4차

산업

혁명

시대

대응

중장

기 에

너지

효율

관리

발전

방안

연구

(1/3)

4차 산업혁명 시대 대응 중장기

에너지효율관리 발전 방안 연구(1/3)

www.keei.re.kr기본

연구보고서 18-26

┃이성인·소진영┃

KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE

기본

연구

보고

서 1

8-26

참여연구진

연구 책임자 : 연 구 위 원 이성인

선임연구위원 소진영

연구 참여자 : 연 구 위 원 김지효

위 촉 연 구 원 이효선

서울대학교 교수 부경진

고려대학교 교수 하윤희

요약 i

<요 약>

1. 연구 필요성 및 목적

에너지는 기기와 설비를 통해 사용되고 있어 에너지절약을 위해서는

원천적으로 기기와 설비의 효율향상이 핵심과제이다. 이러한 속성은 4

차 산업혁명과 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 시대가 본격화됨에

따라 더욱 강화되고 있다. 4차 산업혁명과 IoT는 에너지사용 기기와 설

비의 스마트화에 크게 영향을 미쳐 결과적으로 에너지 특히 전기 수요

에 커다란 영향을 줄 것으로 예상된다. 에너지사용 기기 및 설비의 이

러한 속성을 감안할 때 에너지효율관리제도의 중요성은 더욱 높아지고

있다.

본 연구의 목적은 제4차 산업혁명 시대에 대응하여 선도적으로 에너

지효율관리의 발전방안을 모색하는 데 있다. 본 연구에서 발전방안은

크게 두 가지 방향이다. 첫 번째 방향은 4차 산업혁명 기술이 에너지사

용 기기에 융복합되고 있는 추세에서 에너지효율관리의 효과성을 높일

수 있도록 관련 제도를 개선하는 방안이다. 두 번째 방향은 에너지효율

관리의 효과성을 제고하는 방향성을 가지고 에너지사용 기기에 대한 4

차 산업혁명 기술의 적용이 확산될 수 있도록 전략을 제시하는 것이다.

기술의 진보가 에너지효율관리의 효과성에 어떠한 영향을 미치는지

에 대한 사전적(ex-ante) 평가와 사후적(ex-post) 평가는 현실적이고 실

효성 있는 제도의 설계를 위해 필수적인 과정이다. 또한, 제도 운영 결

과의 환류를 통해 개선 방향을 도출하기 위해서도 필요하다.

ii

본 연구는 총 3년에 거쳐 연차별로 수행된다. 1년 차에는 첫 번째 방

향인 에너지효율관리의 효과성을 높일 수 있도록 관련 제도를 개선하

는 방안 제시에 초점을 둔다. 이를 위해 먼저 그간의 4차 산업혁명의

전개에 따른 에너지사용 기기의 기술발전, 융복합화 및 제품시장 여건

변화가 에너지효율관리의 측면에서 어떠한 영향을 초래하고 어떤 의미

를 갖는지 평가한다. 그 다음으로 기존 제도의 효과성을 높이기 위한

개선 방안을 제시하고자 한다. 에너지정책효과 평가 시스템 구축 및 운

용 또한 3개년에 걸쳐 이루어질 것이며, 1년 차에서는 주로 에너지정책

효과 분석모형들을 검토하여 최적 모형을 선정하고, 그 모형이나 시스

템의 구조를 설계하는 단계에 초점을 둔다.

2. 내용 요약

4차 산업혁명 핵심기술이 에너지효율관리제도의 대상이 되는 기기에

융복합된 가장 기본적인 유형은 모바일과 IoT가 결합된 형태로서 전기

밥솥, 공기 청정기 등에 적용되고 있다. 두 번째 유형은 AI, IoT, 모바일

등이 결합된 형태로서 TV, 냉장고, 에어컨, 세탁기, 컴퓨터, LED 조명

기기 등에서 나타나고 있다. 세 번째 유형은 AI, IoT, 클라우드, 빅 데이

터 등이 결합된 형태로서 장기간 축적된 빅 데이터를 고도화된 AI로

처리하여 최적화된 시스템을 구축할 수 있다. 향후에는 AI, IoT, 모바

일, 클라우드, 빅 데이터 등의 핵심기술들의 일부 또는 전부가 융복합

되고 로봇, 3D 프린팅, 블록체인 등의 기타 4차 산업혁명 기술과 융복

합될 것으로 전망된다.

이러한 4차 산업혁명이 에너지효율관리의 효율성에 미치는 영향은

요약 iii

다음과 같다. 첫째, 실시간으로 생성되는 양질의 데이터를 활용하여 에

너지효율관리제도를 설계하고 그 효과를 정확하게 평가하여 개선해 나

갈 수 있는 환경이 조성되고 있다. 둘째, 에너지 기기의 사용자들이 사

용 관련 정보를 실시간으로 확인할 수 있게 됨에 따라 행동변화를 유

도하는 정책의 중요성이 높아질 것으로 보인다. 셋째, 4차 산업혁명 기

술을 활용한 에너지효율 서비스사업자의 역할이 중요해질 것으로 평가

된다. 넷째, 에너지효율관리제도 설계와 운영의 복잡성이 증가할 것으

로 보인다. 마지막으로, 자율제어를 통한 최적화 시스템의 기술개발과

보급을 통해 궁극적으로 에너지효율관리의 효과성을 높일 수 있다.

이러한 영향에 대응한 주요국의 대응을 살펴보면 다음과 같으며, 조

금이나마 제도적 변화가 나타나고 있는 것으로 평가된다. 미국의 에너

지효율관리제도에는 스마트 온도조절 장치(smart thermostat)가 포함되

어 있다. 효율을 측정하는 데 있어 실험용 데이터가 아닌 필드 데이터

를 대상으로 한다는 특징이 있다. 유럽연합(EU)에서는 스마트기기에

대한 에코디자인 규정을 적용하기 위한 사전준비 연구(Lot33)가 진행되

었는데, 주요 목적은 전기자동차 충전기의 에코디자인 적용 가능성 탐

색에 관한 것이다. 본 연구에서는 “smart”의 개념정의를 시작으로 스마

트기기의 경제적 파급효과, 스마트장치에 대한 정책적 접근 등 다양한

정책 제안이 이루어졌다. 최근 일본은 모든 부문에서 새로운 에너지절

약 사업의 방법이 출현하고 있는데 핵심은 에너지 관리의 빅 데이터

정보수집, 이용, 제공 기반 구축이라고 할 수 있다. IEA의 회원국들이

참여하는 CDA(Connected Device Alliance)는 ICT와 같은 4차 산업혁명

기술이 에너지효율 연결기기와 호환될 수 있도록 설계 원칙과 정책원

칙을 제시하였다.

iv

우리나라는 에너지효율향상을 위해 에너지소비효율등급표시제도, 고

효율에너지기자재인증제도, 그리고 대기전력저감 프로그램 등 세 가지

효율관리 제도를 운영하고 있다. 에너지효율등급표시제품은 시장에 이

미 보급된 가전기기가 주 대상이고, 대기전력저감 프로그램은 사무·가

전기기를 대상으로, 그리고 고효율에너지기자재인증제도는 신기술의

시장진입을 지원해야 하는 품목 위주로 운영된다. 효율관리제도의 핵

심을 이루고 있는 등급표시제도와 최저효율제도는 국내외에서 매우 성

공적이고 유용한 에너지효율향상 제도로 평가된다.

우리나라에서 에너지 분야의 디지털화와 4차 산업혁명 핵심 기술 융

복합을 주도하는 정책은 ‘에너지신산업 정책’이며, 현재 에너지신산업

정책은 8개 신산업 비즈니스 모델 보급을 중심으로 시행하고 있다. 에

너지신산업 확산을 위한 기초 인프라로 AMI(Advanced Metering

Infrastructure)의 보급에 초점을 두고 있으며, 이를 통해 AMI를 활용하

는 비즈니스를 활성화하고자 한다. FEMS나 BEMS와 같은 EMS 보급도

소규모로 시행했으며, 스마트그리드 시범사업의 시행과 에너지 빅데이

터의 제공 체계 또한 마련 중이다.

에너지수요관리정책의 효과, 즉 에너지 수요절감 효과는 설비 개체

를 통해 나타나기도 하고 에너지 소비 행태 변화를 통해 실현되기도

하며, 이러한 효과가 복합적으로 작용하기도 한다. 설비 개체 프로그램

의 에너지 절감 효과는 국제 성과측정･검증 프로토콜(International

Performance Measurement and Verification Protocol, IPMVP)의 가이드라

인이 제시하는 옵션들의 방법으로 산정할 수 있다. 교육이나 홍보, 그

리고 캠페인 등과 같이 소비자의 행동 변화를 유도하는 정책의 효과는

조사 기반 평가법이나 실험 디자인 평가법을 활용하여 평가할 수 있다.

요약 v

복수의 수요관리 정책들을 포괄하여 정책효과를 분석해야 하는 상황은

LEAP, TIMES 또는 CGE 등과 같은 에너지-경제모형의 틀을 활용하여

분석모형을 구축할 수 있다. 이들 방법론 중 LEAP을 기반으로 구축된

모형은 감축정책이 경제주체의 의사결정 변화를 유발하여 에너지소비

및 온실가스 배출량 변화를 세부적으로 분석할 수 있다는 장점을 지니

고 있다(임재규 외, 2013, p. 102).

4차 산업혁명이 정책의 효과성에 영향을 미치기 때문에 정책효과를

평가하는 시스템 또한 4차 산업혁명의 기술 특성과 방향성을 반영할

수 있어야 한다. 첫째, 에너지 기술DB와 사용행태DB는 실시간으로 측

정되는 정보를 시의 적절하게 반영하여 업데이트될 수 있도록 유연하

게 설계되어야 한다. 둘째, 기존 설비/기기별 절감효과와 더불어 시스템

차원에서의 절감효과의 평가가 중요해진다. 셋째, 행태변화에 따른 에

너지 절감효과의 평가는 연속적인 정보의 흐름에 따른 영향을 반영해

야 한다. 마지막으로, 행태변화 또한 궁극적으로는 시스템의 최적화의

영역으로 수렴할 것으로 예상된다. 본 과제에서 연차별로 개발하는 평

가 시스템은 4차 산업혁명 시대에 대응하여 합리적이고 효과적인 에너

지효율관리제도의 설계를 위한 기초 분석을 제공하는 역할을 할 수 있

을 것으로 기대된다.

3. 정책 제언

4차 산업혁명이 에너지효율 분야와 에너지효율관리제도에 미치는 영

향과 이에 대한 대응 움직임 등을 종합적으로 정리하여 정책적 시사점

을 도출하였다. 첫째로 4차 산업혁명 기술이 빠르게 진화하고 있어, 이

vi

에 맞추어 에너지관리 정책과 제도의 패러다임 변화가 요구된다. 둘째

로 디지털화 에너지사용 기기와 기술의 표준화가 필요하다. 셋째로 스

마트화·IoT화 핵심 디바이스를 에너지효율관리 대상 품목으로 포함하

여 관리하고 단일제품 중심에서 시스템으로 확대해 나가야 한다. 넷째

로 스마트 기술을 적용한 제품에 대한 에너지효율 기준 마련이 필요하

다. 다섯째로 에너지효율관리 적용대상 제품을 가전·사무기기 중심에서

건물·산업용 기기로 확대할 필요가 있다. 특히 산업용 제품에 대한 에

너지효율규제를 강화할 필요가 있다. 여섯째로 최고 효율기준 라벨 도

입과 기준의 정기적 조정이 필요하다. 일곱째로 소비자에게 맞춤형 정

보 제공이 필요하다. 마지막으로 개별 모니터링 및 제어 장치 등의 등

장으로 개별 에너지 사용기기의 에너지 사용량 파악이 가능해 지고 있

어 효율에 대한 검증 강화와 함께 실제 사용 환경에 가까운 정보제공

이 필요하다.

Abstract i

ABSTRACT

1. Background and Research Objective

As energy is used through devices and facilities, it is critical to improve

their efficiency to save energy. This is even more so with the advent of the

Fourth Industrial Revolution and the Internet of Things (IoT). It is expected

that the technologies of this new era will make energy-using devices and

facilities smart, and consequently, greatly influence the demands of energy,

most notably, those of electricity. Not surprisingly, the energy efficiency

management is becoming increasingly important.

This research aims to proactively seek directions for the development of

energy efficiency management in the age of the Fourth Industrial Revolution.

Two major directions are presented as follows. First, given the trend of

convergence of the Fourth Industrial Revolution technologies and energy

devices, it is necessary to refurbish the institutions to increase effectiveness

of the energy efficiency management. Second, we would like to suggest

strategies to help apply the technologies of the Fourth Industrial Revolution

to energy devices in order to raise effectiveness of the energy efficiency

management.

Ex-ante and ex-post evaluations on how technological progress influences

the effectiveness of energy efficiency management is a necessary step in

designing a realistic and effective policies. It is also important to draw up

ii

directions for improvement through feedback of the results of the

implementation of policies.

This research is conducted annually for three years. In the first year, we

focus on suggesting the directions on how the related institutions should be

reformed to manage energy efficiency more effectively. To do this, the

influence and meaning of the technological development, convergence, and

changes in the market for energy devices, due to the Fourth Industrial

Revolution, will be evaluated in terms of energy efficiency management. Next,

the directions for improvement of the existing institutions will be suggested.

Also, the energy policy evaluation system will be established and operated

for three years; during the first year, the focus is placed on examining the

models and methodologies of energy policy effect analysis to select the optimal

one and designing the structure of the model or system.

2. Summary of Findings

Among the energy devices subject to energy efficiency management where

core technologies of the Fourth Industrial Revolution are integrated, the most

basic type is combination of mobility and IoT, as in electric rice cooker and

air cleaner. The second type is the combination of AI, IoT, and mobility, as

in TV, refrigerator, air conditioner, washing machine, computer, and LED

lighting equipment. The third type is the combination of AI, IoT, cloud, and

big data, which enables big data accumulated for a long-time to be processed

with advanced AI to build an optimized system. In the future, some or all

Abstract iii

of core technologies such as AI, IoT, mobility, cloud, and big data will be

converged and so with other Fourth Industrial Revolution technologies such

as robots, 3D printing, and block chains.

The influence of the Fourth Industrial Revolution on the effectiveness of

energy efficiency management is as follows. First, an environment is being

created where energy efficiency management system can be designed by using

high-quality data generated in real time and the effect accurately evaluated

and improved. Second, as users can have information about energy use of

their devices in real time, it will increase the importance of policy to induce

them to change behavior. Third, the role of energy efficiency service providers

using the Fourth Industrial Revolution technology will become important.

Fourth, the complexity of energy efficiency management system in design and

operation will increase. Finally, technology development and diffusion of the

optimization system through autonomous control can ultimately enhance the

effectiveness of energy efficiency management. Within this context, the

responses of major countries show the signs of making institutional changes,

albeit slowly. The US energy efficiency management scheme includes a smart

thermostat. It is characterized by measuring efficiency with the field data, not

the experimental data. In the European Union, a preliminary study (Lot 33)

was conducted to apply the eco-design rules for smart devices, with the main

objective being to explore the applicability of eco-design for electric vehicle

chargers. This research begins with defining the concept of “smart,” and makes

various strategy suggestions related to economic ripple effect of smart devices

and policy approaches to smart devices. Recently, Japan is witnessing new

iv

energy-saving projects sprouting in almost every field, evolving around

establishing platforms for collecting, using, and providing data on energy

management. The CDA (Connected Device Alliance), which mainly consists

of the IEA members, presented the principles for design and policy to make

core technologies of the Fourth Industrial Revolution, such as ICT, compatible

with connected devices for energy efficiency.

South Korea operates three energy efficiency management programs: Energy

Efficiency Labeling and Standard, High-efficiency Appliance Certification, and

e-Standby Power. Energy Efficiency Labeling targets home appliance products

already in the market and e-Standby Power is a program for office and home

appliances. High-efficiency Appliance Certification program runs to promote

certified devices and equipment and create relevant markets. The labeling and

the minimum efficiency system, which lie at the core of energy efficiency

management, are considered successful and useful for improving energy

efficiency at home and abroad.

In South Korea, ‘New Energy Industries’ policy is leading digitalization in

the energy sector and technology convergence of the Fourth Industrial

Revolution and the government is currently promoting eight new industrial

business models. To boost the new energy industries, AMI (Advanced Metering

Infrastructure) and related businesses are activated. In addition, energy

management system (EMS), such as FEMS (factory energy management

system) or BEMS (building energy management system), has been distributed

on a small scale while smart-gird pilot projects and platforms for energy big

data are being prepared.

Abstract v

The effect of the energy demand management policy, that is, the reduction

of energy consumption, can be realized through the facilities or the change

of energy consumption behavior, or combination of both. The energy saving

effect of the programs for facilities can be measured with the methods proposed

by the guidelines of the International Performance Measurement and

Verification Protocol (IPMVP). The impact of policies inducing behavioural

changes of consumers through education, promotion, and campaign, can be

assessed using survey-based evaluation or experiment design evaluation

methods. To analyze the overall influence of a number of demand management

policies, an analysis model can be built with energy-economy modelling tools,

such as LEAP, TIMES or CGE. In particular, LEAP-based models have an

advantage in making an in-detail analysis of the changes in energy consumption

and GHG emission by changing decision-making of economic subjects. (Lim

Jae Kyu et al., 2013, p. 102).

Since the Fourth Industrial Revolution influences the policy effectiveness,

the evaluation system also has to reflect the technological characteristics and

directions. First, the energy technology DB and consumption pattern DB need

to be flexible enough to timely apply the real-time information for an update.

Second, it is also important to measure saving effects on the system level,

as well as evaluation by individual facilities/devices. Third, the energy saving

effect of the behavioral changes should reflect the influence of continuous flow

of information. Finally, the behavioral changes are expected, ultimately to be

included in the area of system optimization. The evaluation system, developed

annually in this research, is expected to provide basic analysis for the design

vi

of a reasonable and effective energy efficiency management policies to respond

to the Fourth Industrial Revolution.

3. Implications

The influence of the Fourth Industrial Revolution on the area of energy

efficiency and the energy efficiency management system and the responses

were integrated and organized to derive policy implications. First, it is

mandatory to change energy management policies and system to cope with

the rapidly evolving technologies in the Fourth Industrial Revolution. Second,

standardization of digital energy devices and technology is needed. Third, smart

and IoT devices have to be included in the energy efficiency management

target with the focus shifting from single devices to the overall system. Fourth,

energy efficiency criteria should be created for the products based on smart

technology. Fifth, the scope of the energy efficiency management policies

should be extended to cover buildings and industrial devices, not just home

and office appliances. In particular, stricter regulations for energy efficiency

are needed for industrial products. Sixth, the labelling of maximum energy

performance standard needs be introduced and adjusted regularly. Seventh,

consumers need to be provided with customized information. Finally, since

the individual monitoring and control devices allow users to monitor the energy

use of individual devices, it is important to strengthen the efficiency verification

system and provide information close to the actual environment where the

devices are used.

차례 i

제목 차례

제1장 서 론 ·····················································································1

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 ············································7

제1절 에너지효율과 4차 산업혁명의 의의 ·········································· 7

1. 선행연구 검토 ··············································································· 7

2. 에너지효율의 정의 ······································································ 10

3. 4차 산업혁명의 의의 ·································································· 12

4. 4차 산업혁명과 에너지 ······························································· 20

5. 전력 수요부문의 주요 기술변화 ················································ 29

제2절 에너지사용 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 추세 ······ 36

1. 에너지효율관리제도 대상 기기 ·················································· 36

2. 에너지사용 기기의 IoT 기반 시스템화 사례 ····························· 48

제3절 에너지사용 기기의 기술 표준화 및 인증동향 ························ 55

1. 에너지효율 정책 이행과 표준의 필요성 ···································· 55

2. 국제 표준화 및 인증 동향 ························································· 57

3. 국내 최근 에너지효율 표준화 동향 ··········································· 61

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 ···············································63

제1절 주요국의 에너지효율관리제도 현황 및 성과 ·························· 63

1. 주요국의 에너지효율관리제도 현황 ··········································· 63

2. 주요국의 에너지효율관리제도 성과 ··········································· 88

ii

제2절 제도적 영향 및 주요국 대응 동향 ·········································· 93

1. 4차 산업혁명이 에너지효율관리제도에 미치는 영향 ················ 93

2. 주요국 대응 동향 ········································································ 95

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 ·········································105

제1절 우리나라 에너지효율관리제도 현황 ······································ 105

1. 국내 에너지효율관리제도 개요 ················································ 105

2. 에너지효율등급표시제도 현황 ·················································· 107

3. 대기전력저감 프로그램 현황 ···················································· 114

4. 고효율기자재 인증제도 현황 ···················································· 117

제2절 국내 에너지효율관리제도 운영 성과 평가 ···························· 121

1. 에너지효율등급표시제도 운영 성과 평가 ································ 121

2. 대기전력저감 프로그램 운영 성과 평가 ·································· 131

3. 고효율기자재 인증제도 운영 성과 평가 ·································· 133

제3절 우리나라 대응 동향 ································································ 137

1. 4차 산업혁명과 에너지 산업 ···················································· 137

2. 4차 산업혁명 관련 에너지정책 현황 ······································· 138

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 ·····················141

제1절 에너지 수요관리정책 개요 ····················································· 141

제2절 에너지 수요절감 효과 분석 방법 ·········································· 143

1. 기기 및 설비: IPMVP ······························································· 143

2. 교육 및 홍보 ············································································· 147

3. 에너지-경제 모형 ······································································· 148

차례 iii

제3절 에너지정책 효과 분석 체계 ··················································· 158

1. 에너지효율정책 평가 시스템 구조 ··········································· 158

2. 4차 산업혁명 기술적 특성의 반영과 활용 방향 ····················· 162

제6장 정책적 시사점 ···································································165

참고 문헌 ·····················································································179

iv

표 차례

<표 2-1> 국내외 스마트공장 추진 사례 ·············································· 32

<표 2-2> 인공지능/일반 TV의 에너지소비효율 등급 비교 ················ 37

<표 2-3> 스마트 홈 분야의 디바이스별 대기 전력 ···························· 52

<표 2-4> 국내 전기냉장고의 에너지소비량 ······································· 53

<표 2-5> 스마트 홈 기술의 에너지 절감 효과 ··································· 53

<표 2-6> IEC의 에너지효율 표준화 분야 ············································ 60

<표 3-1> 미국의 최저소비효율기준 (MEPS) ········································ 64

<표 3-2> 미국의 에너지효율 라벨 종류 및 대상 제품군 ·················· 69

<표 3-3> 중국 에너지라벨(CEL) 대상제품 ·········································· 73

<표 3-4> 에코디자인 우선적용 대상제품 ············································ 76

<표 3-5> 탑-러너 대상 품목 변천 ······················································ 82

<표 3-6> 탑-러너 대상품목과 에너지라벨 품목 ·································· 84

<표 3-7> 스마트 온도조절장치 기기 자체 성능 기준 ························ 97

<표 3-8> 스마트 온도조절 장치의 에너지 사용 절감량 기준 ··········· 98

<표 3-9> CDA의 에너지효율 연결기기를 위한 설계 원칙 ·············· 102

<표 3-10> CDA의 에너지효율 연결기기를 위한 정책 원칙 ············· 103

<표 4-1> 에너지소비효율등급표시제도 적용 대상품목 ···················· 110

<표 4-2> 품목별 표시항목 및 라벨 부착 위치 ································· 111

<표 4-3> 대기전력 경고표시 대상품목 시기별 확대 현황 ··············· 116

<표 4-4> 대기전력 저감 프로그램 적용대상 품목 ···························· 117

<표 4-5> 고효율기자재 인증대상 품목선정 절차 ······························ 118

차례 v

<표 4-6> 고효율에너지기자재인증제도 적용 대상품목 ···················· 120

<표 4-7> 고효율에너지기자재 인증제품 지원제도 ···························· 121

<표 4-8> 가전제품 에너지효율 개선효과 연구결과 ·························· 122

<표 4-9> 제품별 에너지소비 등급별 생산·판매 비율 추이 ·············· 128

<표 4-10> 대기전력저감 우수제품 판매 및 에너지절감 효과(2016) ·· 132

<표 4-11> 고효율에너지기자재 인증품목 및 인증현황 ···················· 133

<표 4-12> 고효율에너지기자재 인증품목 판매량(대) 추이 ·············· 135

<표 5-1> 에너지절약 성과 검증(M&V) 옵션 ····································· 144

<표 6-1> 스마트 LED 및 홈오토메이션 디바이스 대기전력 ··········· 168

vi

그림 차례

[그림 2-1] 4차 산업혁명의 의미 ··························································· 13

