급격히 늘어났다. 2020년도에는 신축주택을 ZEH(제로에너지주택)의 표준 사양으로 정할 예정이다.

지금부터는 매수 기간의 종료가 얼마 남지 않은 가정이「축전지를 활용해 발전한 전기를 가정에서 사용하는 자급자족 형태로 바뀌게 된다」라고, 세키스이화학의 집행위원을 맡고 있는 주택컴퍼니의 카미와키(上脇) 상품개발부장은 전망한다. 비용 제로의 태양광 전기를 밤에 사용하면 광열비가 삭감되기 때문이다.

8년정도의 전기판매로 태양광 패널의 도입 비용을 회수하는 가정이 많을 것으로 보여, 리폼을 계기로 시행 비용을 포함해 100만엔이 넘는 축전지를 도입하는 가정이 나오기 시작했다. 일반 가정에서는, 태양광 발전이 늘어나는 낮에는 사람이 없어 전력 소비가 적다. 축전지의 도입으로 발전시킨 전기를 모아두어, 야간의 전력수요를 조달하는데 사용된다. 하지만, 전기판매를 위해 출력이 큰 패널을 탑재한 가정에서는 쓰고 난 전기가 많이 남을 수 있다. 여기에서, 복수의 가정의 축전지를 하나로 모아 제어하여, 거주자들에게 혜택을 제공한다.

-- 주택지의 전기를 원격지로 융통시키다--

● 일본 에코시스템 (Ecosystem Japan)
태양광발전을 도입비 제로로

주택용 태양광 패널의 설치비용은 1Kw당 35만엔 정도. 4.5~7Kw의 시스템을 설치하는 경우가 많으며, 백만 엔을 넘는 도입비용은 보조금을 활용한다고 해도 결코 저렴한 가격은 아니다.

-- 태양광 패널이 설치된 새로운 전력회사 --
미국에서 보편화되고 있는「제3자 보유」라는 비즈니스 모델을 채용한 새로운 전력회사가 등장했다. 통신 건설사의 큰손인 일본 콤시스(Comsys) 산하의 일본 에코시스템(도쿄)이다. 이 회사는 「JIBUN(자기) 전력」이라는 브랜드 명칭으로 올해, 전력 소매사업을 시작했다. 「자택의 지붕에 무료로 태양광 패널을 설치해 드립니다」가 판매 문구이다.

제3자보유란, 주택에 설치하는 태양광 패널의 설치비용을 기업이 부담하여, 그 기업이 소유하는 시스템이다. 만들어진 전기는 태양광 패널의 소유자인 기업의 소유이지만, 가입자는 그 전기를 저렴한 가격에 사용할 수 있다. 가입자는 지붕에 일본 에코시스템이 설치해 놓은 태양광발전의 전기를 사용하며, 전기세를 에코시스템에게 납부한다. 에코시스템은 가정에서 쓰고 남은 잔여전기를 10년간, FIT로 판매하여 도입비용을 회수한다. 11년째부터 계약기간으로 설정한 20년째까지 가정으로부터 전기세를 받는다.

야간이나 악천후 등으로 발전이 안될 때에는, 에코시스템이 신(新)전력의 엔네트(Ennet)로부터 전력의 공급을 받아, 가정에게 공급한다. 가정의 전력소비경향에 따라 다르지만, “JIBUN 전력”에 가입함으로써, 표준가정의 전기세는 대형전력회사에 비해 저렴해진다. 20년의 계약기간이 만료되면, 태양광 패널을 가정에 무상으로 제공한다. 이시하라(石原) 전력사업부장은「가정은 하루 종일 전기세가 공짜이며, 자급자족으로 전기를 얻을 수 있다」라고 말한다.


새로운 장소를 개척
Part 3. 저수지, 바다, 지붕을 공략

메가솔라 및 윈드팜(Wind farm)을 저렴한 비용으로 설치하기 위해 적합한 지역이 줄어들고 있다. 그러나, 저수지나 대형주차장의 지붕 등, 설치 가능한 곳은 아직 있다. 치바(千葉)현 이치하라(市原)시에 있는 야마쿠라(山倉)댐에는 메가솔라(대규모 태양과 발전소)의 건설공사가 한창이다. 총 발전출력은 1만 3,700kW. 1년간 일반가정의 약 4,970세대분의 전력소비량에 해당하는 1,617만kWh를 발전(發電)시킬 것으로 보이며, 2017년도 안에 가동을 개시할 예정이다. 발전된 전력은 도쿄전력에 판매한다.

사업주는 도쿄 센츄리(Tokyo Century)와 쿄세라(Kyocera)가 공동 출자한 쿄세라 TCL솔라 합동회사이다. 이 회사는 지금까지 전국 46개소, 합계 9만2,000kW의 태양광 발전소를 설치, 가동시키고 있다. 최근에는,「수상(水上) 메가솔라」의 설치를 늘리고 있으며, 야마쿠라댐의 발전소는 다섯 번째이다. 향후 3년간 10개소를 설치하는 것을 목표로 삼고 있다.

