일본은 동일본 대지진으로 인한 원전 사고를 계기로 새로운 "에너지 기본 계획" 및 "지구 온난화 대책을 위한 계획"을 추진하고 있다. 이러한 계획에서 태양광, 풍력, 지열, 수력, 바이오매스 등 신재생에너지 및 미이용 에너지(unused energy)의 "에너지 혼합(복합)"이 중요한 과제로 인식되었다.

 

◆ 지역 에너지 관리 목표인 스마트 커뮤니티 구축
스마트그리드와 같은 에너지 관리 기술을 바탕으로 신재생에너지 및 미이용 에너지를 포함한 다양한 에너지를 활용하고, 인프라와 사회 시스템을 갖춘 스마트 커뮤니티(차세대 환경 지역) 구축을 위해, 경제산업성(METI)이 4개 지역에서 "차세대 에너지·사회 시스템 실증 사업"을 실시하고 있다.

 

이 중 광역 대도시형에 해당하는 요코하마 대규모 실증이 2013년 4월부터 시작되었으며, 가정의 에너지 관리 시스템을 활용하여 전력 수요 억제를 촉진하는 실증사업도 활성화되고 있다.

차세대 에너지·사회시스템 실증 사업은 2010년에 4개 지역(요코하마, 아이 치현 토요타시, 이한나 학연 도시, 키타큐슈시)을 선정하여 2014년까지 종합적인 스마트 커뮤니티 시범지역으로 조성하기로 하였다.

 

이 4개 지역에서는 지방 자치 단체와 민간 기업이 연계하여 "에너지 사용현황 가시화", "가정용 에너지저장시스템(ESS) 사용", "전력·열 통합 제어", "자동차 배터리를 이용하여 가정에 전력 공급" 등의 다양한 실증 프로젝트를 시작하였다.

 

4개 지역의 실증은 도요타시가 호별 주택형, 이한나 학연 도시는 주택 단지형, 기타큐슈가 특정 공급 구역형, 그리고 요코하마시가 광역 대도시형으로 패턴이 다르다. 이 중에서 향후 본격적으로 검증을 시작하는 지역은 요코하마시이다.

 

요코하마시와 민간 기업은 지역 에너지 관리 시스템(CEMS), 홈 에너지 관리 시스템(HEMS), 빌딩 에너지 관리 시스템(BEMS), 전기자동차 및 배터리 제어 시스템과 연계하여 요코하마시를 대상으로 한 지역 에너지 관리 개발 및 도입을 실증하고 있다.

 

홈 에너지 관리 시스템(HEMS )은 5가지의 실증이 계획되어 있다. 모든 가정에서 전력 사용량 상황을 실시간으로 확인할 수 있도록 에어컨을 설치하면서 에너지 사용현황 표시기기를 먼저 설치하였다.

 

에너지 사용현황 표시기기에 “전력사용의 가시화"를 실현하는 것 외에도 지역 에너지 관리 시스템(CEMS)에서 발신해 홈 에너지 관리 시스템(HEMS)을 통해 에너지 절약에 협력을 요청하는 수요 응답(Demand Response)에 의해 에어컨 설정 온도를 제어할 수 있으며, 이를 통해 지역 전체의 에너지 소비를 절감할 수 있다.

 

◆ 가정의 전력 수요 제어
요코하마시 이외의 3개 지역에서도 차세대 에너지·사회 시스템 실증 사업의 일환으로 가정에서 전력 수요 억제를 촉진하기 위한 실증이 전개되고 있다. 키타큐슈시는 전력 수요의 피크 컷(peak cut), 피크 시프트(peak shift)를 촉진하기 위해, 전력 요금 단가를 변동하는 다이나믹 프라이싱 (Dinamic Pricing = 가격 변동 설정)에 관한 실증을 야하타 히가시 지구에서 2012년 여름에 총 40일간 실행하였다.

 

실증 결과, 하루 평균 전력 사용량의 변화율을 적용하여 가격을 변동한 그룹의 전력 사용량 변화가 평균 약 18 % 줄어들어 에너지 절약 효과를 확인하였다.

 

이한나 학연 도시에서는 간사이 전력, 미쓰비시 전기, 미쓰비시 중공업이 7월 23일부터 9월 28일까지 가정을 대상으로 정보 통신 기술(ICT)를 활용한 수요응답(DR) 효과를 검증하였으며, “전기 사용량의 가시화" 또는 “절전 공지 사항" 효과를 확인하였다. 또한 전력 수요 피크 시간대의 전기요금을 높게 책정하여 전력 수요를 억제하는 효과도 확인하였다.
 
도요타시는 160가구를 대상으로 2001년 상반기 수요응답(DR) 실증에 착수, 2014년 2월까지 실시할 예정으로 현재 이를 위한 준비를 하고 있다.

 

이와 같이 동일본 대지진 피해 지역 재건을 위해 신재생에너지를 활용한 스마트 커뮤니티 구축을 지원하는 사업이 구체화되고 있다. 이 계획 수립에는 차세대 에너지·사회 시스템 실증 사업의 관계자도 협력하고 있다.

 

한편 경제산업성(METI)은 일본 기업의 해외 스마트 커뮤니티 사업도 지원하고 있다. 11월 5일에는 세계 시장에서 스마트 커뮤니티 사업 가능성 조사 전문기관을 선정하여 발표했다. 인도 전역에서 대 정전 방지를 목적으로 한 광역 전력 안정화 솔루션 및 말레이시아와 베트남에서 스마트 커뮤니티 구축 등 7 개를 선정했다.

 

◆ 도입 확대기인 태양광 발전 시장
태양광 발전 시장은 7월 1일에 도입된 신재생에너지의 고정 가격 매입 제도가 투자 의욕을 자극하여 시장 이 활성화되고 있다. 하지만 태양전지 패널의 공급 과잉으로 인한 가격 급락, 주변 장치를 포함한 국내외 업체 간 경쟁 심화, 시공 품질 유지를 위한 기술자 육성 등 다양한 과제가 대두되고 있다.

 

태양광 발전 협회(JPEA)가 11월에 발표한 2012년 3분기 태양전지의 총 출하량은 전년 대비 10.5% 증가한 78만 31kW였다. 주력 시장인 유럽 시장이 주춤하는 가운데 국내 시장이 80% 증가한 62만6,900kW이었으며, 이에 따라 고정 가격 매입 제도 도입이 국내 태양광 발전 시장에 미친 영향을 확인할 수 있다.

 

다만 시장에서는 해외의 저가 수입제품이 증가하고 있으며, 이번 조사에서 국내 생산품에 비해 수입 비중이 처음으로 30%를 넘어 섰다. 해외 관련업체로는 세계 태양광 시장에서 현재 점유율을 확보하고 있는 중국과 대만의 강세에 주목할 필요가 있다.

 

◆ 태양광발전 산업의 향후 전망
시장을 견인하는 결정질 태양전지 이외의 태양전지의 연구 개발이 활성화되고 있다. 유기 태양전지 분야에서는 일본 제품이 우수하지만, 대만의 여러 연구 기관이 박막태양전지 CIGS (구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄)의 연구를 추진하고 있다.

 

결정질 태양전지 이외의 분야에서 2015년에 신제품이 많이 나올 것으로 예상된다. 내년부터 태양광 발전 비용이 기존의 전력 비용과 동등하게 되는 "그린 패리티"에 달할 것으로 전망된다.