[그림 2-2] 4차 산업혁명에 대한 논의 ·················································· 14

[그림 2-3] 4차 산업혁명의 범용 핵심기술 및 분야별 응용기술 ······· 16

[그림 2-4] 국내 에너지 포트폴리오 전환 계획 ··································· 21

[그림 2-5] 4차 산업혁명과 에너지신산업 ············································ 23

[그림 2-6] 에너지시장의 구조변화 ······················································· 24

[그림 2-7] 4차 산업혁명 및 에너지 전환에 대한 에너지산업 육성(1) · 25

[그림 2-8] 4차 산업혁명 및 에너지 전환에 대한 에너지산업 육성(2) · 26

[그림 2-9] 4차 산업혁명 기술의 에너지 분야 융합 예시 ·················· 27

[그림 2-10] 재생에너지에 인공지능(AI) 기술이 융합된 특허출원 동향 ···· 28

[그림 2-11] 인공지능 기반의 재생에너지 발전소 운영 및 관리 ······· 28

[그림 2-12] 스마트·디지털 공장에 적용되는 기술 예시 ····················· 30

[그림 2-13] 두산중공업의 발전소 IoT 적용 및 SW 개발 현황 ········· 31

[그림 2-14] 빌딩에의 EMS 기술 적용을 통한 효율성 제고 사례 ····· 33

[그림 2-15] 국내 가전 업체에서 제공하는 HEMS의 개념도 ·············· 34

[그림 2-16] 주요 가전기기별 가구당 전력소비 비중 ·························· 36

[그림 2-17] ABB의 디지털 변압기 ······················································· 42

[그림 2-18] 전동기에 대한 최저효율제도 적용 확대 ························ 44

[그림 2-19] 효율관리제도 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 전망 ··· 47

[그림 2-20] 스마트 홈 비즈니스모델의 발전단계 ······························· 48

[그림 2-21] 건물에너지 성능 ································································ 58

차례 vii

[그림 3-1] 에너지가이드 라벨 ······························································· 65

[그림 3-2] 에너지스타 라벨 ·································································· 66

[그림 3-3] 에너지스타 Most Efficient 라벨 ·········································· 67

[그림 3-4] 의류 세탁기 중 ‘Most Efficient’에 선정된 제품 예시 ······ 68

[그림 3-5] 중국의 에너지라벨 (China Energy Label) ··························· 72

[그림 3-6] 식기세척기 친환경 세제 ····················································· 77

[그림 3-7] EU 에너지라벨 표시 사항 ·················································· 78

[그림 3-8] EU 에너지라벨링 제도 개선 전후 비교(세탁기 기준) ····· 79

[그림 3-9] Topten 웹사이트 제공 원 도어 냉장고 정보 예시 ············ 81

[그림 3-10] 일본 에너지절약 라벨 ······················································· 86

[그림 3-11] 일본 통일에너지절약 라벨 ················································ 87

[그림 3-12] 중국의 전력소비량 제품별 비중(2011년 기준) ················ 91

[그림 3-13] 스마트 온도조절장치 예시 ················································ 96

[그림 4-1] 국내 3대 에너지효율관리제도 개요 ································· 106

[그림 4-2] 에너지소비효율등급표시제도 추진절차 ···························· 109

[그림 4-3] 기존 라벨과 2007년 5월 고시 개정에 따른 신규 라벨 ···· 113

[그림 4-4] 고효율에너지기자재 인증절차 ·········································· 119

[그림 4-5] 주요 가전제품의 에너지효율관리제도에 따른 운영성과 ·· 124

[그림 4-6] 전기냉방기 에너지소비효율 개선효과 ····························· 125

[그림 4-7] 전기냉장고 에너지소비효율 개선효과 ····························· 125

[그림 4-8] 일반세탁기 에너지소비효율 개선효과 ····························· 126

[그림 4-9] 드럼세탁기 에너지소비효율 개선효과 ····························· 126

[그림 4-10] 텔레비전수상기 에너지소비효율 개선효과 ···················· 127

[그림 4-11] 전기밥솥 에너지소비효율 개선효과 ······························· 127

viii

[그림 4-12] 4차산업혁명위원회에서 추진하는 전 산업의 지능화 혁신 ·· 137

[그림 5-1] 에너지 절감량 산정 옵션 선택 과정 ······························· 146

[그림 5-2] LEAP의 일반적인 모듈 구조 ············································ 150

[그림 5-3] TIMES의 기준(reference) 에너지시스템 구조도 ··············· 154

[그림 5-4] CGE 분석의 절차 ····························································· 156

[그림 5-5] 단계별 에너지효율정책 평가 시스템 구조 ······················ 159

[그림 5-6] 미국 California Energy Efficiency Statistics 웹사이트 ······· 161

[그림 6-1] IEC 전동기에서 전동기시스템으로 측정·효율기준 확대 167

제1장 서론 1

제1장 서 론

新기후체제에 대응하여 에너지효율향상이 에너지정책의 핵심과제로

부상하고 있으며, 에너지효율 개선은 지구적 관심사인 기후문제 해결

뿐만 아니라 국가 산업경쟁력 강화 방안으로도 강조되고 있다. 에너지

는 기기와 설비를 통해 사용되고 있어 에너지 사용을 줄이기 위해서는

원천적으로 기기와 설비의 효율향상이 핵심과제이며, 따라서 에너지효

율관리의 중요성이 높아지고 있다.

선진국들은 에너지효율관리제도의 강화와 함께 에너지 고효율 제품

구입과 설비 투자에 대해 세제혜택과 장려금(보조금) 지원 확대를 통해

에너지절약 투자와 경제적 효율성의 제고를 촉진하고 있다. 유럽연합

(EU)은 2020년까지 에너지소비를 1990년 대비 20% 감축하는 것을 중

기 목표로 설정하고, 에너지효율관리제도 강화와 함께 에너지공급사

효율향상의무화제도 도입을 통해 고효율 제품의 보급 확대 정책을 강

화해 가고 있다. 일본 또한 2030년까지 에너지효율 향상 30%이상을 목

표로 설정하고 강력한 에너지효율관리 및 에너지절약대책을 실시하고

있다(임재규 외, 2013, p. 77).

한편, 4차 산업혁명과 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 시대가 본

격화됨에 따라 에너지사용 기기와 설비의 스마트화1)가 빠르게 진행되

고 있다. IoT의 적용 확대로 디바이스에 대한 모니터링(Monitoring)과

원격 제어(Control)가 가능하며, 클라우드에서의 데이터 분석 기능과 인

1) 본 연구에서는 편의상 에너지를 사용하는 기기나 설비에 4차 산업혁명의 핵심 기술이 융복합되는 현상을 스마트화라고 칭하고, 스마트화된 에너지사용 기기나 설비를 스마트기기라 부르기로 한다.

2

공지능(Artificial Intelligence, AI)까지 조합하면 가동 조건의 최적화

(Optimization)와 자동화(Automation)도 가능해진다. 즉, ICT 기반 소프트

웨어, 하드웨어(센서, 통신 등), 제어 및 관리 기술을 토대로 에너지사

용의 최적화와 에너지사용 실태의 실시간 모니터링이 가능한 스마트기

기의 등장과 발전이 빠르게 전개될 것으로 전망된다.

반면, 스마트화로 인해 에너지를 사용하는 제품의 전력 사용량이 증

가할 가능성이 있으며, 또한 IT기술과 접목한 새로운 에너지 다소비 제

품이 등장하는 등 전력수요 및 제품시장 환경이 변화하고 있다. 전자제

품 디지털화, IT기술 발달 등으로 에너지사용 제품의 스마트화 추세는

더욱 확대될 전망이며, IoT 시대가 본격화됨에 따라 기술 혁신과 기기

들 간 연결의 가속화로 에너지사용 제품들의 네트워크화와 더불어 시

스템화도 빠르게 진행되고 있다. 이에 따라 에너지 클라우드 생태계의

발전 및 기술과 서비스를 재결합하는 동적 플랫폼의 태동도 예상된다.

이러한 추세에 따라 4차 산업혁명 기술 확산에 따른 전력수요의 증감

요인이 상존하고 있다. 센서, IT 통신 연결 등 에너지기기의 스마트화

는 전력소비의 증가요인으로 작용하는 반면, 에너지기기의 스마트화를

통한 운영 최적화는 전력소비 감소요인으로 작용한다.

본 연구의 목적은 제4차 산업혁명 시대에 대응하여 선도적으로 에너

지효율관리의 발전방안을 모색하는 데 있다. 본 연구에서 발전방안은

크게 두 가지 방향이다. 첫 번째 방향은 4차 산업혁명 기술이 에너지사

용 기기에 융복합되고 있는 추세에 대응하여 에너지효율관리의 효과성

을 높일 수 있도록 관련 제도를 개선하는 방안이다. 두 번째는 에너지

효율관리의 효과성을 제고하는 방향성을 가지고 에너지사용 기기에 대

한 4차 산업혁명 기술의 적용이 확산될 수 있도록 전략을 제시하는 것

제1장 서론 3

이다.

기술의 진보가 에너지효율관리의 효과성에 어떠한 영향을 미치는지

에 대한 사전적(ex-ante) 평가와 사후적(ex-post) 평가는 현실적이고 실

효성 있는 제도의 설계를 위해 필수적인 과정이다. 또한, 제도 운영 결

과의 환류를 통해 개선 방향을 도출하기 위해서도 필요하다. 하지만, 4

차 산업혁명의 영향으로 에너지사용 기기들이 시스템화 되는 추세에서

이러한 영향을 종합적으로 평가할 수 있는 평가 시스템이 부재하다. 따

라서 본 연구에서는 4차 산업혁명의 기술 확산에 따라 변화하는 에너

지사용 기기나 그 기기를 사용하는 행태의 특성을 반영하여 정책효과

를 평가할 수 있는 에너지정책효과 평가 모형의 구축도 병행하고자 한

다. 여기서 정책효과는 에너지 절감에 대한 효과를 주요 대상으로 하고

자 한다.

본 연구는 총 3년에 거쳐 연차별로 수행된다. 1년 차에는 첫 번째 방

향인 에너지효율관리의 효과성을 높일 수 있도록 관련 제도를 개선하

는 방안 제시에 초점을 둔다. 이를 위해 먼저 그간의 4차 산업혁명의

전개에 따른 에너지사용 기기의 기술발전, 융복합화 및 제품시장 여건

변화가 에너지효율관리의 측면에서 어떠한 영향을 초래하고 어떤 의미

를 갖는지 평가한다. 그 다음으로 기존 제도의 효과성을 높이기 위한

정책의 개선 방안을 제시하고자 한다. 에너지정책효과 평가 시스템 구

축 및 운용 또한 3개년에 걸쳐 이루어질 것이며, 1년 차에서는 주로 기

존의 에너지정책효과 분석모형들을 검토하여 최적 모형을 선정하고,

그 모형이나 시스템의 구조를 설계하는 단계에 초점을 둔다.

2년 차와 3년 차에는 두 번째 방향인 4차 산업혁명 기술 융복합의 확

산을 통해 에너지효율관리의 효과성을 높이기 위한 전략 제시에 초점

4

을 둔다. 4차 산업혁명 기술의 확산은 그 기술을 적용하여 에너지사용

기기를 생산하는 생산자 측면과 그 기기를 수용하는 수요자 측면의 접

근이 필요하다. 2년 차에는 생산자 측면에서 에너지사용 기기와 4차 산

업혁명의 융복합 기술개발을 촉진하고 그 기술의 적용이 확대될 수 있

는 최적의 생태환경을 조성하는 방안을 제시하고자 한다. 예를 들어 에

너지사용 기기의 시스템화와 네트워크화를 비용-효과적으로 촉진하기

위해 필요한 동적인 플랫홈의 구축에 대한 검토가 여기에 포함된다. 2

년 차의 에너지정책효과 분석모형은 4차 산업혁명 기술의 특성을 반영

하는 에너지사용 기기의 스마트화가 개별 시스템 단위로 에너지의 사

용량에 어떠한 영향을 미치는지 평가할 수 있는 단계, 즉 에너지 기술

의 효과를 평가할 수 있는 모형을 구축하는 데 초점을 두고자 한다. 편

의상 이를 기술평가모형이라 부른다. 모형의 범위는 에너지사용 기기

의 스마트화가 비교적 빠른 시스템을 우선적으로 대상으로 고려하고자

한다.

3년 차에는 에너지 수요자의 측면에서 4차 산업혁명 기술이 응용된

에너지사용 기기와 시스템, 즉 스마트기기의 보급과 이용을 확대하기

위한 방안을 모색하고자 한다. 예고 목표효율제도의 도입과 연계하여

스마트기기와 같은 신기술에 대한 시장을 창출하는 방안이 하나의 사

례가 될 수 있다. 또한 소비자의 스마트기기나 시스템을 통합적으로 관

리하여 실질적인 에너지 절감을 실현하는 서비스 등의 비즈니스 모델

개발도 하나의 방안이 될 수 있다. 에너지정책효과 평가모형은 2년 차

에 개발한 기술평가모형을 확장하고 이를 국가 수준의 에너지수요 평

가모형과 통합하는 것을 목표로 하고자 한다. 이를 통해 에너지기기의

스마트화와 연관된 에너지효율관리 정책들이 국가적인 차원에서 에너

제1장 서론 5

지의 수요에 어떠한 영향을 미치는지 평가할 수 있는 단계, 즉 에너지

정책의 효과를 평가할 수 있는 모형을 구축하는 데 초점을 두고자 한

다. 편의상 이를 정책효과모형이라 부른다. 모형의 범위는 에너지사용

기기의 스마트화가 비교적 빠른 부문을 우선적으로 고려하여 모형을

개발하고자 한다.2)

1년 차인 본 보고서는 총 6개의 장으로 구성하였다. 제1장 서론에서

는 연구의 필요성과 목적을 서술하였다. 제2장에서는 4차 산업혁명 기

술이 에너지사용 기기나 설비에 적용되는 현황을 검토하였다. 먼저 본

연구에서 다루는 주요 개념들에 대한 정의와 의의를 검토하였다. 다음

으로는 에너지효율 기기와 4차 산업혁명 핵심기술이 융복합되는 추세

를 조사하였다. 그리고 4차 산업혁명 핵심기술과 관련된 기술의 표준화

와 인증에 대한 국제 동향을 조사하였다. 제3장은 4차 산업혁명 핵심기

술의 융복합이 에너지효율관리에 미치는 영향에 대해 해외 사례를 중

심으로 조사하였다. 먼저 주요국의 에너지효율관리제도의 현황과 성과

를 분석하였다. 다음으로 4차 산업혁명이 에너지효율관리의 효과성에

미치는 영향을 분석하였으며, 또한 이러한 영향에 대해 주요국들이 어

떻게 대응을 하고 있는지 살펴보았다. 제4장에서는 우리나라의 에너지

효율관리제도 현황과 운영 실적을 분석하였으며, 또한 에너지 분야에

서 4차 산업혁명과 관련된 우리나라의 대응 현황을 수록하였다. 제5장

에서는 먼저 기술변화를 고려하여 에너지정책 효과를 평가할 수 있는

2) 우리나라에서 에너지를 부문별로 분류하면 산업부문, 수송부문, 가정부문, 상업부문 그리고 공공부문 등 5개로 분류된다. 에너지수요관리 정책은 제5장에서 자세히 다루겠지만, 산업부문, 수송부문, 건물부문, 기기부문, 그리고 기반조성부문 등 다소 다른 분류체계를 적용한다. 본 연구에서는 4차 산업혁명의 기술 특성을 적절하게 반영할 수 있는 분류체계를 검토하고, 그 중 기술 진전이 가장 빠른 부문을 대상으로 하여 우선적으로 모형을 개발하고자 한다.

6

방법론들을 비교분석하였으며, 이를 토대로 적절한 분석 모형 구조와

체계를 구상하였다. 그리고 4차 산업혁명의 기술적 특성을 모형에 반영

하고 활용하는 방향을 제시하였다. 마지막으로 제6장은 앞의 분석 내용

을 기반으로 정책적 시사점을 도출하여 제시하였다.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 7

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황

제1절 에너지효율과 4차 산업혁명의 의의

1. 선행연구 검토

에너지효율관리 제도나 그 개선에 관한 연구로 김인길(1997), 이성인

(2011), 유정민 외(2012) 등이 있다. 김인길(1997)은 국내외 에너지효율

관리제도와 그 운영 실태를 비교 분석하고 국내 에너지효율기준과 관

리제도의 경제적 효과를 분석하였다. 방법론으로는 주로 당해 연도 에

너지절약 잠재량(Technical Potential of Saving, TPS)의 산정이 사용되었

으며, 최대 기술적 절감잠재량(Maximum Technical Potential, MTP), 그리

고 경제적 잠재량(Economic Potential, EP)의 개념도 사용되었다(김인길,

1997, p. 84).

이성인(2011)은 에너지효율관리제도의 평가기반인 통계체계의 개선

측면에서 접근한 사례이다. 먼저 다양한 기관에 산재되어 있는 다양한

에너지사용 기기들에 대한 통계 자료의 작성주기, 공표시기, 조사 시기,

조사방법, 조사항목 등이 평가되었다. 그리고 이들을 하나로 통합한 생

산통계와 이를 체계적으로 관리할 수 있는 통계 DB관리 체계의 구축

방향을 제시함으로써 에너지효율관리 제도의 개선을 시도하였다(이성

인, 2011, p. 5).

유정민 외(2012)는 미국, 유럽 그리고 일본의 에너지효율관리제도에

대한 분석을 통해 우리나라 에너지효율관리제도의 개선방안 도출을 목

적으로 하였다. 주로 문헌연구와 전문가 인터뷰 등 정성적 분석으로 진

8

행되었으며, 효율관리 대상 기기의 시장 및 기술 데이터가 분석 자료로

이용되었다(유정민 외, 2012, p. 2). 이 연구는 에너지효율관리제도에 대

한 IEA의 평가, 국내외 에너지이용 환경 그리고 해외 에너지효율관리

제도 분석에서 도출한 결과를 바탕으로 통합적 구조의 에너지효율관리

제도, 효율관리제도의 고도화, 시스템 차원의 에너지효율관리 그리고

효과적인 추진 체계 정립 등을 에너지체계의 선진화 방안으로 제안하

였다(유정민 외, 2012, pp. 218-219).

4차 산업혁명 기술이 에너지 분야에 미치는 영향에 대한 연구로는

이성인 외(2017), 소진영(2017), 이성인 외(2016), 전재완 외(2017) 등이

있다. 이성인 외(2017)는 미래 트렌드에 대한 분석을 통해 향후 에너지

소비구조 변화를 전망한 사례이다. 2030년 인구, 기술, 경제 산업 등 세

가지 분야에서의 미래 에너지 소비구조 변화를 전망하였으며, 기술의

트렌드는 4차 산업혁명 기술에 초점을 두었다. 먼저 각 분야에서의 에

너지 소비 관련 구조변화 요인과 파급경로들을 분석한 후 각 영역이

에너지 소비에 미치는 영향을 정량적 접근방법과 정성적 접근방법을

통해 종합적으로 분석하였다. 특히 에너지 소비구조 믹스 변화 분석에

서는 최소접근법(Minimal Approach)이 활용되었다.

소진영(2017)은 4차 산업혁명이 에너지 수요·공급 시스템과 산업에

미치는 영향을 종합적으로 분석하고 국가 차원의 대응 방안을 제시 하

였다. 에너지부문에서의 디지털 전환의 심화, 4차 산업혁명 기술의 융

복합, 그리고 분산형 에너지 공급 시스템으로의 전환 등은 지능형 에너

지 시스템으로의 전환을 가능케 할 것으로 전망하였다. 이러한 에너지

시스템 전환을 가속화하기 위해 지능형 에너지 기술 개발을 위한 R&D

추진, 지능형 에너지 기술 확산을 위한 기반 조성, 혁신 및 창업투자 촉

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 9

진을 위한 에너지 시장 환경 조성 등의 전략과 정책 과제들을 제시하

였다.

이성인 외(2016)는 ICT 기반 에너지 수요관리를 촉진하기 위한 전략

을 제시한 연구이다. 이 연구는 ICT 기반 에너지 수요관리 기술을 활성

화하기 위해 사물인터넷 생태계 구축의 필요성과 빅 데이터 사용관련

법·제도적 기반 마련의 중요성을 주장하였다. 사물인터넷 시대를 대비

하여 국제 수준에 상응하는 개인정보 보호를 위한 안전장치 구축하는

동시에 이러한 개인정보의 공유 및 활용을 촉진하기 위한 거버넌스 마

련을 강조하였다(이성인 외, 2016, pp. 117-118).

전재완 외(2017)는 4차 산업혁명에 따른 국내 주요산업의 영향, 특히

제조업의 에너지사용 구조변화와 파급효과를 분석하였다. AVE-PDM 2

의 접근방법을 이용하여 석유화학, 1차 금속, 비금속광물 및 기계 산업

분야를 대상으로 1998년부터 2015년까지 4차 산업혁명이 제조업의 에

너지이용 효율성에 어떠한 영향을 초래하였는지 분석하였다(전재완 외,

2017, p. 72). 또한 에너지소비 요인 구조 분해분석과 에너지 원단위 분

석을 통해 에너지효율이 개선된 정도를 평가하였다.

에너지효율 정책평가 모형에 대한 연구로는 이성인 외(2014), 심성희

외(2014) 등이 있다. 이성인 외(2014)는 그 동안 정책효과분석에서 주목

을 받지 못해왔던 공공부문과 공통부문에서의 에너지절약 효과분석 방

법론 도출을 시도하였다. 여기서 공통부문이란 가정, 상업 그리고 산업

등 전 분야에 공통적으로 영향을 미치는 정책을 의미한다. 공공부문에

서의 LED 조명 보급 효과 및 고효율기기 보급 정책의 효과를 GCAM

(Global Change Assessment Model)이라는 통합모형을 통해 분석하였다

(이성인 외, 2014, p. 61). GCAM은 경제, 에너지, 농업 및 토지사용, 그

10

리고 기후변화에 미치는 영향을 평가할 수 있는 모델로서, 기술들 간의

효율성 비교를 통해 적정 기술의 선택과 에너지 공급을 결정한다(이성

인 외, 2014, p. 62). 2007년 상업·공공부문의 에너지총조사의 자료가 분

석 자료로 사용되었으며 LED 조명 보급에 관한 시나리오와 공공기관

고효율 난방기기 보급 시나리오를 설정하고 GCAM 모형을 통해 시나

리오별 에너지 절감량과 절감비용 등 효과를 산정하였다.

심성희 외(2014)는 LEAP (Long Range Energy Alternatives Planning

System)을 기반으로 구축한 정책효과 평가모형인 KEEI-2012 모형을 이

용하여 에너지수요관리 정책의 효과를 평가하였다. “제5차 에너지이용

합리화 기본계획”의 계획 기간인 2013~2017년 동안의 에너지수요에 대

한 기준전망(Business-as-Usual, BaU)을 도출하였으며, 에너지수요관리

정책 시나리오를 설정하고 각 시나리오별 정책 효과, 즉 에너지소비 절

감 잠재량을 분석하였다.