-- 총비용은 육상설치와 같다 --
재생에너지 발전사업이 마무리되고 있다는 견해도 있으나, 발전의 여지는 아직 남아있다. 메가솔라도 크게 다르지 않다. 다만, 적합한 지역이 줄어들고 있는 것은 사실이다. 2012년 7월에 재생가능 에너지를 고정가격으로 매입해주는 제도(FIT)가 도입되면서부터, 메가솔라를 중심으로 태양광발전소의 건설 붐이 일었다. 전국의 태양광발전의 누적 도입량은 FIT개시 전에 비해, 2014년 시점에서 약 4배나 증가하고 있다. 그 결과, 대규모 조성공사를 하지 않고서 넓은 설치장소를 확보할 수 있는 토지가 점점 줄어들어, 발전사업의 채산이 어려워지고 있다. FIT의 매매가격의 하락을 불러오고 있다. 매매가격은 4년간, 40% 떨어졌다.

그런 와중에, 쿄세라가 발전사업으로 입맛이 딱 맞는 토지로써 눈에 들어 온 것이 바로 저수지이다. 수상 메가솔라의 건설에는, Float이라고 하는 태양광 패널을 수면에 띄워서 설치하기 위한 자재 등이 필요하다. 따라서, 육상에 설치할 경우에 비해, 시공비용이 늘어나지만, 조성공사가 필요 없기 때문에 총비용은 비슷하게 맞출 수 있다고 한다.

-- 풍력 등의 타 재생에너지에도 주력 --


감시・점검수요에 대응
Part 4. 드론, IoT로 비용대비 효율을 높인다

설비의 노후화 및 자연재해에 의한 고장 등이 현실화되어, 운용・보수의 중요성이 커졌다. 드론에 의한 이상감지 및 IoT의 활용에 의한 발전(發電)효율 향상 등에 관하여, 각 기업들은 머리를 짜고 있다. 재해조사나 인프라 점검, 운송 등으로 사용 폭이 넓어진 드론(소형무인기). 그 용도의 확대로써 기대되고 있는 것이 태양광 및 풍력발전의 운용・보수이다. 발전설비의 단품 판매로는 수익의 확대를 기대하기 어렵기 때문에, 설비업체는 운용・보수서비스로 활로를 찾으려 하고 있다. 제조사 이외에도 이 시장에 잠입하려는 기업이 늘고 있다.

-- 100만엔의 손실을 커버 --
드론을 사용한 서비스 사업을 하고 있는 에어로센스(Aerosense, 도쿄)는 올 8월, 후루카와산교(Furukawa Sangyo)와의 협업으로 풍차의 점검서비스를 개시하였다. 드론으로 풍차를 촬영하여, 블레이드(Blade, 날개 깃)의 도장이 벗겨진 부분이나 벼락을 맞은 흔적을 찾는다.

기존에는 사람이 크레인을 사용하거나, 로프를 사용하여 높이가 100m가까이 있는 풍차를 확인했어야 했다. 크레인을 현장에 반입하기 위해서는 손이 많이 갔을 뿐 아니라, 로프를 사용하여, 풍차에 오르고 내리는 일이 가능한 사람을 육성할 필요가 있었다. 그렇기 때문에, 점검 비용은 비싸질 수 밖에 없었다.

풍차 1기를 점검하는데 거의 한 나절이 걸리며, 그 비용은 전기판매에 대한 기회손실을 포함하면, 100만엔 아래로는 내려가지 않는다고 한다. 드론을 사용해서 서비스를 할 경우, 1일에 3~4기의 점검이 가능하여, 비용은 50만엔 정도로 할 수 있다고 한다.

풍차는 시속 300km 가까운 스피드로 회전하고 있다. 박리된 것을 장시간 방치해 놓으면, 블레이드(풍차날개)의 열화(劣化)가 진행되어, 발전량이 저하되는 원인이 될 수 있다. 낙뢰로 블레이드에 금이 가거나, 최악의 경우에는 부러질 가능성도 있다. 블레이드의 가격은 한 장당 7,000만엔이라고 한다. 교환하려고 하면, 풍차를 세워야 하고, 블레이드의 비용에 더해, 약 1일간 전력 판매가 불가능하므로, 기회손실이 발생한다.

태양광 발전의 운용・보수에는 이미 종합경비보장(ALSOK)이 작년 4월부터 드론의 활용을 시작했다. 드론에 탑재한 적외선 카메라를 이용하여, 상공에서 태양광 패널을 촬영하여, 이상 유무를 검사한다. 육안으로는 안 보이는「핫 스팟 (Hot spot)」이라고 불리는 태양광 패널의 발열현상을 발견할 수 있는 것이 특징이다. 현재, 드론을 사용한 검사 서비스를 풍차에도 적용시켜, 사용확대를 검토 중에 있다.