2. 에너지효율의 정의

에너지는 난방, 조명, 동력 등 에너지 서비스(energy service) 생산의

투입요소이다3). 에너지효율은 연구자나 기관마다 다소 다르게 정의하

고 있는데, 기본적으로는 “투입과 산출의 비율로서 동일한 생산에 투입

에너지를 적게 사용하는 능력(이성인 외, 2013, p. 79)”의 개념을 갖는

다. 예를 들어 미국의 EPA(Environmental Protection Agency)는 “소비자

에게 동일한 또는 개선된 수준의 서비스를 제공하는 데 더 적은 에너

지를 사용”하는 것으로 정의하고 있다(EPA, 2007b, p. 2-1). IEC(International

3) Gillingham et al.(2009, p. 1), 김지효 외(2015, p. 5)에서 재인용

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 11

Electrotechnical Commission)는 “에너지효율이란 작업이나 서비스 상품,

에너지의 성과와 에너지 투입과의 비율 또는 정량적 관계”로 정의하며

(IEC, 2017, p. 3). 에너지효율 목표는 다음의 몇 가지 방법으로 달성 가

능한 것으로 기술하고 있다. 첫째, 동일한 성과를 얻는 데 더 적은 에너

지 소비(고효율), 둘째, 더 낳은 성과를 얻는 데 동일한 양의 에너지 소

비(고효율), 마지막으로 1차 에너지에서 최종에너지로의 전환효율 향

상, 예컨대, 고효율 기술 적용을 통한 발전효율 향상(에너지 전환 손실

저감) 등이다.

에너지효율은 투입과 산출 요소에 따라 기술적, 물리적, 경제적 에너

지효율로 구분될 수 있다. 기술적 에너지효율은 에너지서비스의 양 대

비 에너지투입의 비율로 정의되고, 물리적 에너지효율은 서비스 및 재

화 생산량 대비 에너지투입의 비율로 정의되며, 물량 에너지원단위

(energy intensity)로 표현된다. 경제적 에너지효율은 재화 및 서비스 생

산액 대비 에너지투입의 비율로 정의되며, 부가가치 에너지원단위가

해당된다(이성인 외, 2013, p. 79).

에너지절약(energy conservation)은 에너지효율의 개념과 혼용되기도

하지만 실질적으로는 다소 다른 개념이며, “기준 대비 에너지소비량의

절대적 감소”로 정의된다(Linares and Labandeira, 2010, p. 573). 여기에

는 적은 에너지를 투입함으로 인해 서비스의 수준이 낮아지는 상황도

포함된다(EPA, 2007b, p. 2-1). 예를 들면 단순히 난방 온도를 낮게 설정

하거나, 조명의 밝기를 어둡게 조정하는 것과 같이 서비스 수준을 낮추

는 경우가 여기에 해당된다. 이렇듯, 기술적 에너지효율의 개선 없이도

에너지절약이 가능하며, 이러한 경우 물리적, 경제적 에너지효율은 개

선되는 효과가 있다.

12

3. 4차 산업혁명의 의의

가. 4차 산업혁명에 대한 제반 개념 및 정의

2016년 1월 다보스 세계경제포럼에서 화두가 된 제4차 산업혁명은 “디

지털 혁명(제3차 산업혁명)에 기반을 둔 물리적 공간, 디지털적 공간 및

생물학적 공간의 경계가 희석되는 기술융합의 시대”라고 정의된다(김진

하, 2016, p. 47). 산업혁명은 기술의 범용화 및 보편화를 통하여 생산성의

질적 변화를 일으키는 현상을 일컫는 것으로 18세기에 영국에서 최초로

발생하였다. 1차 산업혁명은 석탄자원을 중심으로 하는 증기기관 및 방

직기의 발명 등에 따른 기계화 혁명으로, 섬유 등 제조 분야의 거대 산업

화를 통한 규모의 경제 실현과 생산성 향상을 이끌었다고 평가된다.

이 후에 20세기 초에 발생한 2차 산업혁명은 석유와 전기 에너지를

기반으로 하는 대량생산 혁명이다. 공장에 전기가 안정적으로 보급되

면서 포드주의(Fordism)적 생산 방식의 활용과 시간·동작연구(Time &

Motion Study)에 따른 과학적 관리의 적용으로 기존 시스템과는 비교할

수 없을 정도로 생산성의 비약적인 향상이 실현되었다.

20세기 후반에 시작된 3차 산업혁명은 컴퓨터 및 인터넷 기반의 정

보화 혁명으로 1차 및 2차 산업혁명처럼 세계적으로 눈에 띄게 생산성

이 증가하지는 않았지만, 글로벌 IT 기업들이 부상하였으며 이들이 제

공하는 각종 서비스가 확대되면서 정보의 공유 및 확산 체제를 마련하

였다. 그리고 최근에 널리 퍼진 4차 산업혁명이라는 용어는 2016년 1월

말에 스위스에서 개최된 다보스 포럼의 핵심주제로 등장하였는데, 같

은 해 3월에 서울에서 개최한 이세돌과 알파고의 바둑 대결로 한국 사

회에 이슈화되면서 급격하게 확대되어 왔다.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 13

[그림 2-1] 4차 산업혁명의 의미

자료: 대통령직속 4차산업혁명위원회(2017, p. 3)

4차 산업혁명의 시초는 독일에서 진행된 ‘Industry 4.0’이라고 할 수

있는데, 이는 2011년부터 당시 총리인 메르켈의 주도하에 독일에서 진

행한 산업 정책의 일환으로 전통적인 제조업 분야의 공장에 ICT 시스

템을 결합하여 생산설비를 네트워크로 연결함으로써 지능화된 유연생

산시스템을 갖추게 만들자는 의미에서 시작되었다. 여기에서 주목해야

할 것은 독일의 경우 우리나라와 같이 제조업의 비중이 다른 산업과

비교하여 높은 비중을 차지하기 때문에, 침체되어 있었던 유럽 산업 속

에서 새로운 성장 동력을 마련하기 위해 기존의 제조업을 보다 강화하

고 활성화 하는 전략을 수립한 것이다. 여기에 AI, 로봇 등 우리 생활

에 큰 파급효과를 미칠 것으로 예상되는 기술들이 꾸준하게 발전해 오

면서 이러한 논의를 활성화시켰다.

14

[그림 2-2] 4차 산업혁명에 대한 논의

자료: 김석관 외(2017, p. 6)

4차 산업혁명이 적용되어 실현되고 있는 예시로 Siemens사의 Amberg

공장(EWA, Electronics Work Amberg)을 들 수 있다. 2억 유로가 넘는

비용을 들여서 공장 내의 모든 기계들에 센서를 부착하여 네트워크로

연결하고 자체 개발한 소프트웨어 플랫폼을 통해 정보를 실시간으로

모니터링 및 분석을 한다. 이를 통해 제조업 분야에서는 거의 불가능한

품질 수준으로 불량률 0.0011%를 달성하는 등 생산성이 기존보다 40배

나 향상된 사례이다(최진기, 2018, p.62). 뿐만 아니라, 자동화 비율이

75%에 달하는 이 공장에서는 다양한 고객의 요구에 맞추어 1,000여 개

의 다른 제품들을 제조할 수 있다4). 물론, 이러한 설비를 구축하고 관

련된 시스템을 개발하며 구성원을 교육하고 훈련하는 데 많은 투자가

4) Siemens 웹사이트 (https://www.siemens.com/press/en/presspicture/index.php?view=list&content=&tag=2016-11-ewa, 최종검색일: 2018.10.25)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 15

선행되었을 것이다. 하지만, 이러한 선제적인 움직임은 다른 산업과 국

가들의 좋은 선례가 되어 지금도 다양한 분야의 많은 지도자들이 1년

에도 수십 명씩 이 곳 Amberg 공장을 찾는다(박한구 외, 2017, p.48).

이러한 4차 산업혁명은 사물인터넷 기술의 확산 및 적용을 통하여

생산 및 전송이 가능해진 수많은 형태의 정보들, 즉 빅 데이터의 활용

이 범용화 및 고도화되어 간다. 이에 따라서 기술 간의 융합 및 혁신을

유도하여 사회 전반적인 생산성의 향상과 삶의 변화를 유도하는 질적

변화라고 볼 수 있다.

일부에서는 4차 산업혁명의 주요 기술들이 이미 3차 산업혁명 때에

등장한 것들이기 때문에 3차 산업혁명과 본질적으로 동일한 연장선으

로 보는 시각도 있다. 하지만, 3차 산업혁명을 디지털 시대의 개막과

관련 IT 제품들의 생산을 통한 연결망의 단순 확대라고 본다면, 4차 산

업혁명은 기존의 1차 및 2차 산업혁명 현장이었던 공장과 우리의 실제

삶 속에 ICT 기술 등이 깊숙이 들어와 기하급수적으로 늘어난 정보의

수집 및 분석을 바탕으로 지능화를 실현하는 고차원적인 것으로 해석

할 수 있을 것이다.

나. 4차 산업혁명의 범용 핵심기술

4차 산업혁명은 3차에서 촉발된 디지털 혁명을 기반으로 다양한 산

업 분야가 융합하여 지금까지 볼 수 없었던 패러다임 전환을 이끌 것

으로 기대되고 있다. 이러한 4차 산업혁명을 최초로 주창했던 클라우스

슈밥은 4차 산업혁명을 이끄는 메가트렌드(Mega-trend)를 물리학(physical)

과 디지털(digital) 기술, 그리고 생물학(biological) 기술로 보았다. 하지

만, 거의 모든 지식과 정보처리 분야의 발전이 4차 산업혁명을 이끌고

16

있다는 것에서 알 수 있듯이 4차 산업혁명의 주요 추동 기술에 대한 정

의는 바라보는 시각에 따라 매우 다양하다.

4차 산업혁명의 기술 동인에 대해서는 구조적 계층을 나누어 구분하는

것이 보다 이해하기 쉽다. 먼저 거시 레벨에서는 앞에서 설명한 클라우스

슈밥의 메가트렌드나 디지털 전환(Digital Transformation)을 들 수 있다.

이는 사회의 각 부분들이 ICT 적용으로 디지털화되어, 생산성이 높아지

고 새로운 비즈니스가 창출되는 것을 의미한다. 한편, 미시 레벨의 범용

핵심 기술은 실제 적용되는 요소 기술들로서, 예를 들면 AICBM(AI, IoT,

Cloud computing, Big data, Mobile/5G)을 의미하며, 이들이 각 분야별 응용

기술들과 결합하여 새로운 기술 혁신과 산업별 및 산업 간의 부흥을 이

끌어 낼 수 있다. 이는 가상·증강현실, 드론, 블록체인, 3D 프린팅 등과

같이 적용할 수 있는 범위가 한정되어 있거나 기술적인 가능성이 아직

불확실한 기술들과는 차별화 된다(장윤종 외, 2017, p. 56).

[그림 2-3] 4차 산업혁명의 범용 핵심기술 및 분야별 응용기술

자료: 대통령직속 4차산업혁명위원회(2017, p. 5)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 17

가장 먼저, 일상의 모든 것을 연결한다는 사물인터넷(IoT; Internet of

Things) 기술은 사실 오래 전부터 USN(ubiquitous sensor network) 또는

M2M(machine to machine) 등의 이름으로 존재해 오던 것이 진화된 개

념이다. 모든 사물에 센서(sensor)가 달려 있어서 사람이 직접 관여하지

않고도 의미 있는 데이터를 주고받아 자동적으로 수집되고, 이를 기반

으로 정확한 정보의 선별 및 파악이 가능해 지는 것이다. 또한, 사람과

사물뿐만 아니라 사물과 사물끼리도 공통 언어로 상호 양방향 소통할

수 있는 연결된 생태계 그 자체를 의미하는 것으로, 기술적 측면과 함

께 사물들 간의 초연결(hyper-connected)로 인하여 제공할 수 있는 서비

스를 모두 포함하고 있다5).

두 번째로 모바일 및 차세대 통신(Mobile/5G) 기술은 앞에서 설명한

IoT를 기반으로 수집된 데이터들과 이의 조합 및 분석 등을 바탕으로

추가 생성되는 데이터들이 자유롭게 전달 및 확산되도록 양방향 교환

되는 통로라고 볼 수 있는 유무선 통신 기술이다. 이는 스마트폰 등의

무선(mobile) 단말기들을 연결해 주며, 정보 교환 및 각종 데이터 서비

스를 가능하게 한다. 국내외 무선통신 사업자들은 사용하는 데이터의

급격한 증가에 따라 늘어나고 있는 통신 수요에 맞추어 지속적으로 네

트워크 용량을 늘려오고 있다.

국제전기통신연합(ITU)이 개최한 전파통신총회(2015.10)를 통해 정한

5G(5세대 이동통신)의 공식 기술명칭은 ‘IMT(International Mobile

Telecommunication)-2020’이다. 이는 기존 2GHz 이하의 주파수를 이용

하던 4G와는 달리 28GHz의 초고대역 주파수를 사용하게 된다. 최대

다운로드 속도는 20Gbps, 최저 다운로드 속도는 100Mbps로 2011년부터

5) 이 문단은 장윤종 외(2017), pp.56-62 및 박한구 외(2017), pp.65-70를 바탕으로 요약 및 재구성함.

18

시작된 4G의 최대 데이터 다운로드 속도인 300Mbps와는 비교도 안 될

정도의 이동통신 기술이며, 반경 1km2 내의 100만개 기기에 사물인터

넷(IoT) 서비스를 제공할 수 있다. 결국 중앙에 있는 서버와 끊기는 상

황 없이 많은 양의 데이터를 주고받아야 하는 사물인터넷의 실현을 위

해 반드시 필요한 기술이라고 할 수 있다6).

기본적으로 유선 통신망이 무선 통신에 비해 보안은 우수하지만, 이

동성이 핵심인 기기가 대부분인 현대 모바일 환경에 따라 5G 등의 무

선통신 기술의 중요성이 점차 높아지고 있으며, 유무선 통신은 상호 접

목되어 보완적으로도 활용되는 추세이다.

세 번째로 클라우드 컴퓨팅 및 서비스(Cloud computing & service) 는

통신 네트워크를 통해 수집한 데이터를 중앙 집중형태 스토리지에 저장

하고, 이를 분석할 수 있는 핵심 인프라와 컴퓨터 시스템을 구축하여 사

용자들이 원하는 만큼 IT 자원을 사용할 수 있게 만든 환경과 이를 통해

제공하는 서비스를 의미한다. 이로 인하여 IT 자원을 직접 소유할 필요

없이 사용료를 주고 필요한 만큼만 사용할 수 있게 된다. 이는 현재 에어

비앤비(airbnb) 및 우버(uber) 등 사회적으로 확산되고 있는 공유 경제와도

그 궤를 같이한다고 볼 수 있다. 최초의 클라우드 서비스는 Gmail이나

Dropbox와 같이 소프트웨어를 웹에서 사용할 수 있는 ‘SaaS(Software as a

Service)’가 대부분이었다. 그 후, 서버와 저장장치(storage), 네트워크 장비

등을 빌려주는 ‘IaaS(Infrastructure as a Service)’와 플랫폼 자체를 빌려주

는 ‘PaaS (Platform as a Service)’로 점차 확대되고 있다7).

한편, 이렇게 클라우드 컴퓨팅은 한 곳에 밀집된 자원을 이용하여 원

거리 사용자에게 필요한 서비스를 제공하는 기술이다. 반면, 근거리에

6) 이 문단은 한국경제TV산업팀(2016), pp.100-121을 바탕으로 요약 및 재구성함

7) 이 문단은 장윤종 외(2017), pp.62-66을 바탕으로 요약 및 재구성함.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 19

분산되어 있는 자원들을 활용하여 필요한 서비스를 빠르게 제공하고,

필요시에 클라우드에 접속하여 통합 서비스를 제공할 수 있도록 구축

해 놓은 환경을 포그(Fog) 컴퓨팅이라고 한다(박한구 외, 2017, p.77).

네 번째 범용 핵심기술인 빅 데이터(Big data)는 양적으로 방대한 것

만 아니라 복잡성도 높아서 기존의 응용프로그램으로 처리하기 힘든

데이터 모음을 의미한다. 글로벌 IT 분야를 대표하는 가트너(Gartner)

그룹의 정의에 따르면 방대한 양(Volume), 유형 및 원천의 다양성

(Variety), 실시간처럼 빠른 수집 및 처리 속도(Velocity), 데이터의 신뢰

성(Veracity) 등으로 그 특성이 요약될 수 있다(박한구 외, 2017, p.81).

데이터의 생성 및 저장, 그리고 처리를 통해 결과를 보여주는 전체적인

프로세스가 빠르고 정확하게 이루어져야 한다.

빅 데이터 기술은 데이터 속에서 일정한 패턴을 추출하는 데에 활용

된다. 데이터의 분석을 통해 파악된 패턴이 가치 있는 것이라면, 이를

통하여 수많은 비즈니스 기회를 발견할 수 있다. 이처럼 대량의 데이터

에서 숨겨져 있는 가치를 발굴하기 위해서는 명확한 분석 목표 하에서

데이터를 수집하고 처리하는 기술과 의미 분석 및 시각화하는 기술의

활용이 필요하다(박한구 외, 2017, p.99).

마지막으로 인간의 지능을 모사하여 학습하고 이를 통해 스스로 판단

하는 인공지능(Artificial Intelligence: AI) 기술은 1950년대에 나왔을 만큼

오래된 단어이다. 하지만, 2012년에 개발된 새로운 머신러닝 방법인 딥러

닝(Deep Learning)의 확산으로 4차 산업혁명과 맞물려 컴퓨팅 환경이 조

성되고 빅 데이터 기술과 연계되면서 범용 핵심기술로 부상하고 있다. 머

신러닝은 기존 데이터의 규칙과 프로세스를 분석하여 학습을 기반으로

미래 데이터를 예측하는 통계적 과정이라고 할 수 있는데, 딥러닝은 머신

20

러닝의 발전된 개념으로 인공 신경망(ANN; Artificial Neural Network) 기

술이 접목됨으로써 인간이 설계해 놓은 특징을 학습하는 것이 아니라 데

이터 속에서 스스로 특징을 만들어 학습하는 것을 의미한다8).

4. 4차 산업혁명과 에너지

가. 에너지 패러다임의 변화

2000년 전후로 기후변화에 따른 각종 위기의 심각성이 대두됨에 따라

세계적으로 에너지의 무조건적 생산과 사용이 아닌 환경과 자연보호에

입각한 에너지의 생산과 사용으로 패러다임 변화 필요성이 요구되어 왔

다. 결국 기존의 협력체계 패러다임인 교토의정서하에서는 선진국들만

을 중심으로 했던 대응방안이 2015년에 개최된 파리기후협약을 거치며

참여 범위를 대부분의 국가로 확대하는 등 변화하기에 이르렀다.

파리협약의 결과로 전 세계는 지구의 평균기온 상승을 산업화 이전

대비 1.5℃로 제한하기 위해 공동으로 노력하고자 하는 장기적 목표를

수립하였다. 지구의 온난화를 방지하려는 목적은 교토협약 때와 마찬

가지이나, 선진국들만 감축의무를 갖는 것에서 벗어나 참가한 당사국

들이 모두 감축 의무를 지니게 되었다. 이에 우리나라 또한 개발도상국

에서 급격히 발전한 국가의 일원으로서 국제 사회에서 해당 의무를 충

실히 이행해야 하는 상황이다.

이러한 글로벌 환경 기준에 부합하기 위해 전 세계 에너지 패러다임

도 기존의 수급 안정과 산업 경쟁력 강화 중심에서 친환경적 생산과

8) 이 문단은 박한구 외(2017), pp.100-108을 바탕으로 요약 및 재구성함

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 21

효율적 사용으로 전환되고 있다. 지구 온난화의 주범으로 알려져 있는

온실가스 배출을 줄이기 위해서는 화석에너지 중심의 현재 에너지 공

급 패러다임에서 벗어나 친환경 및 저탄소 에너지 중심의 생산이 되어

야 한다. 이에 따라 재생에너지, 에너지저장, 전기자동차 등의 새로운

비즈니스 분야 및 관련 사업 모델들이 효과적인 방법으로 주목을 받고

있다. 또한, 관련 기술개발과 맞물려 다양한 에너지 산업은 다양한 에

너지 생산자 및 소비주체 등이 참여할 수 있는 에너지 시장 경쟁체제

의 확대 등 산업 전반적인 체계 변화를 가져올 것이 분명하다.

비록 미국이 파리협약(Paris Agreement)을 탈퇴한다고 선언하였지만,

세계 에너지시장은 여전히 화석연료 감축과 친환경에너지 확대로의 에

너지전환(Transition)을 진행 중이다. 특히 EU 및 중국을 중심으로 파리

기후협정을 이행하기 위한 노력들이 지속되고 있으며, 미국도 연방

(Federal) 정부가 아닌 주(States) 정부 차원에서는 파리협약 준수를 위한

움직임이 여전히 유효하다고 할 수 있다. 이처럼 에너지전환의 중요성

이 전 세계적으로 확대되고 있는 가운데, 우리나라도 에너지 포트폴리

오의 변화를 도모하기 위한 에너지전환 로드맵을 추진 중이다.

[그림 2-4] 국내 에너지 포트폴리오 전환 계획

자료: 산업통상자원부(2017a, p. 2)

22

나. 4차 산업혁명과 에너지 혁신

앞서 설명한 4차 산업혁명 핵심 범용기술인 IoT, Mobile/5G, Cloud

computing, Big data, AI 등으로 인하여 기존 제조업의 자동화 및 서비

스업과의 융합을 통한 ‘제조업의 ICT화 및 서비스화’가 이미 다양한 분

야에서 진행 중이다. 그리고 변화는 기존보다 많은 에너지원을 필요로

하게 된다. 특히 각 사물에 부착되는 센서들과 이 센서들이 서로 통신

하는 데에 필요한 네트워크 장비, 그리고 생성된 데이터를 저장하고 이

를 분석하는 시스템에 이르기까지 모든 장비들이 전기를 에너지원으로

사용하는 장비들임을 고려해 볼 때, 4차 산업혁명은 미래 전기수요를

증가시키는 요인이 될 것으로 보인다. 최근에는 사회적으로 이슈가 되

었던 블록체인 기술과 관련된 가상화폐의 채굴에 있어서도 필요 장비

들에 대한 대량의 전기 공급이 중요한 자본 요소로 작용하였다.

전기가 필요한 센서와 디바이스들의 증가는 산업부문의 에너지 소비

를 기존보다 대폭 증가하게 하는 요인이 될 것으로 보이며, 4차 산업혁

명 기술은 이러한 수요뿐만 아니라 공급 부분에서의 기존 사업모델 및

시장구조의 패러다임 전환을 가져올 것이다. 따라서 관련된 에너지의

공급과 수요 기기들의 운영 및 에너지 관련 서비스 제공 등 전체적인

프로세스에 있어서도 종합적인 구조 변화를 가져올 것으로도 보인다.

기존의 산업혁명은 석탄과 석유, 그리고 전기 등 새로운 에너지 자원

등장과 더불어 생산성이 증가하는 특징을 갖고 있었다. 하지만, 4차 산

업혁명하에서는 전혀 새로운 에너지원이 등장하기보다 기존 에너지 기

술들이 정보통신 및 화학, 바이오 등 연관 분야들의 혁신적 기술들과

융합됨으로써 새로운 변화를 가져올 것이라고 전망되고 있다.

친환경 및 분산형 에너지원의 확산과 함께 에너지와 ICT 기술의 융

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 23

합으로 새로운 시장이 창출되고 구조 변화도 발생할 것이다. 특히 전력

분야는 지금까지 산업혁명 속에서 그 모습이 거듭나며 지속적으로 변

화해 온 것과 같이 4차 산업혁명하의 새로운 생산 및 공급 환경에서 지

속적으로 늘어나는 수요와 품질 요구에 맞추어 에너지 공급과 소비의

중심 역할을 할 것으로 보인다.

[그림 2-5] 4차 산업혁명과 에너지신산업

자료: 산업통상자원부(2017b, p. 100)

이미 이러한 시장 변화를 감지한 글로벌 IT 기업들의 에너지 분야

진출도 본격화되고 있다. Google은 사막에 세계 최대 규모의 태양광 발

전 시설을 설치하여 운영하고 있으며, 재생에너지 분야에도 10억 달러

규모의 투자를 진행하고 있다. 또한, Apple은 애플에너지를 설립하여

재생에너지 사업에 진출하였고, 전기자동차 프로젝트도 추진하고 있다.

아시아의 대기업인 소프트뱅크도 재생에너지 발전 사업에 대한 투자가

활발하다.

4차 산업혁명이 시작되었다고 할 수 있는 독일의 Industry 4.0과 비슷

24

한 의미로 이미 에너지 분야에서는 연관 산업과의 융합과 디지털화 촉

진을 의미하는 Energy 4.0이라는 용어가 사용되고 있다. 이는 석유 사

용 이전의 시대(Energy 1.0), 석유 사용의 시대(Energy 2.0), 그리고 신재

생에너지 사용의 시대(Energy 3.0) 다음으로 신재생에너지를 활용하는

것에서 한 발 더 나아간다(한국철도기술연구원, 2017, p. 11). 특히 프로

슈머(prosumer)의 등장에 따라 수직적이고 단방향적인 기존 에너지 공

급체계로부터 벗어나 분산적이고 수평적인 공급체계를 구축함으로써

보다 스마트한 에너지 사용이 가능해져 에너지효율 개선의 기회가 커

지는 것을 의미한다.

[그림 2-6] 에너지시장의 구조변화

자료: 한국무역협회(2018, p. 4)

특히 4차 산업혁명의 핵심 기술들이 발전하면서 다수의 분산자원에

대한 효율적 운영이 가능해지고 있어서, 많은 선진국들은 전력망 운영

및 전력시장 체제를 기존의 단방향에서 양방향 또는 다뱡향 방식으로

변화시키고 있다.

유사하게 IoE(internet of energy)라는 용어도 자주 사용되고 있는데,

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 25

IoT와 유사하게 센서 및 데이터 수집·분석 기능을 활용함으로써 재생

에너지와 같이 분산형 자원과 지능화된 수요반응(demand response) 등

에너지 신(新)시장을 포함한 전체 그리드를 효과적으로 연계해 주는

ICT 기술 기반의 에너지 인프라를 뜻한다고 볼 수 있다. IoE는 발전뿐

만 아니라 송배전 및 수요 부분까지 모두를 대상으로 하는 개념으로서

에너지의 생산에서부터 공급 및 수요까지의 초연결을 통해 실현될 것

이다.

[그림 2-7] 4차 산업혁명 및 에너지 전환에 대한 에너지산업 육성(1)

자료: 산업통상자원부(2018, p. 12)

다. 4차 산업혁명하에서의 에너지 부문 기술

앞으로 다가올 에너지 분야 기술혁신의 특징은 기존 에너지 기술과

26

4차 산업혁명 핵심 범용기술들의 기술적 융합으로 수요의 지능적 관리

및 이를 맞추기 위한 공급의 최적화를 이루어 내는 것으로 시장 구조

의 변화도 동반할 것이다.

[그림 2-8] 4차 산업혁명 및 에너지 전환에 대한 에너지산업 육성(2)

자료: 산업통상자원부(2018, p. 13)

단순히 에너지의 생산과 공급에서의 혁신에만 제한되는 것이 아니라

산업 전체가 지금과는 다른 체제로 구성 및 운영될 가능성이 크다. 송전

탑과 원자력 발전소 등 에너지 인프라 및 주요 시설의 관리에 있어 데이

터의 수집 및 수리 등이 드론과 로봇을 통해 처리될 것이고, 실시간으로

많은 양이 생성되고 있는 전력계통의 에너지관리시스템(EMS, Energy

Management System)의 데이터는 머신러닝 등을 적용함으로써 필요한 예

측 및 최적화를 지금 수준보다 획기적으로 변화시킬 수 있게 된다.

또한, 소비 부문에 있어서도 각 공장이나 빌딩, 그리고 가정의 전기기

기 현황 및 사용 패턴에 따라 적용하고 있는 요금을 최소화할 수 있는

최적 운영 스케줄을 마련하여 자동 적용하는 등 지금까지 우리가 생각하

지 못하고 있었던 것들이 융합 및 응용 기술들로 실현되어 에너지 산업

및 연관 산업들의 패러다임을 전혀 다른 구도로 바꾸어 나갈 것이다.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 27

[그림 2-9] 4차 산업혁명 기술의 에너지 분야 융합 예시

자료: 한국무역협회(2018, p. 3)

실제, 국내에서도 재생에너지 분야에 IoT를 접목한 기술들이 지속적

으로 증가하고 있다. 이러한 기술들을 통해 데이터의 측정, 분석, 정보

교환 등 4차 산업혁명의 핵심 범용기술들이 분산형 에너지 분야에도

적용되면 현재의 중앙 집중형 에너지 공급에 대한 의존도는 점차 줄일

수 있을 것이고, 송전선을 이용한 전기 수송량이 줄어들어 송전비용 등

을 절감할 수 있는 등 산업에 전반적인 변화가 추진될 수 있다.

28

[그림 2-10] 재생에너지에 인공지능(AI) 기술이 융합된 특허출원 동향

자료: 특허청(2018, p. 4)

[그림 2-11] 인공지능 기반의 재생에너지 발전소 운영 및 관리

자료: 윤태환(2017, p. 11)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 29

또한, IoT를 통한 실시간 데이터 취득 기반의 분석이 실현되면, 날씨

등 환경적 상황에 따른 태양광 및 풍력 발전의 운전 최적화로 공급 및

사용 효율을 극대화하고 계통 변동성을 최소화할 수 있다.

5. 전력 수요부문의 주요 기술변화

4차 산업혁명하에서 제조업이 서비스화 되고, 클라우드 컴퓨팅과 빅

데이터 및 인공지능 등 데이터 집약적인 산업이 확대됨으로써 에너지

집약도의 증가는 전력 수요를 높이는 요인으로 작용할 것으로 전망된

다. 반면, 에너지 수요 부문의 기술혁신은 총체적 에너지 사용 최적화

및 효율화를 추구하며 EMS(energy management system)를 중심으로 통

합되는 경향을 보이고 있다. 이는 에너지 흐름 및 사용의 시각화와 최

적화를 위한 관리 시스템으로 가정(HEMS), 빌딩(BEMS), 공장(FEMS)

뿐만 아니라 상위이면서 종합적인 계층이라고 할 수 있는 커뮤니티

(CEMS)에도 적용되고 있다. 이러한 최적화와 효율화 추세는 에너지 수

요를 낮추는 요인으로 작용할 것으로 전망된다.

가. 공장에너지관리시스템(FEMS)

국내 에너지 소비의 절반 이상을 차지하는 산업부문의 수많은 공장

들에서는 설비의 운전 상황과 시장에서의 에너지 수급 패턴을 모니터

링 하면서 효율적으로 에너지를 분배하여 비용을 절감할 필요가 있다.

4차 산업혁명과 함께 화두가 되고 있는 스마트 공장(Smart Factory)의

개념에서는 공정 자동화와 ICT 기술을 접목한 품질 관리 및 생산성 향

30

상을 추진하여, 에너지 비용의 절감으로 제조원가의 최소화를 이룰 수

있게 된다. 물론 이를 위해서는 공장 내의 모든 설비에 센서들이 ·설비

들의 상태에 대한 많은 정보들이 네트워크를 통해(5G) 실시간으로 수

집(Cloud)할 수 있어야 한다. 또한 이를 통해 이상 징후를 스스로 발견

하고(Big data), 이에 대한 대응체제를 마련(AI)하여 제품 및 프로세스의

품질을 유지해야 함은 물론이고, 에너지 부하(load)의 최적 관리를 위한

기술 기반(EMS)이 마련되어야 한다.

국내외의 여러 기업들이 FEMS(Factory EMS) 시장에 대한 관련 기술

개발과 실제 적용에 속도를 내고 있으며, 이를 통해 전 산업분야의 에

너지 사용량 절감과 효율성 제고를 통해 원가 비용이 줄어드는 등 비

약적인 생산성 향상이 다시 한 번 이루어질 것으로 보고 있다.

[그림 2-12] 스마트·디지털 공장에 적용되는 기술 예시

자료: 유석현(2017, p. 20)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 31

[그림 2-13] 두산중공업의 발전소 IoT 적용 및 SW 개발 현황

자료: 유석현(2017, p. 15)

구체적으로는 공장 전체의 에너지 사용을 실시간으로 감시하며 동시

에 전기·수도·가스의 사용 패턴 모니터링을 통해 종합적인 첨두부하 제

어를 위한 공정 통합제어가 가능해 지는 것이다. 또한, 정해진 스케줄

에 따라서 구간이나 설비별 에너지 자동 제어와 휴게실 등에 재실 감

지 센서를 적용한 자동 절전 등을 실현할 수 있다.

이러한 기술들의 적용은 스마트 공장의 점차적인 확산과 더불어 제

조 공정상의 생산효율성 향상과 품질 개선을 가져올 것으로 기대되고

있다. 특히 현재 보유하고 있는 비효율적인 조명과 설비들을 IoT가 적

용된 고효율 설비로 교체하면 사물인터넷 기기들과의 연결을 통해 에

너지효율 최적화를 시스템적으로 달성할 수 있게 된다.

32

기업 주요 내용

GE∙생산 현장에 산업용 사물인터넷 적용 및 빅 데이터 분석을 통해 공정

및 설비관리 최적화

∙불량 및 오류 감소, 설계 시간 단축, 비용절감 등의 성과 달성

Intel∙사물인터넷을 통하여 생산공정 사전검증 및 실시간 설비 관리

∙특정 품목에의 시범 적용으로 연간 300만 달러의 원가 절감

Siemens∙고성능 자동화 설비와 시스템 간의 실시간 연동체계 구현

∙다품종(1,000가지) 생산 및 고수율(불량률 0.001%) 달성

∙기존 공장에 비하여 30% 정도의 에너지 절감

Adidas∙정부 지원 및 산학 협력을 기반으로 제조 혁신 과제 추진

∙산업용 로봇 적용 등으로 생산 자동화, 소비자 맞춤형 신발 생산 체계

구축

Toyota∙기존의 JIT(Just in Time) 체계를 고도화하여 부품 공급사, 물류업체 등

전체 공급망 정보와 통합 관리

LS산전∙스마트 생산 라인을 구축, 부품 공급부터 조립, 시험 및 포장 등 전체

라인에 걸쳐 완전 자동화를 구현

<표 2-1> 국내외 스마트공장 추진 사례

자료: 삼정KPMG 경제연구원(2017, p. 13)

나. 빌딩에너지관리시스템(BEMS)

한편, 국내 에너지 수요의 3분의 1 정도를 차지하는 건물부문에서는

에너지의 효율적 관리를 위한 사용 패턴 분석과 조정으로 비용을 최소

화하고자 BEMS(Building EMS) 기술의 개발과 적용을 통해 스마트 빌

딩(Smart Building)으로 변신 중이다. 냉난방 설비, 콘센트, 조명, 각종

기기 등 건물 내에서 에너지를 소비하는 기기들에 계측 장비를 붙이고

동시에 통신망으로 연계하여 최적의 효율적 관리를 도모하는 것이다.

이러한 접근을 통해서 온실가스 배출을 절감할 수 있을 뿐만 아니라,

정전과 같은 유사시에 능동적인 대응이 가능해진다. 또한, 효율적 에너

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 33

지 사용으로 비용 절감은 물론이고, 사무의 능률을 향상시킬 수 있는

보다 나은 업무 환경을 제공할 수 있다.

[그림 2-14] 빌딩에의 EMS 기술 적용을 통한 효율성 제고 사례

자료: 손장익(2017, p. 4),

국내에서는 건물과 건물에 적용되는 관련 기술들에 대하여 부하 절

감과 설비의 고효율화, 그리고 제어 및 운영 등 3개 정도로 구분하여

연구개발이 추진 중이다. BEMS에서 주요 에너지 절감 대상이 전력 분

야이므로 건물의 전력 소비에 대한 절감 기술들이 다양하게 개발되고

있다.

다. 가정에너지관리시스템(HEMS)

마지막으로 HEMS(Home EMS)는 일반 가정 레벨에서의 에너지 관리

시스템이다. 이는 에너지 절약뿐만 아니라 고객과의 접점을 이용한 다

34

양한 서비스를 제공할 수 있는 플랫폼으로써 가치가 높은데, 공동 주택

형태인 아파트를 짓는 건설사들뿐만 아니라, 통신사들도 관련 기술을

개발하여 시장을 확대해 가고 있다.

우리나라에서 높은 비중을 차지하고 있는 공동 주거 형태인 아파트

의 경우, 다수 세대들과 주민 공동이용 시설, 그리고 상가 등이 포함되

어 있고 단지 차원으로 주민공동체가 구성되어 운영되고 있으므로 에

너지 수요관리 기술을 적용하기에 용이한 것으로 나타나고 있다. 특히

동일한 전기 공급 체계를 갖고 있기 때문에 개별 세대의 에너지 소비

패턴을 파악하여 수요관리 기술을 개발하는 것이 다른 건물 집단을 대

상으로 하는 경우보다 유리하다. 이와 관련하여 이미 국내에서도 AMI

를 비롯하여 프로토콜 등은 표준화가 진행 중이다.

[그림 2-15] 국내 가전 업체에서 제공하는 HEMS의 개념도

자료: 이상봉(2017, p. 5)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 35

HEMS를 적용하면, 기본적으로 거주 공간을 보다 쾌적한 환경으로

만들 수 있을 뿐만 아니라, 생활 편리성 또한 더해진다. 하지만, 이를

위해서는 가정에서 사용하고 있는 가전기기들에 IoT 및 AI 기술이 조

합되는 등 보다 많은 기술적 진보가 이루어져야 하며, 이러한 움직임이

국내외 가전회사 등을 중심으로 시도되고 있다.

이처럼 HEMS 기술은 4차 산업혁명하에서의 ICT 분야 기술 혁신에

따라 빠르게 성장하고 있으며, 정보의 시각화 및 분석을 기반으로 제공

하는 서비스와 그 범위를 확대하는 방향으로 비즈니스 모델이 변화하

고 있다.

라. 단일 기기의 고효율화 및 친환경화

각 에너지 소비기기별로 살펴보면, 작업자 및 경영자들이 설비에서

제공하는 필요 정보들을 파악하고 분석하여 에너지 최적화를 달성하기

위한 의사결정 환경을 제공해야 하는 바, 대부분 설비나 기계들이 네트

워크로 연결되고 양방향 통신이 가능한 방향으로 진화하고 있다. 또한,

이러한 설비들의 에너지 사용 현황을 가정 및 빌딩 등 최소 단위별로

관련 자료를 수집 및 모니터링 할 수 있는 기기들이 보급되고 있고 표

준이 제정되고 있는 등 에너지 분야의 소비 효율 제고를 위한 인프라

구축이 전 세계적으로 진행되고 있다.

36

제2절 에너지사용 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 추세

1. 에너지효율관리제도 대상 기기

가. 주요 에너지효율관리 대상 기기의 기술 변화

4차 산업혁명 핵심기술이 적용된 주요 가전기기는 에너지효율관리제

도의 대상이 되는 기기이며, 가스 히트펌프 및 가스보일러 등을 제외한

대부분의 효율관리 대상 기기의 에너지원은 전기이다.

[그림 2-16] 주요 가전기기별 가구당 전력소비 비중

자료: 최문선(2016, p. 47)

TV와 냉장고를 포함하는 국내 8대 주요 가전기기는 가정 부문 전기

사용량의 60% 이상을 사용하고 있다. 국내 가전기기 중에서 전력사용

량이 가장 많은 기기는 전기밥솥으로 가정 부문 연간 전력사용량의

23.9%를 차지하며, 냉장고는 16.8%, TV는 7.7%, 에어컨은 6.6% 등이다

(최문선, 2016, p. 47).

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 37

본 연구에서는 각 기기의 에너지사용량과 4차 산업혁명 핵심기술과

의 연계성 등을 고려하여 12 개의 주요 효율관리제도 대상 기기를 선

정하였으며, 이들에 대해 4차 산업혁명의 기술이 적용되는 사례를 조사

하였다. 12 개의 주요 효율관리제도 대상 기기는 TV, 냉장고, 에어컨,

세탁기, 청소기, 공기청정기, 전기밥솥, 컴퓨터, LED 램프, 가정용가스

보일러, 변압기, 전동기 등이다.

1) TV

최신형 TV는 OLED(Organic Light Emitting Diode) TV와 QLED(

Quantum dot Light Emitting Diode) TV가 초대형 고화질 TV 시장에서

치열하게 경쟁하고 있다. OLED는 유기체에 전기를 보내 백라이트 없

이 스스로 빛을 내게 하는 방식이며, QLED는 LCD(Liquid Crystal

Display) 패널과 LED 백라이트 사이에 나노입자의 퀀텀닷 필름을 추가

하여 LED의 화질을 개선한 방식이다.

삼성전자의 2018년형 QLED TV에는 AI 플랫폼인 ‘빅스비’와 사물인

터넷 통합 앱인 ‘스마트싱스’가 탑재되어, 간단한 음성언어를 통하여

TV를 조작하고 스마트싱스에 연결된 TV, 냉장고, 에어컨 등의 모든

IoT 기기들을 제어한다. LG전자는 TV, 냉장고, 에어컨, 세탁기, 청소기

등의 주요 제품에 AI 플랫폼인 ‘ThinQ’를 탑재하였고, ThinQ는 음성인

식 기능을 이용한 서비스를 제공하고 있다.

제품 종류 화면 크기(cm) 에너지소비효율 등급

UHD 163 1QLED 163 4OLED 163 4

<표 2-2> 인공지능/일반 TV의 에너지소비효율 등급 비교

자료: 제품별 상세 스펙 자료를 활용하여 저자 작성

38

AI 음성인식 기능을 탑재한 2018년형 OLED 및 QLED TV의 에너지

소비효율 등급은 4 등급이고, 4차 산업혁명 기술이 적용되지 않은

UHD(Ultra High Definition) TV의 에너지소비효율 등급은 1 등급으로서,

최신형 OLED 및 QLED TV의 에너지 소비효율이 낮은 이유는 4차 산

업혁명 핵심기술의 채택과 관계없이 TV의 화질 및 품질을 개선하기 위

한 신기술의 채택에 따른 것으로 사료된다.

2) 냉장고

스마트 홈 환경을 구축하기 위해서는 다양한 IoT 제품들을 연결하는

허브가 필요하며, 허브의 필수 요건은 계속해서 작동되어야 한다. 밀레

는 주방 제품을 중심으로 하는 생산 제품의 특성 때문에 냉장고를 스

마트 홈의 허브로 선정한 바 있다. 최신형 냉장고에는 일종의 인공지능

기술인 음식인식 기능을 이용하여 다양한 식재료들을 냉장고에 등록하

여 유통기간까지 관리한다. 또한 휴대폰(모바일)을 이용하여 냉장고 내

부의 식재료 재고현황을 눈으로 보며 파악하고 필요한 식자재를 자동

으로 주문하여 배송까지 해결하는 기능을 포함한다.

3) 에어컨

일반 에어컨은 컴프레서가 일정한 속도로 움직이며 실내 온도가 희

망 온도로 낮아지면 작동을 멈추며 운전과 정지를 반복하여 전력 소모

가 많다. 반면, 모터 속도가 자동으로 조절되는 인버터 에어컨은 냉기

를 일정한 온도로 유지하여 에어컨을 조작하지 않고도 사전에 정해진

온도를 하루 종일 유지한다. 최근 에어컨에는 4차 산업혁명 기술인 인

공지능이 탑재되기 시작했는데, 인공지능 에어컨은 사용자의 음성 인

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 39

식을 통해 에어컨 조작을 한 번의 음성 명령으로 실행할 수 있으며, 사

용자의 행동 패턴을 학습하여 사용자가 선호하는 최적 온도와 습도를

유지할 수 있다. 사용자가 에어컨을 끄지 않고 외출하였을 때에는 사물

인터넷과 스마트 폰을 이용하여 에어컨을 정지시킬 수 있으며 냉매의

양, 전력사용량 등을 파악할 수 있어서 제품의 유지보수가 쉬운 장점을

갖고 있다.

4) 세탁기

냉장고, 에어컨 등과 마찬가지로 최근에는 인공지능 음성인식 기능

을 갖춘 최신형 세탁기가 출시되었으며, 사물인터넷을 통하여 수집한

날씨 정보에 기초하여 습도와 미세먼지 정도를 파악하고 세탁기는 탈

수 강도와 헹굼 회수 등을 자동으로 조절한다.

5) 청소기

최근 무선 청소기에는 여러 종류의 센서가 탑재되어 있고 사용자가

움직이는 방향으로 움직이는 자동주행기술 등이 개발되어 편의성이 크

게 개선되었다. 무인 로봇청소기는 사용자가 집에 없는 시간에도 청소

를 수행할 수 있으며, 최근에는 흡입력의 개선과 인공지능 기술이 접합

되어 기존 청소기 시장을 빠르게 대체하고 있다.

인공지능 기술은 집 내부의 공간을 파악하여 공간별로 다른 청소작

업을 수행하고 장애물이나 이미 작업한 공간들을 인식하여 스마트한

청소 작업을 수행할 수 있게 한다. 로봇청소기는 사물인터넷과 휴대폰

을 통하여 사용자의 음성명령을 인식할 수 있어서 향후에는 스마트 홈

시장과 연결될 전망이다.

40

6) 공기청정기

최신형 공기청정기는 정전기의 힘으로 먼지를 강력하게 끌어 들이는

‘하이브리드 집진필터’를 채택하여 화학물질 없이 미세먼지와 필터에

포함되어 있는 세균까지 제거할 수 있으며 필터의 수명기간을 대폭으

로 연장하였다. 최신형 공기청정기는 IoT를 통하여 스마트폰으로 제어

할 수 있으며, 실내 오염도를 감지하여 공기가 나쁠 때에는 오염된 실

내 공기를 신속하게 흡입하여 강력하게 처리하고, 공기의 질이 좋을 때

에는 자동으로 작동을 멈추는 자동청정 기능을 갖추고 있다.

7) 전기밥솥

전기밥솥은 열판 압력밥솥에서 IH(Induction Heating) 압력밥솥으로

발전하여 왔으며 IH 기술은 내솥 전체에 코일을 감아 열효율을 높이는

방식이다. IH 압력밥솥은 내솥의 밑면만을 가열하는 열판 압력밥솥에

비하여 영양분 손실이 적고 밥을 빠르게 지을 수 있는 장점을 갖고 있

다. 최근에는 IoT를 이용한 전기밥솥에 대한 연구가 진행되고 있으며

쿠첸은 스마트폰 등을 이용하여 원격으로 제어하는 전기밥솥, 쿠쿠전

자는 스마트폰을 이용하여 전기밥솥에 대한 정보를 실시간으로 교환하

는 전기밥솥을 개발하였다.

8) 컴퓨터

컴퓨터 제품에 인공지능을 도입한 시기는 비교적 늦은 편이며 HP와

Acer 등은 아마존의 인공지능 플랫폼인 알렉사(Alexa)를 탑재한 컴퓨터

제품들을 출시한 바 있다. HP는 2018년에 무선 충전기능을 갖추고 음

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 41

성비서 역할을 수행하는 알렉사를 탑재한 데스크탑 컴퓨터를 개발하였

고, Acer는 알렉사를 탑재한 노트북 컴퓨터를 개발하였다.