풍력과 태양광발전의 운용・보수서비스가 주목을 받는 이유는, 재생 에너지 특별법의 개정에 있다. 설비의 운용・보수 체제가 정비되지 않을 경우, 2017년도부터 FIT에 의거한 발전사업의 인정을 받을 수 없게 될 수도 있기 때문이다.

-- AI로 비용대비 효율을 최대화 --


접속의 한계를 뛰어넘다
Part. 5 축전지가 출력조정의 중심으로

국가가 먼저 운을 띄워서, 가상발전소(VPP)의 실증사업이 시작되었다. 지역에 분산된 축전지를 하나로 묶어서, 재생 에너지 대량도입에 대응하는 인프라를 구축한다. 「재생가능 에너지를 안정적으로 사용할 수 있는 발전소가 되고 싶다」. 전국에서 메가솔라를 개발하고 있는 일본 그린전력개발(도쿄)의 키미즈카(君塚) 사장은 이렇게 말한다.

그린전력개발은 10월, 홋카이도 도마코마이 시(市)에 3만 8,400kW의 메가솔라 건설에 착공했다. 용량 1만kWh와 대형 리튬 이온전지를 병설한다. 홋카이도 전력은 일정 규모이상의 재생 에너지 설비에 관하여, 출력변동을 완화시키기 위한 조치를 원하고 있다. 따라서, 일본 그린전력개발은 태양광발전의 출력의 급증 시에는 축전지에 충전하여, 급감 시에는 방전하는 것으로 그 요청에 응하고 있다. 축전지를 설치하면, 발전비용이 1kWh당 2엔이 올라가며, 채산성이 떨어진다. 하지만,「축전지에 의한 출력의 안정화는 재생 에너지의 보급확대에 없어서는 안될 요소이다」라고 키미즈카 씨는 말한다.

-- 여러 대로 연결시켜, 인프라 구축 --
2030년에 재생 에너지의 전원구성 비율을 22~24%까지 끌어 올리기 위해서는 축전지의 한 단계 업그레이드 된 사용법이 필요하다. 열쇠를 쥐고 있는 것이「가상발전소(VPP)」이다. 축전지를 네트워크화 함으로써, 송전망으로의 재생 에너지 접속으로 발생하는 제약을 최소화 시킬 수 있다.

경제산업성은 7월, VPP의 실증사업을 7건, 채택했다고 발표했다. 가상발전소는 가정이나 사무실, 공장 등 전력의 수요가(需要家)가 소유하는 발전기나 축전지를 IT(정보기술)로 일원화시켜 관리하여, 한 곳의 발전소처럼 가동시키는 것을 말한다. 다시 말해, 가정이나 사업소가 독자적으로 구입하는 축전지에 남아있는 전기용량을 끌어 모아, 네트워크화 하는 시스템인 것이다.

-- 재생 에너지 시대의 송전 망을 지탱하다 --
「재생 에너지가 대량으로 도입될 앞으로의 시대에, 수요자 측에 독립된 형태로 분산되어 도입된 축전지 및 전기자동차(EV), 히트(Heat) 펌프식 급탕기 등의 리소스를 하나로 묶음으로써, 송전 망의 안정화에 도움을 줄 수 있다」라고 VPP실증사업에 참가하는 NEC 스마트 에너지 사업부의 이지마(井島) 주임이 설명한다. 축전지나 EV가 있다면, 전기를 모두 소모할 수 있는 것과 동시에, 송전 망에 악영향을 끼치는 것을 막아준다. 가정이나 공장의 축전지를 빌림으로써, 송전 망 측이나 발전설비 측으로부터 축전지를 도입할 필요가 없다.

NEC와 도쿄전력 홀딩스 등의 9개사가 협력하여, 올해부터 VPP의 실증사업에 착수한다. 상정하는 사업모델은 다음과 같다. 태양광이나 풍력 등의 재생 에너지는 출력이 변동되기 쉽다. 만약에 재생에너지의 출력이 급감한 경우, 통합관리자(Aggregator)는 계약한 가정의 축전지 등에서 전기를 송신 망으로 내보내고, 수급 밸런스를 맞추려고 한다. 전력회사는 VPP의 서비스를 받음으로써, 송전 망의 안정성을 확보할 수 있다. 통합관리자는 전력회사와 재생에너지 발전사업자로부터 서비스에 대한 대가를 받으며, 축전지 등을 제공하는 수요자에게 대가를 지불한다. 실제로 재생 에너지의 출력제어가 이루어진 외딴 섬에서 VPP의 실증을 담당한 곳이 소프트뱅크 그룹의 SB 에너지이다.

-- 외딴 섬(離島)에서 출력제어를 회피 --

  -- 끝 --