9) LED 조명

LED 조명기기는 불이 깜박거리는 ‘플리커 현상’이나 눈부심 현상인

‘글레어 현상’ 등이 나타날 수 있다. LED 조명은 일반조명, 교통 신호

등, 유도등 등으로 사용되고 있으나 일반적으로 조도가 약하기 때문에

산업용이나 대형 사무실보다는 가정이나 소규모 사무실에서 많이 사용

되고 있다. 최근에는 광원의 광속 변화를 통하여 전력을 절감하고 LED

조명의 밝기를 조절할 수 있는 ‘디밍(Dimming)’ 기술이 대두되고 있으

며, 디밍 시스템은 무선 네트워크와 연동하여 스마트폰, 아이패드, 컴퓨

터 등을 이용하여 LED 조명의 밝기를 조절하는 원격 디밍 제어가 가

능하다.

10) 가정용 가스보일러

가정용 가스보일러는 대표적인 에너지 다소비기기 중 하나이다. 최

근에는 스마트폰과 IoT를 이용해 보일러를 외부에서 보일러를 제어하

는 콘덴싱 보일러가 출시되었다. 이를 통해 사용자의 보일러 사용내력

을 분석하는 인공지능 학습기능을 통해 최적화된 실내 환경 조성과 보

일러의 고장 시 사용자에게 실시간으로 오류정보를 제공하는 서비스를

실시하고 있다.

42

11) 변압기

송·배전을 위해 전압을 승압 및 강압할 수 있는 변압기에 대하여 미

국 등의 세계 여러 나라들은 에너지소비효율제도를 운영하고 있으며,

우리나라의 경우에는 변압기가 2012년 7월부터 효율관리제도 기자재로

신규 지정되어 일반 변압기와 고효율 변압기는 각기 최저 소비효율과

표준 소비효율 기준을 충족시켜야 한다.

세계의 전기화(electrification) 물결 속에서 우리나라도 전기소비의 지

속적 증가에 따른 송·배전 수요가 늘어나고 있으며, 앞으로도 송·배전

망이 확대될 것으로 전망됨에 따라 변압기 설비 및 변전소 건설이 확

대될 것으로 예상된다. 특히, 국제표준인 IEC-61850을 기반으로 하는

디지털변전소가 증가한다면, 지능화된 변전소의 운영을 통해 고장 예

측 및 사전 예방 등 유용한 정보를 취득할 수 있을 뿐만 아니라 다양한

정보의 융합 및 활용이 가능하다.

[그림 2-17] ABB의 디지털 변압기

자료: ABB 홈페이지: (http://new.abb.com/news/detail/4425/abb-launches-the-worlds-first-

digitally-integrated-power-transformer, 최종검색일 2018.11.07.)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 43

4차 산업혁명 시대에 변압기도 IoT 기술이 접목되는 방향으로 융합

되고 있으며, 선두기업인 ABB에서는 디지털변압기를 개발하여 실시간

모니터링 및 통신으로 안전성, 신뢰성, 효율성을 높이고 환경 영향도

줄이는 제품을 출시한 바 있다. 또한 디지털 변압기를 통해 공급하는

전력의 품질 관리 뿐만 아니라, 변압기 상태의 모니터링을 통한 고장

진단 및 사전 예방 등으로 전력공급 시스템 전체의 운영 효율과 신뢰

성을 높일 수 있는 장점을 갖고 있다.

12) 삼상유도전동기

3상 전력을 전원으로 사용하는 삼상유도전동기는 일반 가정보다는

공장 등의 기계 및 설비에 주로 사용되는 대표적인 에너지 다소비 제

품 중 하나이며, 전 세계적으로 에너지효율에 대한 표준(IEC 60034-30)

적용은 1990년대부터 시작되어 지속적으로 확대되고 있다(강도연 외,

2017. p. 101). 4차 산업혁명 시대에는 공장 시스템 최적화 및 자산관리

(Asset Management) 관점에서의 운영 효율 향상 및 잠재적 문제의 조기

발견 등 유지보수 비용 최소화를 목표로 하는 관련 기술 요소들이 접

목되는 시도들이 보이고 있다. 센서의 부착 또는 내재화를 통한 사물인

터넷 기술 적용으로 실시간 모니터링과 제품의 전주기 관리(Life-cycle

Management)가 가능해져 고장 파악 및 대처속도가 빨라졌을 뿐만 아니

라 수명예측을 통한 최적 교체시기에 대한 의사결정 지원으로 공장 전

체 생산성을 높게 유지할 수 있다.

44

[그림 2-18] 전동기에 대한 최저효율제도 적용 확대

자료: 강도연 외(2017, p. 101)

13) 융복합 가전기기

최근에는 1인 가구 수가 크게 증가함에 따라 가전기기 회사들은 가

전기기의 소형화뿐만 아니라 2개 이상의 가전기기의 기능을 수행할 수

있는 융복합 가전기기를 출시하고 있다. 또한 IoT를 기반으로 하여 가

전기기들의 네트워크 연결과 확장, 인공지능을 이용한 스마트 가전기

기의 개발 등으로 진화하고 있다.

한편 공기청정기의 기능을 갖춘 최신형 선풍기는 기존 선풍기와 구

별되는 특별한 가치를 제공하며, 에어컨은 단순한 냉방기의 역할에서

벗어나 난방기, 공기청정기, 제습기가 융합된 기기로 재탄생하고 있다.

최근에는 청소기도 융복합 가전기기에 합류하였으며 무선 청소기와 로

봇청소기가 결합된 청소기를 출시하였다.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 45

나. 에너지사용 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 전망

최근에는 전자제품의 디지털화, ICT 기술의 발달 등으로 인하여 효

율관리제도 대상기기의 스마트화 추세가 가속화하고 있으나, 일부 최

신형 기기를 제외한 대다수의 기존 효율관리제도 대상 기기는 4차 산

업혁명 핵심기술이 적용되지 않고 있는 실정이다. 하지만 향후에는 대

부분의 가전기기들이 IoT를 포함한 4차 산업혁명 핵심기술을 접목한

스마트기기로 변모할 것으로 전망된다.

효율관리제도 대상 기기를 기준으로 할 때, 4차 산업혁명 핵심기술이

융복합된 첫 번째 유형은 스마트폰과 IoT가 결합된 형태로, 가장 기본

적인 형태라고 할 수 있다. 이러한 융복합 형태는 4차 산업혁명 초기에

나타난 유형으로서 AI 기술은 접목되지 않고 스마트폰을 이용하여 IoT

로 연결된 가전기기들을 제어하는 유형으로서 전기밥솥, 공기 청정기

등에서 적용되고 있다.

두 번째 유형의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 형태는 모바일, IoT,

AI 등이 결합된 형태이다. 이러한 유형은 기본적인 4차 산업혁명 핵심

기술 융복합 형태에서 발전하여 AI 기술이 추가된 형태로서 최신형

TV, 냉장고, 에어컨, 세탁기, 컴퓨터, LED 조명기기, 건조기, 청소기, 공

기 청정기 등의 제품에서 나타나고 있다.

현재 국내 주요 가전기기에 사용되고 있는 AI 플랫폼은 기본적인 AI

기술인 음성 인식 및 대화 기능을 제공하고 있으며 스마트 가전기기의

허브로도 사용되고 있는 AI 스피커는 가장 대표적인 제품이다. 인공지

능 서비스는 IT 관련회사인 통신사, 전자회사 등이 중요한 미래 사업으

로 판단하여 활발한 연구개발과 투자가 이루어지고 있다. 국내에서 AI

스피커는 2016년 1만 대, 2017년까지 약 100만 대가 보급되었으며,

46

2018년에는 국내 전체 가구의 15%에 해당하는 300만 대가 보급될 것으

로 전망하였다(나스미디어, 2018, p. 19). AI 스피커의 선두 주자인 아마

존은 2017년에 AI 스피커인 ‘에코 쇼’와 ‘에코 스팟’을 출시하였으며

스피커에 디스플레이 영상 통화 기능과 쇼핑 기능 등을 제공한다.

세 번째 유형의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 형태는 인공지능, 사

물인터넷, 빅 데이터, 클라우드 등이 결합된 형태이다. 일부 스마트 홈,

스마트 공장, 스마트 빌딩 등의 분야에서는 다수의 스마트기기 또는 사

업장 등에서 장기간 축적된 빅 데이터를 인공지능으로 처리하여 고도

로 지능화된 최적 시스템을 구축해 가는 초기 단계에 도달하였다. 한편

스마트기기 또는 사업장에서 장기간 축적된 빅 데이터는 보유하고 있

는 컴퓨터를 이용하여 처리하거나, 외부의 자료 저장장치나 컴퓨터를

이용하여 처리하는 클라우드 등이 부분적으로 결합될 수 있다.

네 번째 유형의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 형태는 인공지능 등

의 4차 산업혁명 핵심기술들과 기타 기술 등이 결합된 형태이다. 향후

4차 산업혁명 핵심 기술들은 일부 또는 전부가 융복합될 수 있으며, 4

차 산업혁명 핵심 기술들과 로봇, 3D 프린팅, 블록체인 등의 기타 기술

들이 다양한 형태로 융복합될 것으로 전망된다.

효율관리제도 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 형태는 기기 또

는 제조연도 등에 따라 다르게 나타날 수 있다. 예를 들어, 최신 고급형

세탁기는 인공지능, 사물인터넷, 모바일 등의 핵심기술이 융복합된 기

기, 일반 세탁기는 사물인터넷과 모바일이 결합된 기기이고, 기존에 보

급된 세탁기는 4차 산업혁명 핵심기술이 전혀 도입되지 않은 제품인

경우이다.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 47

[그림 2-19] 효율관리제도 기기의 4차 산업혁명 핵심기술 융복합 전망

자료: 저자 작성

효율관리제도 대상기기를 대상으로 4차 산업혁명 핵심기술의 도입에

따른 에너지 절감 효과, 산업 파급 효과 등을 파악하기 위해서는 기기

들의 4차 산업혁명 핵심기술의 융복합 정도에 따른 에너지 소비량의

변화, 시장규모, 시장점유율의 변화 등에 대한 예측이 필요하다.

향후 효율관리제도 대상기기는 인공지능 기술의 발전에 따라 스마트

한 에너지 기기가 될 것으로 전망된다. 4차 산업혁명 핵심 기술들은

ICT 기술의 특성상 매우 빠르게 진행될 것으로 전망되며, 미래의 AI 기

술은 단순한 음성 인식 및 음성 대화, 기기의 모니터링 수준에서 벗어

나 시스템의 최적화를 이루는 수준으로 발전될 것으로 예상된다.

48

2. 에너지사용 기기의 IoT 기반 시스템화 사례

가. 스마트 홈

1) 스마트 홈 개요

스마트 홈은 효율관리 대상기기인 가전기기와 가정 부문의 수도, 전

기, 냉난방 시스템 등을 IoT로 연결하고 스마트폰 등을 이용하여 원격

으로 제어하는 지능형 시스템으로서 에너지사용 기기들에 AI, IoT, 클

라우드, 빅 데이터, 모바일 등의 4차 산업 핵심기술들이 적용되는 대표

적인 사례이다.

[그림 2-20] 스마트 홈 비즈니스모델의 발전단계

자료 : 산업통상자원부(2017b, p. 37)

스마트 홈 기술은 1980년대 ‘홈 오토메이션’으로 시장에 처음 등장하

였으며 1990년대에는 인터넷과 기기들의 네트워크화 기술의 발전에 따

라 ‘홈 네트워크’로 발전하였다. 최근에는 무선 네트워크, 통신 모듈,

센서, 스마트 단말기 등의 기술발전과 AI, IoT, 빅 데이터 등의 고급 기

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 49

술들이 접목되면서 가정이 고도로 지능화될 수 있는 ‘스마트 홈’단계로

진입하였다.

가전기기의 스마트화는 빠르게 진행되고 있으며 AI 기능을 갖춘 가

전기기들이 시장에 속속 출현하고 있어서 스마트 가전기기는 스마트

홈의 핵심이다. 향후 스마트 홈은 고도화된 AI, 빅 데이터, 클라우드 등

이 결합되어 최적화된 시스템을 구축하는 통합단계를 거쳐, 스마트 헬

스케어 등을 포함하고 스마트시티 등의 다른 플랫폼과 연계될 전망이

다(산업통상자원부(2017b, p. 37).

스마트 홈 생태계는 IoT 통신이 가능한 디바이스, 플랫폼, 스마트 홈

서비스 등으로 구성되며, 이 모든 것을 연결하는 유무선 네트워크가 필

요하다. 스마트 홈 디바이스는 센서, Actuator, Gateway, IP(Internet

Protocol), 카메라, 반도체, 기기 등으로 구분할 수 있으며, 디바이스가

탑재된 제품군으로는 인터넷 통신 기능이 있는 TV 등의 생활가전 제품

군과 CCTV·보안, 조명·냉난방 시스템, 헬스 케어 등의 기기에 스마트

기능을 탑재한 스마트 제품군 등으로 구분할 수 있다.

스마트 홈 플랫폼은 스마트 홈의 핵심으로 스마트 홈 디바이스와 콘

텐츠를 연결하는 통로의 역할을 수행한다. 스마트 홈 플랫폼을 개발한

사업자를 중심으로 부가 서비스가 연결되기 때문에 글로벌 IT 업체, 가

전기기 회사, 통신회사 등이 경쟁적으로 스마트 홈 플랫폼을 개발하고

있으며, 현재 스마트 홈 서비스는 주로 가전기기에 네트워크 기반의 부

가 서비스를 제공하는 형태이다. 가전기기회사는 AI 기술을 탑재한 가

전제품, 통신기기회사는 CCTV, 보안 단말기, 스마트 전구, 스마트 온도

계 등의 비가전제품 등에도 통신기능을 탑재하고 있다.

50

2) 스마트 홈 주요 분야

전통적인 스마트 홈 분야는 크게 홈 오토메이션, HEMS, 홈 시큐리티

등으로 구분할 수 있으며, 최근에는 홈 엔터테인먼트와 홈 헬스케어 등

의 분야로 확대되고 있다. 가정 부문에서는 안전과 재난예방의 중요성

이 대두되면서 CCTV 수요가 크게 증가하고 있으며 IoT 확산과 CCTV

기술의 발전에 따라 CCTV가 가정 부문의 IoT 허브로도 사용된 사례가

있다. 최근에는 CCTV 뿐만 아니라 가전기기를 포함하는 다양한 디바

이스에 카메라나 센서를 부착하여 안전 및 재난예방에 대한 서비스를

하며, 일부 로봇청소기나 TV 등이 이러한 역할을 수행하고 있다.

HEMS는 가정의 에너지 기기들을 최적으로 제어하고 소비자에게 에

너지 사용량 등에 대한 정보를 제공함으로써 에너지 절감과 에너지 비

용의 최소화를 도모하고 있다. 태양광 발전과 ESS 등의 다양한 분산전

원과 전기자동차 등이 가정 부문에 도입됨에 따라 HEMS에는 다양한

형태의 서비스 유형이 나타나고 있다.

3) 스마트 홈 사이버 보안

IoT 시대에는 가정의 보안문제 뿐만 아니라 다량의 데이터의 이동에

따른 사이버 보안이 문제점으로 대두되고 있다. 최근에는 해킹 대상이

가전기기에까지 확대되었으며, IoT 연결 기기의 대부분이 수집된 정보

를 로컬 네트워크나 클라우드에 전송할 때 암호화하지 않은 상태로 전

송한다. IoT로 연결된 온도조절기, 도어 잠금장치, 스마트 전구, 에너지

관리 기기, 스마트 허브 등에서 기초적인 사이버 보안 문제가 있는 것

으로 알려져 있으며, 아직까지는 IoT의 사이버 보안에 대한 규제가 거

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 51

의 없다는 점도 스마트 홈의 문제점으로 대두되고 있다.

홈오토메이션이나 HEMS 등에서 IoT로 연결된 가정 부문의 기본 정

보 및 에너지 소비에 대한 정보 등이 관련 사업자에 의해 수집 및 관리

되는 경우에는 이러한 개인 정보의 유출에 따른 피해 발생 가능성이

존재한다.

4) 스마트 홈 시장 규모

국내 스마트 홈 시장 규모는 2015년 약 10.1조 원으로 2014년의 8.6

조 원에 비하여 17.8% 성장하였으며, 2019년의 국내 스마트 홈 시장 규

모는 21.2조 원 규모가 될 것으로 전망하였다. 2015년의 국내 스마트

홈 분야별 시장 규모는 스마트 TV & 홈 엔터테인먼트 분야 5.8조 원으

로 57.5%, 스마트 융합가전이 3.1조 원으로 30.4%, 스마트 홈 시큐리티

7,520억 원으로 7.5%, 홈오토메이션 3,550억 원으로 3.5%, 스마트 그린

홈 1,179억 원으로 1.1%를 차지하였다9).

나. 스마트 홈의 에너지 영향

1) 스마트 홈의 에너지사용량 증가 요인

스마트 홈은 스마트 가전기기, 스마트 Thermostat, 스마트 플러그, 스

마트 조명기기, 센서, Actuator, Gateway, HEMS 등으로 구성되며, 이러

한 스마트기기와 시스템 등의 도입에 따른 전기사용량은 증가한다.

9) ETNEWS 홈페이지: (http://www.etnews.com/20160205000066, 최종검색일 2018.11.6.)

52

분 류 디바이스 대기전력(W)

스마트 조명Smart LED Bulbs 1.0

Gateways 1.6

홈 오토메이션

Gateways 1.7IP camera 2.2

Mains Connected Sensors 0.6Mains Connected Actuators 1.0

스마트기기Appliances 0.4Gateway 1.6

자료 : EDNA(2016, p. 5)

<표 2-3> 스마트 홈 분야의 디바이스별 대기 전력

스마트 홈을 구성하고 있는 다수의 스마트기기에서 얻어지는 빅 데이

터를 AI 등을 이용하여 처리하는 경우에는 통신 네트워크, 서버, 데이터

센터, ICT Infrastructure 등에서의 전력 소비가 크게 증가될 수 있다.

EDNA(2016, pp. 5-7)가 향후 스마트기기들이 확산됨에 따른 각 기기들

의 대기전력 수요만을 대상으로 분석한 결과, 전 세계의 대기전력 수요

가 2015년부터 연평균 20% 증가하여 2025년에는 46TWh에 이를 것으로

전망되며, 이는 포르투갈의 2012년 전체 전력소비와 같은 수준이다10).

하나의 사례로서 IoT, AI 등의 4차 산업혁명 핵심기술이 채택된 냉장

고와 동일한 용량의 일반 냉장고의 전기사용량을 비교하여 스마트 냉장

고의 전기소비량 증가분을 간단하게 추정해 보았다. 에너지효율등급라벨

에 표기된 두 냉장고의 월 전기소비량은 각기 29.4 kWh와 26.4 kWh로

조사되었다. 따라서 두 냉장고의 전기소비량 차이(3 kWh/월)를 일반 냉

장고와 비교한 스마트 냉장고의 대기전력 증가분으로 추정할 수 있다.

10) 단, 이 분석은 IoT 기기의 도입으로 인해 증가하는 대기전력만 초점을 두었기 때문에 이러한 기기를 통한 에너지 절감효과는 고려하지 않은 한계가 있다(EDNA, 2016, p. 7).

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 53

제품 종류 용량(ℓ) 에너지소비효율 등급

전기 소비량(Kwh/월)

인공지능 전기냉장고 838 2 29.4일반 전기냉장고 838 1 26.4

<표 2-4> 국내 전기냉장고의 에너지소비량

자료: 제품별 상세 스펙 자료를 활용하여 저자 작성

2) 스마트 홈의 에너지 절감 효과

ACEEE(2018)는 미국에서의 식기세척기, 세탁기, 냉장고, 조명 기기,

스마트 플러그, 스마트 Thermostat, 스마트 블라인드, HVAC 등을 대상

으로 스마트 홈 기술 도입에 따른 에너지 절감 효과를 분석하였다.

식기 세척기, 세탁기, 의류 건조기, 냉장고 등의 가전기기는 IoT로 연

결된 기기를 스마트폰을 이용하여 원격으로 제어하여, 주로 피크 시간

대를 피하여 에너지 소비량이 적은 시간대에 가전기기를 작동하여 에

너지 비용을 절감한다. 스마트 냉장고는 LCD 스크린, 카메라, IoT 연결

기기 등의 추가에 따른 에너지 소비량의 증가와 스마트 냉장고의 수요

반응(Demand Response, DR) 제도에 따른 에너지 비용의 절감 효과에

대해서는 종합적인 판단을 유보하였으나, 가전기기 제조회사들은 냉장

고 문의 개폐 행위를 줄임으로써 에너지 절감효과가 발생하는 것으로

주장하고 있다(ACEEE, 2018, p. 7).

기기 최종 사용처 에너지 절감량(액)식기 세척기 가전 기기 5 – 9 % 에너지 비용*

세탁기 가전 기기 4 – 7 % 에너지 비용*의류 건조기 가전 기기 4 – 7 % 에너지 비용*

냉장고 가전 기기 2 – 4 % 에너지 비용*

<표 2-5> 스마트 홈 기술의 에너지 절감 효과

54

LED 전구를 부착한 스마트 조명기기는 원격 제어와 자동 조절 기능

을 통하여 조도와 조명 시간을 제어하여 7-27%의 전기소비량을 줄일

수 있으나, 에너지스타(Energy Star) 제도의 조명기기와 비교한 LED 전

구만의 전기 소비량 절감 효과는 적은 수준으로 보고하였다. 스마트

Thermostat, 스마트 플러그, 스마트 HVAC, 스마트 온수기, 스마트 냉방

기 등의 도입에 따라 난방 또는 냉방에 소요되는 에너지 소비량을 상

당히 감소시킬 수 있으며, 스마트 블라인드는 냉난방 에너지소비량과

조명 에너지소비량 등을 모두 감소시킨다.

스마트 전원 스트립의 가전기기 대기전력을 차단하는 1단계 에너지

절감효과는 16-20%, 주변장치의 대기전력까지 차단하는 2단계 에너지

절감효과를 25-50%로 추정하였고, HEMS는 스마트 기술 도입에 의해

10-13%, 행동 변화 및 피드백에 의해 4-12%의 에너지 사용량을 감소시

킬 수 있을 것으로 추정하였다.

기기 최종 사용처 에너지 절감량(액)TV 전자 기기 미약함

LED 조명 조명 미약함(에너지스타 대비)Smart

Thermostat HVAC 7 – 10 % 냉방 에너지 사용량6 – 8 % 난방 에너지 사용량

Smart HVAC HVAC 10% 에너지 사용량

Smart 온수기 온수 15% 에너지 사용량

Smart 냉방기 냉방 2 – 3 % 에너지 비용*

Smart 블라인드 HVAC & 조명11 – 20% 냉난방 에너지 사용량

3% 조명

스마트 전원 스트립

플러그 로드16 – 20 % 에너지 사용량(기기의 대기전력차단)25 – 50 % 에너지 사용량(주변장치 대기전력차단)

HEMS 다수의 시스템10 – 13 % 에너지 사용량(기술)4 – 12 % 에너지 사용량(행동변화)

자료: ACEEE(2018, pp. 26-27)표주: * 에너지 비용 절감은 DR과 부하이동(load shifting) 의해 발생한다.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 55

제3절 에너지사용 기기의 기술 표준화 및 인증동향

본 절에서는 4차 산업혁명과 에너지효율 관련 국제 표준화 동향과

함께 국내 표준화 및 국제표준적합성 평가에 대한 최근 동향분석 및

국내 대응현황을 살펴본 다음, 정책함의를 도출하였다.

1. 에너지효율 정책 이행과 표준의 필요성

가. 에너지효율 표준의 필요성

표준화는 초기 시장 장악을 통해 국제 시장을 선점하기 위한 전략적

수단의 역할을 할 수 있으며, 특허기술을 적용하여 기업의 이익을 극대

화하고 다양화하는 수단으로 그 중요성이 강조되고 있으며(한국정보통

신기술협회, 2009, p. 6), 에너지 분야에서도 중요한 역할을 담당하고 있

다. 최근 에너지 분야에서 화두가 되고 있는 에너지전환에서 표준은 어

떠한 역할을 맡을 것인가? 에너지 및 환경 전문가들은 에너지전환에서

에너지효율 향상과 재생에너지 기술이 핵심적 위치를 차지할 것으로

예상한다. 이 두 가지가 산업화되고 비용 절감을 통해 자생 가능한 시

장규모에 이르기 위해서는 적정 기술기준과 표준체계를 갖춰야 한다.

특히 에너지효율 부문의 경우 에너지효율에 따른 다양한 편익에도 불

구하고 고효율 에너지사용 기기의 기술과 제품의 보급에는 많은 장애물

이 존재한다. 이러한 장애요인들은 크게 시장, 금융, 정보 및 의식, 규제

및 제도 기술 등의 요인들로 구분할 수 있다11). IEC는 주요 장애요인들

11) 각 요인별 세부적인 장애요인은 IEA(2010, pp. 35-36)를 참조 바람.

56

을 일곱 가지로 제시하고 있다. 첫째는 에너지절감 잠재량에 대한 인식

부족이다. 둘째는 실적 효율(performance efficiency)에 대한 정보 부족이

다. 셋째는 실적 효율에 대한 법용의 정보(metrics) 부재이다. 넷째는 시

스템 전체의 에너지소비 및 에너지효율보다는 개별 부품에 더 많은 관

심을 갖는다는 점이다. 다섯째는 투자수익률이 낮을 것이라는 인식(시

스템적 접근의 부족)이다. 여섯째는 전주기 비용보다는 최소의 초기 투

자에 초점을 두는 경향이다. 그리고, 마지막으로 효율 투자자와 소비자

간 인센티브의 괴리이다. 표준화는 상기 장애물의 일부분을 극복할 수

있는 수단과 역할을 제공하며, 특히 에너지효율의 정의와 성과측정, 그

리고 평가는 표준의 전통적 영역으로 볼 수 있다(IEC, 2017, p. 4).

나. 에너지효율과 국제표준의 역할12)

에너지효율에 있어 국제표준의 첫 번째 역할은 기준선(baseline)의 설정

이다. 에너지효율성 성과 향상을 위해서는 에너지 기기와 시스템, 프로세

스의 에너지소비 측정이 전제되어야 하고, 이에는 측정방법, 데이터 수집

및 분석과 병행하여 검사(testing) 및 검증(verification)이 뒤따라야 한다.

두 번째 역할은 표준화를 통해 제조 공정과 장비 등 기기 단위에서 시스

템 단위까지 효율 개선을 용이하게 한다는 점이다. 세 번째 역할로 표준

화는 에너지효율의 하한선을 제시하지 않고 대신에 테스트와 인증 방식

을 지원한다. 예컨대, 라벨링, 에너지효율등급 등을 고시하는 참고기준을

제공한다. 네 번째 역할은 에너지효율 기술의 신뢰성(reliability), 일관성

(consistency), 재현성(reproducibility) 그리고 비교성(comparability)을 제공한

다. 국제표준화는 그 과정상 세계적으로 수많은 전문가들의 의견수렴을

12) 본 소절은 IEC(2017, p. 4)를 번역하여 정리하였음.

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 57

거쳐 채택된다. 에너지효율의 국제표준은 세계 각국이 채택하고 적합성

평가 과정을 거쳐 국내 및 산업 인증으로 도입되고 있다. 마지막 역할은

적합성 평가로, ISO와 IEC 국제표준은 전 세계 시험기관에서 모든 종류

의 에너지 기기 및 기술, 그리고 시스템의 시험 및 인증 과정에서 채택,

활용되고 있으며, 전 세계 많은 시험기관들이 ISO와 IEC 적합성평가시스

템(Conformity Assessment Systems)에 참여하고 있다.

2. 국제 표준화 및 인증 동향

가. 국제표준화기구

ISO는 에너지부문에서 에너지효율과 재생에너지의 중요성을 인식하

여 회원국 간 네트워크를 통해 관련 분야의 세계 최고 전문가들을 동

원하여 표준화 작업을 진행 중이다. 에너지효율 향상과 재생에너지 이

용확대는 증가하는 세계 에너지수요와 기후변화의 중요한 대응책 중의

하나로 간주된다. 이러한 점에서 ISO 표준은 UN 지속가능한 개발목표

(Sustainable Development Goals: SDGs) 중의 하나인 ‘모두가 수용 가능

한 청정에너지(affordable and lean energy for all)로의 전환’에 크게 기여

할 것으로 평가된다.

ISO 표준은 에너지효율과 재생에너지 분야의 구체적 기술 및 제품,

서비스에 대한 솔루션과 성공적 모범사례(best practice)에 대한 콘센서

스를 제공한다. 또한, ISO 표준은 조직체로 하여금 에너지소비 절감과

재생에너지 기술 도입에 도움을 주며, 또한, 상호운용성(interoperability)

의 보장을 통해 재생에너지원으로의 에너지전환과 글로벌 차원의 에너

58

지도전에 부합하는 새로운 에너지시장의 창출을 촉진하는 역할을 한다

(ISO, 2016a, p. 4).

ISO는 에너지효율 분야에 다양한 국제표준을 개발 및 제정하여 보급

하고 있으며, 이 중에서도 대표적인 표준은 에너지관리시스템(Energy

Management System: EnMS)을 대상으로 한 ISO 50001 시리즈가 가장

널리 활용되고 있다. 건물부문에 대한 국제표준화는 상당한 수준에 이

르고 있고 건물설계로부터 부분 시스템, 개별 부품에 이르기 까지 모든

요소를 대상으로 한다. [그림 2-21]는 건물의 에너지성능을 나타낸 것인

데, 건물외피(외벽, 지붕 및 지하실)의 열전도 특성과 개별 건축자재의

성능 측정 및 평가에 대한 국제표준을 보여 준다ISO(2016b, p. 10). 국

제표준 적용을 통해 에너지비용을 절감하고 에너지효율을 향상시키는

것을 알 수 있다.

[그림 2-21] 건물에너지 성능

자료: ISO(2016b, p. 10)

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 59

ICT와 가전기기의 에너지성능에 대한 표준은 에너지소비 절감에 핵

심적 역할을 한다. 이와 관련하여 ISO/IEC 30314 표준 시리즈는 ICT 제

품과 가전기기를 연계함으로써 에너지효율을 더욱 향상시키는 데 목표

를 두고 있다. 산업제품과 공정(Industrial Products and Precesses) 부분에

서 ISO는 기계와 장비(냉동기, 공조시스템, 자동화시스템, 산업용 팬,

공기 및 가스 정화 장비 등)의 성능과 성과를 높이기 위한 표준을 개발

보급하고 있다.

나. 국제전기위원회

2007년부터 IEC는 에너지효율의 중요성을 인식하고 기존의 IEC 표

준과 현재 개발 중인 표준에서 에너지효율 분석, 에너지효율 향상을 위

한 방법 검증, 전기 제품 및 시스템의 에너지효율의 목표 설정 등의 작

업을 수행하여 왔다. 에너지효율을 대상으로 한 IEC 표준화 작업은 십

여 개의 관련 기술위원회(technical committee: TC) 간의 협업을 통해 발

전부문, 송배전부문, 그리고 소비부문과 관련한 헤아릴 수 없는 많은

장비와 시스템에 대한 표준화를 추진하고 있다(IEC, 2017, p. 6).

<표 2-6>는 에너지효율에 대한 IEC의 접근 분야를 보여준다. IEC의

에너지효율 표준화 접근방식은 개별 기술이나 장비보다는 시스템 접근

방식을 지지하고 있다. 말하자면 하나의 시스템을 구성하는 수많은 구

성부품의 에너지효율의 단순 합이 아닌 상호 결합된 효율로서의 에너

지효율 성능을 고려하는 것이다. 지금까지의 조사 분석에 따르면 일반

적으로 시스템의 에너지효율 효과는 개별 부품의 에너지효율 효과를

크게 앞서는 것으로 나타난다(IEC, 2017, p. 7).

60

에너지효율 분류 에너지효율 분야

에너지효율 정의

(Define energy efficiency)

용어정의(Define terminology)에너지효율시스템(업무)범위 설정(Define system boundaries w/

the scope for EE)에너지효율 핵심성능지수(Energy Efficiency Key Performance

Indicators: EE KPIs)에너지기준선 (Energy baseline)

주요 파라미터 (Adjustment factors, static factors)참조응용 (Reference applications)

참조부하패턴 (Reference load profiles)참조통제전략(reference control strategies)

에너지효율 측정

(Measure energy efficiency)

테스트방법(test methods) 정의

측정방법 (measurements methods)측정계획 (measurements plans)산정방식 (calculation methods)

에너지효율등급 (classes)에너지효율 평가

(Assess energy efficiency)

에너지감사 (Energy audits)벤치마킹방법 (Benchmarking methods)

에너지효율 투자 평가 (E. efficiency investment evaluation)

에너지효율 개선

(Improve energy efficiency)

에너지관리시스템 (Energy management system)설계기준지침 (Design criteria guidelines)

적용 지침서 개발 (Develop application guidelines)모범사례 적용 (Apply best practices)총 손실 저감 (Reduce overall losses)대기전력 저감 (Reduce standby losses)

에너지효율 보급

(Enable energy efficiency)

호환성 (Interoperability)의사소통 (Communication)

표준화된 데이터형식 (Standardized data format)에너지효율 서비스 품질 (Qualification of E. efficiency services)

측정 인프라 (Measurement infrastructure)

<표 2-6> IEC의 에너지효율 표준화 분야

자료: IEC(2017, p. 5)

우리나라 에너지효율관리 기기와 관련된 IEC 국제표준은 전동기의 에

너지효율 등급으로, IEC 적합성평가시스템(Conformity Assessment System:

제2장 4차 산업혁명 기술의 적용 현황 61

CAS)인 IECEE는 전동기에 대해 글로벌 테스트 체계를 갖추고 고효율 전

동기 보급에 힘쓰고 있다(IEC, 2017, p. 14). 건물부문은 건물 자동화, 냉난

방 등이 연관이 있으며(IEC, 2017, p. 18), 조명부문은 주택용, 의료기관, 사

무실, 가로등, 공항, 극장, 운동경기장, 자동차·수송설비 등에서 사용되는

램프·조명 장치를 대상으로 국제표준을 제정하고 있으며, 전자식 구동 스

위치와 센서에 적용되는 국제표준 개발 및 제정 또한 담당하고 있다(IEC,

2017, p. 20). 가전기기는 식기세척기, 세탁기, 조리기구, 냉장고 등 가전제

품의 에너지효율 국제표준화를 담당하고 있다. 이러한 표준은 대기전력을

포함하여 가전기기들의 전력소비, 에너지효율 측정, 테스트 방법을 제공함

으로써 가전기기의 에너지효율 개선에 크게 기여한다(IEC, 2017, p. 22).

3. 국내 최근 에너지효율 표준화 동향

가. 개요

국내에서는 이미 오래전부터 기술표준원(KATS)을 주축으로 한국산

업기술시험원(KTL), 한국에너지공단(KEA)이 에너지효율 표준화 및 인

증과 관련 다양한 에너지효율제도를 운영 중이다. 하지만 새로운 기술

이 시장에 출현할 때마다 이에 대한 시험기준과 표준이 없어 많은 시

행착오를 겪고 있는 상황이 되풀이되고 있다.

국내 스마트가전 기술동향은 공동주택 에너지관리시스템(EnMS)을

구축하는 차원의 수요관리에 대한 기술 및 제품 개발 수준에 그치고

있어 아직 표준화 작업은 초기단계에 머무르고 있다. 현재 정부는 4차

산업혁명 대응계획에서 2022년까지 일반주택에 지능형 전력계량기

(smart meter) 100% 보급을 계획하고 있으나 기술제품 보급, 인프라 구

62

축, 투자비 규모, 국민수용성 확보 등의 면에서 실현여부는 미지수이다.

따라서 4차 산업혁명의 근간인 스마트그리드 인프라의 원활한 구축

을 통해 가전과 가정 내 스마트기기들을 지능형 시스템으로 발전시키

기 위해서는 인공지능(AI) 기술을 수용할 수 있는 지능화된 에너지 플

랫폼과 프레임워크가 필요하다. 이러한 상황에서 국내 표준화 총괄기

관인 기술표준원을 중심으로 에너지효율의 담당기관인 한국에너지공

단, 그리고 산업기술표준을 담당하고 있는 산업기술원의 영역별 역할

분담을 통하여 4차 산업혁명의 파괴적 기술(disruptive technologies)들을

쉽게 적용할 수 있도록 에너지효율 기술과 제품, 시스템에 대한 표준과

인증 체계를 구축하도록 하는 것이 필요하다.

나. 4차 산업혁명과 에너지효율 연계 표준화

현재 한국산업기술시험원은 IEC에 참석 중이고 에너지설비·장비, 제

품, 시스템 등의 에너지효율 기술에 대한 국제표준개발에 적극적으로

참여하고 있다. KTL 소속의 에너지효율 관련 표준전문가 및 관련 국내

전문가들은 IEC의 국제표준 논의사항과 에너지효율 기술 개발 및 산업

화 추세를 예의주시하면서 국내 에너지효율의 정책방향을 가늠하고 있

다. 이러한 관점에서 IEC의 역할은 매우 중요하고 기술표준원 등 정부

관계부처는 국내 산업발전과 에너지효율 정책의 개선을 위해 보다 적

극적으로 참여를 독려하고 있다.

한국에너지공단에서는 ISO TC 301 국내 대응 위원회를 신설하여 추

진 체계를 수립하고, ISO가 개최하는 국제회의에 참석하여 논의 동향

을 모니터링하고 있으며, 국내 대응체계를 갖추고 에너지경영 분야 국

내표준(초안) 제출 등의 활동을 전개하고 있다.

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 63

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향

본 장에서는 앞 장에서 기술한 4차 산업혁명 기술의 확산이 에너지

효율관리제도에 어떠한 영향을 미칠 것인지 전망한 다음 세계 주요국

들은 이러한 영향에 어떻게 대응하고 있는지 살펴본다.

제1절 주요국의 에너지효율관리제도 현황 및 성과

1. 주요국의 에너지효율관리제도 현황

가. 미국

미국의 에너지효율관리제도는 크게 최저소비효율기준(minimum energy

performance Standards; MEPS)과 에너지라벨링으로 분류되며, 에너지라

벨링은 다시 에너지가이드(EnergyGuide) 라벨과 에너지스타 라벨로 나

뉜다. 미국의 MEPS는 1975년 에너지정책과 절약법(Energy Policy and

Conservation Act, EPCA 1975)에 의해 처음 도입되었으며, 이후 2005년

에너지정책법(Energy Policy Act of 2005)과 2007년 에너지자립 및 안보

법(Energy Independence and Security Act of 2007)을 통해 개정이 되면서

오늘날의 체계를 갖추었다13). 기존에 EPCA 1975에 포함된 가전제품군

은 13개였지만 에너지국(Department of Energy; DOE)은 현재 60개 이상

의 가전제품군과 장비군들을 포함하고 있으며(아래 <표 3-1> 참조), 여

13) DOE 홈페이지: (https://www.energy.gov/savings/federal-appliance-standards, 최종 검색일 2018.10.22.)

64

기에 포함된 제품들이 가정에서 사용하는 에너지의 약 90%, 상업용 건

물에서 사용하는 에너지의 약 60%, 그리고 산업용 에너지 사용의 약

30%를 점유한다14).

기준 종류 제품 구분 제품군

최저

소비

효율

기준

(MEPS)

소비자

제품

배터리 충전기, 보일러, 천장팬, 중앙형 에어컨 및 히트펌프, 의류건조기, 의류세탁기, 컴퓨터 및 배터리 백업 시스템, 일반 조리 기구, 제습기, 직접 난방 장치, 식기세척기, 외부 전력 공급기, 난로 환풍기, 난로, 난로 관련 제품, 조립식 주택, 전자레인지, 간이용 냉동기, 풀히터, 휴대용 에어컨, 냉장고 및 냉동고, 실내 에어컨, 세트탑 박스, 텔레비전, 물 히터

상업용

및

산업용

제품

공랭식 유닛형 에어컨 및 히트펌프, 상업용 자동 제빙기, 서큘레이터 펌프, 의류세탁기, 상업용 패키지 보일러, 상업용 및 산업용 에어컴프레서, 컴퓨터실 에어컨, 실외전용 공기 냉동 장치, 풀 전용 펌프, 분산 전압기, 전동기, 증발식 유닛형 에어컨, 선풍기 및 송풍기, 패키지 터미널 에어컨 및 히트펌프, 펌프, 냉장형 음료자판기, 냉동장비, 단일 패키지 수직 에어컨 및 히트펌프, 소(小)전동기, 유닛형 히터, VRF 에어컨 및 히트펌프, 대형 냉장기 및 대형 냉각기, 온풍기, 수랭식 유닛형 에어컨, 온수 장비, 물 이용 히트펌프

조명

천장 팬 조명 키트, 특정 램프, 소형 형광등, 형광등 안정기, 일반 서비스 형광등, 일반 서비스 백열등, 일반 서비스 전등, 고강도 방출 램프, 출구 사인 조명, 백열등 리플랙터 램프, 발광 다이오드 램프, 등기구, 메탈 힐라이드 램프 비품, 플로어 램프, 교통 표지판 모듈 및 보행자 표지판 모듈

배관관련

제품

상업용 프리린스 스프레이 밸브, 수도꼭지, 샤워헤드, 소변기, 플러시 변기

<표 3-1> 미국의 최저소비효율기준 (MEPS)

자료: DOE 홈페이지: (https://www.energy.gov/eere/buildings/standards-and-test-procedures

(최종검색일 2018.11.01.)를 참고하여 작성

에너지라벨링은 에너지효율을 증진하고 소비자에게 가전제품의 효율

14) DOE 홈페이지: (https://www.energy.gov/eere/buildings/appliance-and-equipment-standards-program. (최종검색일 2018.11.01.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 65

과 관련된 정보를 제공하는 목적으로 EPCA 1975에 의해 의무화되었

다. 가전제품 라벨과 관련한 법규는 1979년에 처음 제정되었고, 1980년

연방통상위원회(Federal Trade Commission, FTC)에 의해 처음 시행되었

다. 2007년에 FTC는 에너지 소비 정보에 더해 연간 전기요금의 추정치

를 표시하는 새로운 에너지가이드 라벨을 발표했다. 에너지가이드 라

벨은 해당 제품의 모델 시리얼 넘버, 사이즈, 주요 특징, 그리고 연간

운용비용을 유사 제품들의 효율의 범위와 함께 표기한다. 에너지가이

드 라벨은 12개의 제품군(의류 세탁기, 식기세척기, 냉장고, 냉동고, 텔

레비전, 온수기, 창문형 에어컨, 미니 분리형 에어컨, 중앙형 에어컨, 난

로, 보일러, 히트펌프 등)을 포함하고 있다15).

[그림 3-1] 에너지가이드 라벨

자료: FTC(2018, p.11)

15) FTC 홈페이지: (https://www.ftc.gov/tips-advice/business-center/guidance/energyguide-labeling-faqs-appliance-manufacturers, 최종검색일: 2018.12.20.)

66

에너지스타 라벨링 제도는 자발적인 제도로 산업부문과 일반 소비자

가 에너지 비용을 절약하게 하고 환경을 보호하는 취지에서 1992년 EPA

와 DOE가 합작하여 도입했다. 이는 기존의 최저소비효율기준(MEPS)을

상회하는 제품의 개발을 촉진하기 위해 개설된 것으로 가전제품, 사무용

품, 조명, 그리고 데이터 센터 장비 등 70개 이상의 제품군을 포함하고

있다. 에너지스타 라벨링 제도는 간단하고 객관적인 정보를 소비자와 산

업계에 전달하여, 이를 기반으로 에너지 소비와 관련하여 합리적인 선택

을 돕는 것을 목표로 하고 있다.

[그림 3-2] 에너지스타 라벨

자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products?s

=meg, 최종검색일 2018.11.01.)

에너지스타 라벨링에서는 2011년부터 우수한 성능과 효율을 갖춘 제

품에 ‘Most Efficient’를 표시하였다. ‘Most Efficient’는 에너지스타 라벨

에 편성되어 있는 제품군16)마다 에너지 소비 효율이 우수한 소수의 제

16) 의류 세탁기, 냉장고, 의류 건조기, 식기세척기, 환풍기, 보일러, 중앙형 에어컨, 온

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 67

품을 대상으로(텔레비전의 경우 효율 상위 약 5%) 설정하며, 지정된 제

품의 에너지 절감 범위는 약 20%에서 약 60% 정도로 추산된다17).

[그림 3-3] 에너지스타 Most Efficient 라벨

자료: Energy Star 홈페이지: https://www.energystar.gov/products/most_efficient

(최종검색일 2018.11.01.)

‘Most Efficient’에 해당하는 제품들은 소비자들이 energystar.gov 웹사

이트에서 쉽게 확인할 수 있으며, 이에 대한 예시는 아래 그림과 같다.

이러한 에너지스타 라벨은 검증을 통과한 제품에 한해 에너지가이드

라벨에도 표시가 된다. 에너지스타 프로그램의 주요 구성요소는 EU,

캐나다, 아이슬란드, 일본, 리히슈타인, 노르웨이, 스위스, 그리고 대만

등에서도 도입되었다18).

풍기, 제습기, 난로, 지열 히트펌프, 천장팬, 컴퓨터 모니터, 세로창, 가로창 등이 여기에 포함된다.

17) Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/most_efficient, 최종검색일: 2018.11.1.)

18) Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/index.cfm?c=partners.intl_implementation, 최종검색일: 2018.12.20.)

68

[그림 3-4] 의류 세탁기 중 ‘Most Efficient’에 선정된 제품 예시

자료: Energy Star 홈페이지: https://www.energystar.gov/most-efficient/me-certified-

clothes-washers/ (최종검색일 2018.11.01.)

미국 에너지효율관리제도의 특징으로는 앞서 기술한 것과 같이 상업

용 및 산업용 전자제품 다수 포함되어 있다는 점이다. 아래 표에 나와

있듯이 가정용 전자제품 이외에도 상업용 식기세척기, 상업용 오븐, 상

업용 온수기 등 상업용 및 산업용 전자제품은 별도의 카테고리로 분류

되어 있다. 또한 미국의 에너지라벨에는 4차 산업혁명의 기술이 적용된

스마트기기가 포함되어 있다. 아직 스마트 온도조절장치(Smart thermostat)

하나만 라벨 대상 제품군에 포함되어 있지만 스마트기기의 보급이 확

대됨에 따라 에너지라벨에 대한 이들의 편입이 불가피할 것으로 예상

된다. 이와 더불어 미국의 에너지라벨에는 가전제품 이외에도 다양한

종류의 제품 편성이 되어있다. 예를 들면, 주거용 창문, 문, 채광창, 지

붕자재, 단열재 등 건축자재도 대거 포함되어 있으며 에어컨도 중앙형

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 69

에어컨, 창문형 에어컨, 중앙식 냉방장치, 실내형 냉방장치 등 다양한

종류가 편입되어 있다. 마지막으로 이런 에너지라벨은 자율적인 효율

인증과 제조업체 간 상호점검으로 이루어진다는 특이점이 있다(Hirayama

외, 2008, p. 115).

국가 라벨 종류 및 명칭 대상 제품군

미국

의무적에너지 가이드

(비교형)

보일러, 중앙형 에어컨, 세탁기, 식기세척기, 냉동고, 난로, 히트펌프, 풀히터, 냉장고, 텔레비전, 온수기, 창문형 에어컨

자발적

에너지

스타

(보증형)

가전제품: 공기청정기, 의류 건조기, 의류 세탁기, 상업용 의류 세탁기, 제습기, 식기세척기, 냉동고, 냉장고건축자재: 주거용 창문, 문 및 채광창, 지붕자재, 단열재 외식산업용 장비: 상업용 식기세척기, 상업용 튀김기, 상업용 그리들, 상업용 보온창고, 상업용 제빙기, 상업용 오븐, 상업용 냉장고 및 냉동고, 상업용 스팀 쿠커전자기기 : 오디오/비디오, 디지털 미디어 플레이어, 셋탑박스, 사이니지(Signage) 디스플레이, 테블릿 PC, 전화기기, 텔레비전난방 및 냉방장치: 공기열원 히트펌프, 보일러, 중앙식 냉방장치, 상업용 보일러, 무관 냉난방장치, 난로, 지열 히트펌프, 냉난방 장치, 상업용 경량 냉난방장치, 실내형 냉방장치, 스마트 온도조절장치, 환기용 선풍기조명장치: 천장 선풍기, 장식용 조명스트링, 전구, 조명 기구사무실용 설비: 컴퓨터, 데이터센터 스토리지, 기업용 서버, 영상 장비, 대형 네트워크 장비, 모니터, 소형 네트워크 장비, 연속 전원공급기, 인터넷 전화기기(VoIP)기타: 전기차 공급장치 (EVSE), 실험실용 냉장장치 및 냉동장치, 수영장 펌프, 자판기, 냉수기, 온수기, 상업용 온수기, 히트펌프 온수기, 고효율 가스 저장소 온수기, 태양열 온수기, 가정용 순간식 가스 온수기

자료: FTC 홈페이지: (https://www.ftc.gov/tips-advice/business-center/guidance/energyguide-labeling-faqs-appliance-manufacturers#products; https://www.energystar.gov/products (최종검색일 2018.11.01.)

<표 3-2> 미국의 에너지효율 라벨 종류 및 대상 제품군

70

나. 중국

중국의 에너지효율 기준은 최저소비효율기준(MEPS)과 중국 에너지

라벨(China Energy Label; CEL)로 분류된다. 이 둘은 중국의 에너지 집

약도와 이산화탄소를 저감하고자 하는 국가적 노력의 일환으로 그 중

요성이 더해지고 있다. 중국은 1989년에 MEPS를 처음 도입했으며 현

재 다양한 종류의 가전제품과 상업 및 산업용 장비 등 64개의 제품을

포함하는 에너지효율 기준과 35개의 제품을 포함하는 의무적 에너지라

벨 제도를 운영하고 있다(Zhou & Khanna, 2017, p. 1).

중국의 에너지효율 관련 정책 및 목표는 제 13차 5개년 계획

(2016-2020)에 잘 드러나 있다. 이 계획에는 에너지효율 및 저감과 관련

하여 사회 전반에 걸쳐 산업부문, 건설부문, 교통부문, 공공부문, 그리

고 기타 부문에서 에너지 절약에 대한 노력을 이행하겠다고 밝히고 있

다. 이와 더불어 보일러, 난로, 조명, 그리고 전동기의 성능과 효율을

증진시키는 여러 프로젝트를 추진하고 폐열을 재활용하여 주거용 열에

너지로 보급하는 방안 또한 추진하고 있다. 이처럼 중국은 에너지 절약

을 돕는 기술 및 제품을 도입하거나 개발하고 이를 확대 적용하는 계

획을 수립하고 있다19).

이와 더불어 중국 정부는 “100, 1,000, 10,000” 에너지 저감 이니셔티

브를 실행했다. 이는 에너지를 가장 많이 소비하는 상위 100개 기업은

중국 중앙정부의 규제 아래에, 상위 1,000개의 기업은 그들 각각이 속

하는 지역의 지방정부의 규제 아래에, 그리고 상위 10,000개 기업은 더

낮은 단위의 정부 규제 아래에 두어 에너지 절약과 효율 증진을 집약

19) 중국 Guangfu News 웹사이트: (http://guangfu.bjx.com.cn/news/20141224/576124.shtml. (최종검색일 2018.11.01.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 71

적이며 효과적으로 관리하는 것을 의미한다(CCCPC, 2016, p.122).

2015년부터 발효된 에너지효율선도자제도(Energy Efficiency Leader

Scheme)는 중국 에너지라벨(China Energy Label; CEL)에서 설정한 에너

지효율을 상회하는 선두주자(가전제품 혹은 제조업체)에 인센티브를

제공하는 프로그램이다. 정부는 에너지효율이 가장 높은 가전제품과

가장 효율이 높은 기업, 그리고 에너지효율이 가장 높은 공공기관의 범

주를 주기적으로 업데이트하고 있다20). 이 계획에는 국가발전개혁위원

회(National Development and Reform Commission), 재정부(Ministry of Finance),

정보기술산업부(Ministry of Industry and Information Technology) 등 총 7

개의 중국 정부기관이 관여하고 있다.

MEPS은 최저 에너지효율만을 요구하기 때문에 강력한 효율 증대 효

과를 위해서는 추가적으로 정책이나 제도가 필요했다21). 에너지효율

제품에 대한 소비자 인식이 개선되지 않으면 규모의 경제와 기술개발

을 통한 비용절감효과는 달성하기 어렵다(Zhou & Khanna, 2017, p. 3).

중국의 경우에는 에너지효율과 관련해 소비자 인식과 교육수준이 낮은

상황이기 때문에 소비자들은 에너지효율이 낮더라도 초기비용이 저렴

한 제품을 선택하는 경향을 보였다. 그 결과 고효율 제품 판매량이 부

진했다. 따라서 제조업체들이 비용을 들여 고효율 제품을 개발하고 생

산할 동기가 저하되었다. 이에 대한 문제 제기로 중국은 2005년부터

20) IEA 홈페이지: (https://www.iea.org/policiesandmeasures/pams/china/name-147487-en.php?s=dHlwZT1lZSZzdGF0dXM9T2s (최종검색일 2018.11.01.)

21) IEA 홈페이지: (https://www.iea.org/policiesandmeasures/pams/china/name-30289-en.php?s=dHlwZT1lZSZzdGF0dXM9T2s,&return=PG5hdiBpZD0iYnJlYWRjcnVtYiI-PGEgaHJlZj0iLyI-SG9tZTwvYT4gJnJhcXVvOyA8YSBocmVmPSIvcG9saWNpZXNhbmRtZWFzdXJlcy8iPlBvbGljaWVzIGFuZCBNZWFzdXJlczwvYT4gJnJhcXVvOyA8YSBocmVmPSIvcG9saWNpZXNhbmRtZWFzdXJlcy9lbmVyZ3llZmZpY2llbmN5LyI-RW5lcmd5IEVmZmljaWVuY3k8L2E-PC9uYXY- (최종검색일 2018.11.01.)

72

CEL을 도입했다. 2015년 말, CEL은 16개의 가전제품과 6개의 산업용

제품, 10개의 상업용 제품과 사무용 제품, 그리고 3개의 조명 제품군을

포함하고 있다. CEL은 소비자들이 1등급(최고효율)부터 5등급(최저효

율)까지(일부 제품은 3등급) 표기된 라벨을 통해 제품의 효율을 비교할

수 있도록 한다22).

[그림 3-5] 중국의 에너지라벨 (China Energy Label)

자료: China Dictionary 홈페이지: (http://chinadictionary.net/china-energy-label/

(최종검색일 2018.11.01.)를 참고하여 작성

중국은 2009년부터 2012년까지 17개 가전제품(에어컨, 세탁기, 텔레

비전, 조명, 일부 산업장비 등)을 대상으로 2등급 이상의 효율을 지닌

제품에 대해서 보조금을 차등 지급하는 국가 보조금 프로그램을 시행

했다. 또한 2014년에 제품에 대한 정보와 기능을 소비자, 제조업체, 그

22) China Dictionary 홈페이지: (http://chinadictionary.net/china-energy-label/, 최종검색일 2018.11.01.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 73

리고 감독기관이 용이하게 파악하도록 QR코드를 파일럿 형태로 도입

했고, 2016년 6월 1일, CEL에 QR코드까지 포함한 새로운 디자인을 발

표하였다(Xia 외, 2017, pp. 10-13). 그러나 이러한 새로운 시도들에도

불구하고 효과적으로 CEL을 시행하고 준수하는 데 정책적·기술적 한

계가 존재한다. CEL은 효율과 관련해 별도의 검증절차를 의무화하지

않아 제조업체가 효율을 과장할 가능성이 항상 존재하기 때문이다. 이

런 ‘성능의 과장’이 소비자의 신뢰를 하락시킨다는 점에서 CEL 프로그

램의 주요 약점으로 작용하고 있다. 다른 한계로는 CEL 프로그램의 약

한 법적 기반, 불투명한 책임, 부족한 정보와 허술한 감시체계가 있다

(Zhou & Khanna, 2017, p. 4).

제품군 발효일

1 가정용 냉장고 2005.3.1. /2010.3.1. /2016.10.12 실내 에어컨 2005.3.1. /2010.6.13 가정용 의류 세탁기 2007.3.1. /2013.10.14 유닛형 에어컨 2007.3.15 안정기 내장형 형광등 2008.6.1. /2013.10.16 HPS 2008.6.17 칠러 2008.6.1. /2017.1.18 삼상 비동기식 전동기 2008.6.1. /2012.9.19 가정용 가스 온수기 2008.6.1. /2016.10.1

10 변속 실내 에어컨 2009.3.1. /2013.10.111 다중 연결 에어컨

2009.3.112 스토리지 온수 히터

13 가정용 인덕션 2009.3.1. /2015.1.114 컴퓨터 모니터

15 복사기, 프린터 및 팩스기 2009.03.01. /2012.01.01. /2015.01.01

<표 3-3> 중국 에너지라벨(CEL) 대상제품

74

다. EU

1) 에코디자인

현재 EU는 강제적 효력을 발휘하는 규제인 에코디자인(Ecodesign) 지

침과 에너지라벨링 지침 등 두 개의 상호보완적인 지침으로 에너지효

율정책을 구성하고 있다. 제품 설계 시 제품 전 과정에 걸쳐 친환경성

제품군 발효일

16 전기밥솥

2010.3.117 AC 팬18 AC 컨택터

19 에어 컴프레서

20 변압기2010.11.1

21 선풍기

22 평면 텔레비전 2011.3.1. /2013.10.123 가정용 전자레인지 2011.3.124 디지털 텔레비전 리시버 2012.1.125 원격 응축 유닛 냉동장치 2012.9.126 가정용 태양열 온수 난방 시스템 2012.9.127 마이크로 컴퓨터 2013.2.128 레인지 후드

2015.1.129 히트펌프 온수기

30 가정용 가스 조리기구

2015.12.131 상업용 가스 조리기구

32 물 이용 히트펌프

33 브롬화리튬 흡수 칠러

34 안정기 내장 LED 전등2016.10.1

35 영사기

자료: CELC 홈페이지: (http://www.energylabel.gov.cn/nxbs/display.htm?contentId=89 ad1b22d4be441e994de9a5fef9cb63 (최종검색일: 2018.11.01.)를 참고하여 작성

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 75

을 고려하는 것을 최우선 원칙으로 꼽는 에코디자인 지침(2009/125/EC)

은 에너지효율성의 증대를 통하여 자원 확보와 환경보전에 이르는 것

을 그 목표로 삼는다. 생활가전 등 에너지 사용 제품의 에너지효율 개

선 노력을 도모하기 위해 탄생한 에코디자인 지침은 유럽 이산화탄소

배출의 약 40%를 야기하는 약 40개 제품군을 대상으로 그 판매 수준과

환경에 미치는 영향을 고려하여 제품마다 상이한 규제 등급을 지정하

고 있다.23) EU 회원국마다 상이했던 기존의 설계기준을 통일하여 표준

안을 제정하고, 2009년 이래로 적용범위를 에너지사용제품(EuP: Energy-

Using Products)에서 에너지 관련 제품(ErP: Energy-related Products)으로

확대하는 등 에너지 소비에 간접적인 영향을 미치는 제품을 포괄하고

있다.24)

에코디자인은 EU 집행위원회(EC) 지침으로 유럽에서 판매되거나 수

입되는 제품에 대한 규제이다. 동 지침은 친환경 설계 요구사항에 대한

법적 체계를 제공한다. 특별한 기술 요구사항이 EU 집행위원회가 공표

한 수행조치(Implementing Measures)에 상세히 기술되어 있고, 각각의

수행 조치에는 개별 제품군의 친환경 설계 요구사항이 설명되어 있다.

제품에 적용되는 수행조치의 상세한 요구사항을 충족시키는 제조업체

는 해당제품이 에코디자인 지침의 필수 요구사항을 준수하고 있음을

나타내는 표시로 CE 마크를 제품에 부착할 수 있다. 유럽에 수입되거

나 판매되는 모든 에너지 사용 및 관련 제품은 동 지침의 요구사항을

반드시 준수해야 하며, 이후 EU 회원국 시장에 법적으로 접근이 보장

된다25).

23) YGP(http://ynpglobal.com/2013/02/eu-ecodesign-strategy. 최종검색일 2018.10.31.)24) KOTRA 해외시장 뉴스: (http://news.kotra.or.kr/user/globalBbs/kotranews/4/globalBbsData

View.do?setIdx=243&dataIdx=130233, 최종검색일 2018.10.31.)

76

에코디자인 지침은 2005년 본격적으로 거론되기 시작하여 2009년 첫

실무 계획인 Working Plan 2009-2011, 두 번째 실무 계획인 Working Plan

2012-2014를 거쳐 현재는 Working Plan 2016-2019가 시행되고 있다26).

단계 제품종류 비고

2005년-2008년

시행중: 히터/ 온수 히터, 진공청소기, 컴퓨터(컴퓨터 서버), 가정용 회전식 건조기, 순환기, 전기 모터, 텔레비전, 조명제품(LED 제품, 형광등 등), 냉장고 및 냉동고, 단순 셋톱박스, 복합 셋톱박스, 산업용 선풍기, 가정용 식기세척기, 가정용 세탁기, 가전제품/ 사무용 기기의 대기 및 오프모드 소비전력, 수압펌프 등

제품군 선정과 조사기 이루어진 상태로 대부분 2009년부터 규제 도입

Ecodesign Working Plan

2009-2011

에어컨 및 선풍기, 게임기, 커피머신, 가정용/산업용 오븐, 대형 에어컨 등

제품군 선정과 조사가 이루어진 상태로 대부분 2012년부터 규제 도입

Ecodesign Working Plan

2012-2014

창문제품, 스팀 보일러, 전선, 기업서버/데이터 저장 및 보조장치, 스마트기기, 와인 저장기기, 물 관련 제품

우선 고려대상

용적펌프, 난방 조절기기, 조명 관리기기/시스템, 분수 마력 전동기 200W 이하, 건축용 단열 제품

조건부 고려대상

Ecodesign Working Plan

2016-2019(on going)

상업용 냉장고, 콤프레셔, 창문, 용접기기, 전문 세탁기, 건조기 및 식기 세척기, 기업 서버, 데이터 저장 및 보조장비, 물관련 제품, 스마트기기(도입을 위한 사전 연구진행중), 조명 시스템(도입을 위한 사전 연구진행중), 산업/실험용 용광로, 파워케이블, 스팀보일러

<표 3-4> 에코디자인 우선적용 대상제품

자료: YGP(http://ynpglobal.com/2013/02/eu-ecodesign-strategy, 검색일 2018.10.20.)자료와 EC(2016)을 활용하여 저자가 업데이트하였다.

25) 국제환경규제 사전대응 지원시스템 홈페이지: (https://www.compass.or.kr/know.do?command=view&idx=5776EFF8-CF5A-42DA-90E4-2BF8FB4147E9&pageNum=1&subNum=1, 검색일 2019.10.17.)

26) EC 홈페이지: (http://ec.europa.eu/growth/industry/sustainability/ecodesign_en, 검색일 2018.10.20.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 77

유럽의 에코디자인 규제는 기술관련 업계뿐만 아니라 전 기업적으로

에너지효율성 증대 및 친환경에 대한 관심을 제고해왔다. 그 예로 유럽

대부분의 가정에서 보유하고 있는 식기세척기에 사용되는 ‘에코 태블

릿’ 이라 불리는 친환경 세제를 들 수 있다. 이 세제에 대한 관심이 높

아짐에 따라 매출이 급격히 상승하였으며, 기존의 대표적 식기세척기

전용세제 브랜드인 ‘Unilever’사의 모든 종류별 판매량을 합친 판매량보

다 에코 태블릿 단일 제품의 판매량이 더 높게 나타나기도 했다27).

[그림 3-6] 식기세척기 친환경 세제

자료: TESCO 웹사이트: (https://www.tesco.com/groceries/en-GB/products/271574003

(최종검색일 2018.11.10.)

2) EU 에너지라벨링제도

EU도 주요국과 마찬가지로 에너지절약 제품 보급 확대를 위해 에너지라

벨 제도를 운영하고 있다. EU의 에너지라벨은 소비자들이 제품의 에너지

27) YGP(http://ynpglobal.com/2013/02/eu-ecodesign-strategy. 최종검색일 2018.10.31.)

78

소비효율성능을 알 수 있도록 에너지효율에 따라 A+++ (가장 효율적)에서

G (최소 효율)까지의 등급으로 분류되어 있다. 개별 제품 그룹에 대한 에너

지라벨링 요구 사항은 EU의 에너지라벨링 프레임워크 지침(2017/1369)에

따라 작성된다. 기업은 다양한 라벨링 도구를 사용하여 자체 에너지효율성

라벨을 만들 수 있다. 아래 [그림 3-7]은 EU 에너지라벨의 표시 사항을 나

타내며, 크게 라벨 운영 주체, 에너지소비효율 등급표시, 연간 에너지소비

량, 제품 용량, 그리고 제품 소음도 등의 정보를 담고 있다28).

[그림 3-7] EU 에너지라벨 표시 사항

자료: 황은애(2012, p. 70)를 참고하였다.

최근 더 많은 고효율 에너지제품 개발의 결과로 EU의 에너지라벨은

점진적으로 A-to-G 스케일로 조정이 될 예정이다29). 아래 [그림 3-8]는

28) 각 표시사항에 대한 구체적인 내용은 황은애(2012, pp. 69~71)를 참조 바람.

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 79

현행 에너지라벨과 2019년부터 시행될 새로운 에너지라벨을 보여준다.

주요 변화는 다음과 같다. 첫째, 아래 그림의 ①과 같이 기존 10등급 구

분에서 7등급 구분으로 단순화한다. 둘째, 아래 그림의 ②와 같이 기존

도안을 문구로 대체하여 자세한 설명을 제공한다. 셋째, 아래 그림의

③과 같이 문구에 대한 전제 조건을 보다 구체적으로 제시한다. 마지막

으로, 친환경성 인증을 추가하여 제공 정보를 확대하였다30).

[그림 3-8] EU 에너지라벨링 제도 개선 전후 비교(세탁기 기준)

자료: 배순영(2018, p. 4).

29) 최근 유럽의회의 에너지라벨 제도의 개정 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 17년 6월, 유럽의회 의원(MEP)의 찬반 투표결과, 678명 중 553명이 찬성(반대 46표, 기권 79표)하여 가전제품에 부착하는 에너지라벨의 효율등급 체계를 현행 A+++~D 등급에서 A~G등급으로 변경 결정하였다. 변경 예정인 A~G 등급체계는 본래 1990년대 중반부터 2009년까지 실행했던 등급체계와 동일하다. 현행 A+++~D 등급체계는 효율이 떨어지는 제품들도 A등급으로 분류시켜 소비자에 혼란을 주고 등급 간의 효율 체감도 차이 저하 등으로 에너지라벨 제도의 효과를 감소시켰다는 평가를 받고 기존 라벨로의 전환이 제기된 것이다.

30) 배순영(2018, pp. 4-5)을 참조하였으며, 보다 상세한 개선 내용은 해당 보고서를 참조 바람.

80

3) EU 에너지스타

EU의 에너지스타 프로그램은 사무기기에 대해 에너지라벨링에 공조

한다는 미국 정부와 EU 간 협약에 따라 2003년에 시작되었다. EC가 운

영의 주체이고 미국의 EPA가 파트너인 공동 프로그램으로 에너지효율

가이드라인을 만족하는 제품에 대해 에너지스타 마크를 부착하도록 한

제도이다(김태중, 2013, p. 88). 하지만 동 프로그램은 2018년 2월에 만

료되었다31).

4) Topten ACT

Topten ACT는 유럽시장에서 에너지사용 제품의 효율을 보다 높게

전환시키는 것을 목표로 한다. Topten ACT는 유럽 16개국의 에너지효

율적인 제품을 파악하고 전 소비자들에게 맞춤형 정보를 제공한다. 가

전제품, 조명, 사무기기, 자동차 등 다양한 제품 범주에서 가장 에너지

효율적인 모델은 공식 라벨과 함께 공개되며, 제조업체 및 소매업체와

독립성을 위해 선정 기준은 항상 온라인 사이트에 게시된다.

Topten ACT는 EC의 연구 및 혁신 프로그램인 Horizon 2020(보조금

협약 제 649647호)의 지원을 받으며, 에너지 및 환경, 소비자단체, 연구

기관 등의 지원을 받는다. Topten ACT 프로젝트에는 16개 유럽국가의

17개 파트너가 참여하며 ADEME (Agence de l' Environnement et de la

Maîtrise de l' Energie)에 의해 조정된다.

아래 [그림 3-9]는 Topten 웹사이트에서 원 도어 냉장고를 검색한 화면

을 캡처한 것이다. 원 도어 냉장고를 구매하려는 소비자는 Topten 웹사이

31) EC의 홈페이지(https://ec.europa.eu/energy/en/energy-star, 최종검색일 2018.10.20.)를 참조하였음.

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 81

트에서 해당 제품군의 에너지효율 사양을 검색할 수 있으며, 두 개 이상

제품의 상세 비교도 가능하다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 소비자는 동

사이트에서 브랜드 명, 모델명, 전기료, 에너지 등급, 에너지효율 지수, 에

너지 소비량(kWh/year), 구매 가능 국가명 등 정보를 제공받을 수 있다.

[그림 3-9] Topten 웹사이트 제공 원 도어 냉장고 정보 예시

자료: Topten 웹사이트: (http://www.topten.eu/english/household/refrigerator_inbuilt/

1-door.html, 최종검색일 2018.10.24.)

라. 일본

일본은 미국, 중국, 유럽 국가들과 마찬가지로 에너지절약제품의 보

급 확대를 위한 에너지효율기준인 Top-Runner Program(이하 탑-러너 프

82

로그램) 및 에너지라벨링 제도를 운영하고 있다.

1) 탑-러너 프로그램

탑-러너 프로그램은 주요국의 일반적인 에너지효율기준과 다소 다른

특징을 갖는 제도로서, 쇼에네법32)으로 지정하는 쇼에너지(에너지 고효

율)기준을 기존 상품화되어 있는 제품 중 에너지효율 성능이 가장 우수

한 제품을 기준으로 설정하여 장래 기술개발을 유도하는 제도이다. 즉,

에너지 다소비 기기의 효율 기준을 해당 제품군에서 에너지효율이 가

장 높은 제품의 수준으로 정하고, 일정 기간 동안에 이에 도달하지 못

하는 제품은 시장에서 퇴출한다. 일정기간 내에 목표효율을 달성하지

못하는 제조업체에 대해서는 권고, 공표, 시정명령 등 단계별로 조치를

취하게 된다. 이 제도는 1997년 개최된 기후변화협약 제3차 당사국 회

의(COP3)에 따라 1998년 쇼에네법을 대폭 개정하여 도입하였으며, 제

조사와 수입업자를 대상으로 하고 있다.33)

32) 쇼에네법의 정식명칭은 ｢에너지의 사용의 합리화 등에 관한 법률｣이다.33) 経済産業省(2017, p. 8), (1997年に開催された気候変動枠組条約第3回締 約国会議（C

OP 3）を受け、1998年に省エネ法の 大幅な改正が行われました.)

연도 적용 품목

도입

초기

1999년승용차(가솔린, 디젤), 에어컨, 조명기구, TV, 복사기, 컴퓨터, 자기디

스크장치, 화물차(가솔린, 디젤), VCR, 전기냉장고, 전기냉동고

2002년

추가

난로(가스, 석유), 가스 조리기구, 가스 온수기, 석유 온수기, 비데, 자판기, 변압기

2006년 추가 전기밥솥, 전자레인지, DVD 레코더

2009년 추가 라우팅 장비, 스위칭 장비

2012년 추가 복합기(복사기), 프린터, 전기온수기(히트 펌프 온수기)

<표 3-5> 탑-러너 대상 품목 변천

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 83

자료: 経済産業省(2017) 및 トップランナー対象機器の追加の状況 (経済産業省 웹사이트: http://www.enecho.meti.go.jp/category/saving_and_new/saving/data/111102tokuteikiki-tsuika.pdf, 검색일 2018.10.31.)등을 활용하여 저자 작성

탑-러너 제도 대상 품목에 있어서 가정용 에너지사용기기 이외에 업무

용 기기, 산업용 장비도 대상으로 포함되었고, 에너지사용기기 이외에 열

손실방지 건축자재도 대상으로 포함되었다. 현재 탑-러너 제도 대상 장비

는 29장비(약 620사업자)와 3개의 건축자재(총 18사업자)를 포함하고 있다.

탑-러너 기준 준수 여부는 생산자가 판매하는 제품 효율의 평균으로

평가되며 기준을 준수하기 위해서는 생산자는 목표 연도에 판매하는

제품의 가중평균 효율이 기준을 달성하는지를 확인한다. 따라서 모든

제조업체의 제품이 기준을 달성해야 하는 것은 아니나, 모든 제품의 평

균은 달성해야 한다. 이러한 프로그램 운영에 있어서의 유연성은 생산

자로 하여금 전체 시장을 보다 높은 에너지효율로 유도하는 동시에 광

범위한 수요에 대응할 수 있는 다양한 제품의 제공을 가능하게 한다.

또한 기준을 준수하면 보상이 따른다. 에너지효율적인 것으로 검증받

은 기계 및 장비는 지금까지 라벨링 프로그램을 통해 홍보되어 왔다.

라벨에는 예상되는 전기요금과 에너지절약 성능, 그리고 관련 시장에

서의 제품의 상대적 위치를 나타내는 5성급 등급이 포함된다. 반면, 기

준을 준수하지 않을 경우 불이익을 받는다. 이 경우 탑-러너 프로그램

연도 적용 품목

2017년 현재(총

32개 품목)

1. 승용자동차 2. 에어컨 3. 형광등기구 및 전구형 형광 램프 4. TV수신기 5. 복사기 6. 전자계산기 7. 자기 디스크 장치 8. 화물 자동차 9. 비디오 테이프 레코더 10. 전기냉장고 11. 전기냉동고 12. 스토브 13. 가스조리기기 14. 가스온수기기 15. 석유온수기기 16. 전기 변기 17. 자판기 18. 변압기 19. 밥솥 20. 전자레인지 21. DVD 레코더 22. 라우터장비 23. 스위칭장비 24. 복합기 25. 프린터 26. 히트 펌프 온수기 27. 삼상 유도 전동기 28. 전구형 LED램프 29. 단열재 30. 샷시 31. 복층유리 32. 쇼케이스

84

은 “Name and Shame”방식을 사용하여 기업의 브랜드이미지를 실추시

킨다(심성희 외, 2010. p. 23).

2) 일본 에너지라벨(쇼에너지라벨링) 제도

일본은 탑-러너 프로그램과 보완적으로 에너지라벨 제도를 활용하여

에너지효율이 높은 제품의 판매 및 보급을 촉진한다. 일본의 에너지라

벨로는 “에너지절약라벨”과 “통일에너지라벨”이 있다. 쇼에너지라벨제

도는 2008년 8월에 일본공업규격(JIS)에 따라 도입되었다. 이 제도는 가

정에서 사용되는 제품을 중심으로 쇼에네법으로 정해진 탑-러너 기준

을 달성하고 있는지를 제조업자 등이 라벨(쇼에너지라벨)에 표시하는

것으로, 제품을 선택할 시에 쇼에네 성능을 비교하는 것에 도움이 되도

록 한 제도이다.34)

에너지절약라벨은 소비자들에게 에너지효율적인 제품을 소개하기 위

해 도입하였다. 탑-러너 프로그램의 31개 품목 중 22개 품목에 대해 에

너지라벨을 표시한다35). 가전제품 등의 효율이 국가가 정한 목표치(탑-

러너 기준)를 어느 정도 달성하고 있는지 달성 정도를 표시한다.

34) 経済産業省(2017, p. 9)35) 일본 에너지라벨링 웹사이트(www.eccj.or.jp/labeling, 최종검색일 2018.11.10.)

탑-러너제도대상품목과 표시내용

탑-러너제도대상품목 쇼에네라벨링제도연간 계략적 전기요금 등

다단계평가제도

승용자동차

에어컨 ● ● ●

조명기구

(형광램프)

형광등기구 ● ● ●※

전구형형광램프

● ●

<표 3-6> 탑-러너 대상품목과 에너지라벨 품목

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 85

자료: 経済産業省(2017, p. 10)

표주: 소매사업자 표시제도 대상 제품 ※ 형광등기구 중 가전용에 한한다.

탑-러너제도대상품목과 표시내용

탑-러너제도대상품목 쇼에네라벨링제도연간 계략적 전기요금 등

다단계평가제도

TV ● ● ●

사진기

전자계산기 ●

자기디스크장치 ●

화물자동차

VTR ●

전기냉장고 ● ● ●※

전기냉동고 ● ● ●※

스토브 ●

가스조리기 ● ●(연료사용량)가스온수기 ● ●(연료사용량)석유온수기 ● ●(연료사용량)

전기변좌(비데) ● ● ●

자동판매기

변압기 ●

전기밥솥 ● ●

전자렌지 ● ●

DVD레코드 ● ●

라우팅기구 ●

스위칭기구 ●

복합기(복사기 등)프린터

전기온수기(히트펌프식온수기) ●

교류전동기 ●

전구형LED램프 ● ●

단열재

샷시

복층유리

쇼케이스

86

에너지절약 녹색 심벌은 에너지보존 기준을 준수한 경우 부여된다.

반면, 오렌지 심벌은 기준에 미달한 경우 부여된다. 라벨의 퍼센티지는

해당 제품이 탑-러너 목표기준을 얼마나 달성했는지를 나타낸다. 퍼센

티지가 높을수록 에너지절약 성과가 높음을 보여준다. 심벌 아래에 표

기된 회계연도는 탑-러너 목표달성 기준연도를 나타낸다. 에너지사용의

합리화 등에 관한 법률(약칭: 쇼에네법, 고에너지효율법)에 각각의 제품

카테고리별로 목표달성 연도가 제시되어 있다. 오른쪽 숫자는 연도별

에너지효율을 나타낸다. 즉, 해당제품이 얼마나 많은 에너지를 소비하

는지를 보여준다.

[그림 3-10] 일본 에너지절약 라벨

자료: 일본 쇼에네형제품정보사이트(https://seihinjyoho.go.jp/frontguide/pdf/guide_

seihinjyoho.pdf 검색일 2018.10.15.)를 활용하여 저자가 번역함

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 87

2006년부터 시행한 통일에너지라벨(uniform energy saving label) 제도

는 다단계 등급, 예상 전기요금, 기타 정보 등을 표시하여 판매점에 진

열되는 상품에 관한 정보를 소비자에게 제공하도록 규정한다. 다단계

등급은 5개의 별 문양을 통해 해당 상품의 에너지 절약 성능의 상대적

위치를 표시한다. 최근에는 온라인 상점에서의 가정용 기기 판매 증가

로 인하여 소매업자들이 인터넷으로 통일에너지절약 라벨에 명시된 정

보를 적극적으로 알리고 에너지절약 기기 보급을 촉진한다36).

[그림 3-11] 일본 통일에너지절약 라벨

자료: 일본 쇼에네형제품정보사이트(https://seihinjyoho.go.jp/frontguide/pdf/guide_seihinjyoho.pdf(최종검색일 2018.10.11.) 제5장 Label display program for retailers를 활용하여 저자가 번역하여 작성

36) 통일에너지라벨은 일본 통일에너지라벨 웹사이트(http://www.seihinjyoho.go.jp, 최종검색일 2018.10.3.)에서 확인할 수 있음

88

2. 주요국의 에너지효율관리제도 성과

미국의 주거부문 총 에너지 사용량은 1970년 13,766조 Btu에서 2017

년 19,969조 Btu로 45%가 증가했다(EIA 2018, p. 35). 이는 가구 수의

폭발적 증가와 평균 거주 공간 크기의 점진적 확대에 기인하고 있다.

미국의 가구 수는 1970년부터 2017년까지 약 99.1%가 증가했고37) 가구

당 평균 거주 공간은 1980년부터 2009년까지 약 22%가 증가했다(EIA,

2015, p. 4). 그러나 미국 주거부문 총 에너지 사용량의 상승폭은 가구

수의 증가와 거주 공간 확대 정도에 비해 작다. 이는 가전제품의 에너

지효율과 성능의 개선이 에너지 소비를 완화했기 때문이다(Nadel et al.,

2015, p. 4). EIA(2015, p. 1)에 따르면 1980년부터 2009년까지의 가구당

및 평방피트당 에너지 집약도(energy intensity)는 각각 평균 24.2%,

43.1% 씩 개선되었다. 이처럼 가구 수와 평균 거주공간이 확대되고 더

많은 가전제품이 사용되었음에도 불구하고 각종 가전제품의 에너지효

율의 개선으로 인해 가구당 에너지 소비량이 약 10% 감소된 것이다

(Nadel et al., 2015, p. 7).

산업부문의 총 에너지 사용량은 1970년 29,628조 Btu에서 2017년

31,645조 Btu로 47년간 약 6.8% 증가에 그쳤다(EIA, 2018, p. 35). 산업

의 중심이 제조업에서 서비스업으로 이동하는 구조적 전환이 이에 큰

영향을 미쳤다. 동시에 제조업, 철강업 등 에너지 집약도(energy

intensity)가 높은 부문에서의 에너지효율 개선도 중요한 원인이 되었다.

예를 들어 알루미늄 산업에서 1997년에 81조 Btu의 천연가스와 183조

Btu의 전력이 소비되었는데 2020년에는 이들 에너지원의 소비량이 각

37) US Census 웹사이트: (https://www.census.gov/data/tables/time-series/demo/families/households.html. (최종검색일: 2018.11.03.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 89

각 60조 Btu와 153조 Btu로 감소할 것으로 예상된 바 있다(EPA, 2007a,

p. 3-7). 이는 총 19%의 에너지 소비량의 감소를 의미한다.

상업부문의 총 에너지 소비량은 1970년 약 8,346조 Btu에서 2017년

약 18,037조 Btu로 약 116.1%가 증가했다(EIA, 2018, p. 45). 이는 부분

적으로 상업용 건물의 숫자와 평균 면적의 증가가 요인인 것으로 보인

다38). 한편 평방피트 당 에너지 사용량은 2003년까지 꾸준히 증가한 이

후 다시 감소했다(Nadel 외, 2015, p. 19). 이는 상업용 건물에서 에너지

가 가장 많이 소비되는 조명과 난방, 환기 및 냉방(Lighting, heating,

ventilation, and air conditioner; HVAC)의 효율 개선으로 인한 것이다. 이

런 효율 개선의 배경에는 HVAC에 대한 건축 법규의 신설과 엄격한 규

정의 적용, 그리고 관련 기술의 발전이 있었다39).

이러한 에너지효율 개선과 그로 인한 에너지 절약은 경제에 긍정적

인 영향을 미친다. 텍사스 주(州)를 예로 들면 에너지효율 프로그램을

통한 에너지회피비용은 2015년에 kWh당 5.32센트였다. 텍사스 주의 법

에서는 이 수치를 베이스로 하여 에너지회피비용을 매년 2%씩 개선하

도록 요구하고 있는데, 이에 따르면 에너지회피비용은 해마다 2%씩 증

가해 2030년에는 7.16센트에 달할 것이라고 전문가들은 기대하고 있다

(Baatz, 2015, p. 8). 이외에도 에너지효율에 대한 투자는 고용효과를 창

출한다. 특히 미국 내에서 에너지효율 증대에 대한 1백만 USD의 투자

는 약 20개의 일자리를 창출하는 것으로 추정된다(ACEEE, 2011, p. 1).

38) EIA의 2012년 서베이에 의하면 상업용 건물의 수자는 2003년 대비 2012년에14%가 증가했으며, 건물의 평균 면적은 2003년 대비 2012년에 21% 증가했다. (EIA 홈페이지: https://www.eia.gov/consumption/commercial/reports/2012/buildstock/?src=%E2%80%B9%20Consumption%20%20%20Commercial%20Buildings%20Energy%20Consumption%20Survey%20(CBECS)-b4, 최종검색일 2018.11.01.)

39) EIA 홈페이지: (https://www.eia.gov/consumption/commercial/reports/2012/lighting/, (최종검색일 2018.11.01.)

90

이는 다른 부문에 대한 투자 대비 일자리 창출의 평균인 17개보다 다

소 높은 편이다(ACEEE, 2011, p. 1).

한편, 에너지효율의 개선은 에너지 안보 확보에도 긍정적인 영향을

미친다. 미국의 에너지 교역을 분석하면 에너지 수입량은 1983년 약

12,000조 Btu를 기록한 이후, 2007년 최대점인 약 35,000조 Btu로 증가

하였다가 이후 다시 약 23,000조 Btu로 감소했다(EIA, 2018, p. 61). 특

히 석유는 국가 총 석유 사용량의 약 33%를 수입했으며, 그 의존도는

꾸준히 늘어 2006년 기준 약 67%까지 증가했다(EIA, 2018, p. 61). 하지

만 경제 불황과 국내 에너지 생산 증가는 물론 에너지효율 개선의 영

향으로 에너지 수입 의존도는 2014년에는 다시 약 44%로 감소했다

(EIA, 2018, p. 61)40). 에너지효율의 개선은 이런 에너지 안보 측면에서

의 장점 외에도 화석 에너지 소비량 감소를 초래한다는 점에서 환경오

염의 저감을 의미하기도 한다. 화석연료의 연소로 인해 각종 암을 유발

하는 독성가스인 이산화황(SO2), 삼산화황(SO3), 이산화질소(NO2) 등이

배출되는데, 화석연료의 소비를 줄임으로써 이러한 환경오염을 저감할

수 있다. 또한 기후변화의 주범인 이산화탄소(CO2) 배출의 저감도 있다.

특히 미국 산업부문의 최근 이산화탄소 배출량은 2017년 1,415백만 톤

으로, 가장 배출을 많이 하던 1997년의 1,824백만 톤에 비해 약 22.4%

가 감소했다(EIA, 2018, p. 215).

중국의 경우, 가전제품 시장은 최근 들어 국민의 소득수준 증가, 도

시화의 가속화, 그리고 삶의 질을 향상시키고자 하는 국민적 욕구에 힘

입어 폭발적으로 성장해오고 있다(Zhou 외, 2011, p. 1). 특히 중국의 가

40) 미국의 석유 수입의존도의 감소는 에너지효율의 개선뿐만 아니라 비전통 화석에너지, 예컨대 셰일오일 등의 개발 및 생산 증대도 중요한 요인으로 작용한 것으로 보인다.

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 91

정용 전력수요는 1990년부터 2015년까지 해마다 11.9%씩 증가했다41).

이에 따라 2011년에 이미 중국은 세계에서 가장 많은 전기를 소비하는

국가가 되었다. 앞으로도 전력수요는 2020년까지 매해 6%씩 증가하고,

이후 2035년까지는 2%씩 증가할 것으로 전문가들은 전망하고 있다

(IEA, 2012, p. 181).

2011년 기준, 중국의 총 전력수요는 4.96조 kWh였다. 이 중 22개의

주요 가전제품, 조명, 조리기구 및 기타 장비의 전력소비는 약 3.24조

kWh였다(CNIS, 2012, p. 6). 소형 및 중형 삼상 비동기식 전동기, 상업

용 유닛형 에어컨, 그리고 실내 에어컨이 중국의 총 전력소비량에서 차

지하는 비중은 아래 그림과 같으며 가장 많은 전력을 소비하고 있다.

따라서 이러한 전자제품의 에너지효율을 향상하는 것은 에너지 비용을

절약하고 환경오염물질을 저감하는 방안이 될 수 있다. 뿐만 아니라 이

는 실내 주거 환경을 개선하고 상업용 건물 내 생산성을 증진하는 효

과를 기대할 수 있다.

[그림 3-12] 중국의 전력소비량 제품별 비중(2011년 기준)

자료: CNIS (2012, p. 6)

41) 중국정부 웹사이트: (http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2015/indexeh.htm. (최종검색일 2018.11.01.)

92

중국표준화연구소(China National Institute for Standardization; CNIS)에

의하면 중국의 에너지효율관리제도의 시행에 따른 가정용 에너지 절감

량은 188.6억 kWh에 달한다(CNIS, 2012, pp. 7-8). 이는 1,400만 톤의 이

산화탄소를 감축하는 효과를 나타낸다. 중국의 제11차 5개년계획에 따

르면 에너지효율 정책을 통해 2010년까지 에너지 집약도를 2005년 수

준 대비 약 20% 하락을 목표로 하였다42). 제12차 5개년 계획에서는 이

를 더욱 강화하여 자국 경제의 에너지 집약도를 2020년까지 2005년 수

준 대비 40-45%를 개선한다는 강력한 목표를 설정했다.

일본의 경우도 탑-러너 프로그램을 통해 지금까지 기계 설비 분야에

서 효율성 개선의 큰 성과를 보여 왔다. 그 예로 휘발유 승용차는 1996

년부터 2012년까지 약 74.4%의 효율 향상이 이루어졌고, 에어컨은

2001년에서 2012년 사이에 약 30%의 효율이 향상되었다. 기존의 탑-러

너 제도는 에너지를 사용하는 기기만을 대상으로 하였지만, 민생부문

의 추가적인 에너지절약 대책을 위해 “스스로 에너지를 사용하지 않아

도 주택·건물 등의 에너지 소비 효율 향상에 이바지 하는 제품”을 새롭

게 탑-러너 제도에 추가하였다43).

42) 중국정부 웹사이트: (http://www.gov.cn/english/2006-03/23/content_234832.htm. (최종검색일 2018.11.01.)

43) 2013년에 에너지사용의 합리화 등에 관한 법률을 개정하여 건축자재 탑-러너 제도를 신설하였다.

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 93

제2절 제도적 영향 및 주요국 대응 동향

1. 4차 산업혁명이 에너지효율관리제도에 미치는 영향

4차 산업혁명 기술의 융복합에 따라 에너지사용 기기들이 진화하는

추세를 요약하면, 각각의 기기들은 IoT를 통해 연계되어 시스템화되고,

모바일 기기들과 연계되어 실시간 모니터링과 원거리 제어가 가능해진

다. 그리고 실시간으로 생성되는 데이터들은 클라우드에 집적되어 빅

데이터 분석, 인공지능 등 기술의 응용을 통해 자율제어와 에너지소비

의 최적화를 구현할 것으로 기대된다.

이러한 기술 진화를 에너지효율관리제도 측면에서 보면 여러 가지

의미가 있다. 첫째, 각종 센서들에서 실시간으로 생성되는 효율 관련

정보의 활용이 가능하게 된다. 이러한 효율 관련 정보는 실제 사용 환

경에서 생성되는 데이터로, 실험실에서 생성되는 정보보다 현실성이

높은 양질의 데이터 취득이 가능해진다. 또한 시간대별 또는 분 단위의

측정이 가능해져 양적으로도 풍부해진다. 기존 에너지효율관리제도는

실험실에서 취득된 에너지사용 기기들의 효율관련 데이터를 기반으로

설계되었으며, 기기 단위로 대상을 선정하여 관리를 해 왔다. 일단 제

도가 설계되면 포함된 기기가 퇴출될 때까지, 또는 해당 제도가 일몰될

때까지 기기들의 효율에 대한 별도의 평가 없이 유지되어 왔다. 하지만

4차 산업혁명의 영향으로 보다 정확한 정보에 기반을 둔 에너지효율관

리제도를 설계할 수 있는 여건이 조성되고 있으며, 또한 제도의 이행

과정에서 그 효과를 정확하게 평가하고 보다 비용 효과적으로 개선해

나갈 수 있는 환경도 마련되고 있다.

둘째, 에너지 기기의 사용자들이 개별 기기나 시스템의 효율 관련 정

94

보를 실시간으로 직접 확인할 수 있게 된다. 따라서 에너지 기기 사용

자의 행동변화를 유도할 수 있는 다양한 정책 수단의 설계가 가능해진

다. 현재까지는 홍보나 교육으로 사용자들의 행동변화를 유도하는 수

준에 있으며, 월단위의 전기요금 고지서에 제공되는 정보를 다양화하

여 벤치마킹을 통해 소비자의 행동변화를 유도하는 제도가 그나마 혁

신적이라고 평가받고 있는 실정이다. 앞으로 소비자가 실시간으로 다

양한 에너지사용 정보를 직접 확인하고 원격제어를 통해 즉각적이며

손쉽게 소비 패턴을 조정할 수 있는 상황에서 행동변화를 유도하는 제

도나 정책들의 효과성은 더욱 높아질 것으로 보인다.

셋째, 에너지효율관리 부문에서 서비스사업자들의 역할이 중요해질

것으로 전망된다. 특히, 최적화를 위한 자율제어 시스템의 기술개발과

보급이 확대되기 전까지는 서비스사업자의 역할이 클 것으로 보인다.

BEMS나 FEMS의 예를 들면, 실질적인 에너지 절감은 여기에서 생성되

는 정보를 해석하고 최적화를 위해 활용할 때 비로소 달성할 수 있다.

하지만, 현재까지 주요 사업자들은 이를 설치하는 역할에 머무르고 있

는 실정이다. 최적화를 위한 컨설팅과 에너지관리 서비스를 제공하는

서비스사업자들의 역할이 있어야 실질적인 에너지관리가 이루어진다.

따라서 이러한 사업자의 영역을 확대함으로써 에너지효율관리의 효과

성을 높일 수 있다.

넷째, 지금까지 에너지효율관리제도가 개별 에너지사용 기기들을 관

리하는 차원에서 설계되고 운영되었지만, 앞으로는 에너지사용 기기가

시스템화됨으로써 제도 설계의 복잡성이 증가할 것으로 예상된다. 예

를 들어 시스템을 구성하는 개별 기기뿐만 아니라 전체 시스템의 구축

과 운영을 위해 추가되는 기기들, 예컨대 센서나 IoT를 구성하는 디바

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 95

이스들, 그리고 최적화나 자율제어를 위해 소요되는 에너지까지 고려

하여 에너지효율관리제도를 설계하고 운영해야 한다. 최적화는 에너지

소비를 감소시키는 효과가 있다. 반면 시스템을 구성하고 운영하기 위

해 추가되는 디바이스는 에너지소비를 증가시키는 효과가 있으며, 이

를 종합적으로 고려하지 않은 제도는 오히려 전체적인 시스템의 에너

지효율을 악화시키는 우를 범할 가능성이 있다.

마지막으로, 4차 산업혁명의 영향으로 에너지사용 기기의 시스템화

가 자율제어를 통한 최적화를 할 수 있는 단계로 진화하면 소비자의

행태변화를 유도하는 정책보다는 오히려 이러한 시스템을 수용할 수

있도록 장려하는 정책을 통해 에너지효율관리의 효과성을 높일 수 있

을 것으로 보인다. 소비자의 행동 변화 없이도 시스템이 자율적으로 최

적화하는 것이 가능해지기 때문이다. 따라서 시스템화를 위한 기술개

발, 초기 기술 수용성 제고를 위한 시장창출 정책, 제조비용 절감을 유

도하는 시책 등의 방향성을 갖는 것이 중요할 것으로 보인다.

2. 주요국 대응 동향

가. 미국

미국 에너지스타 라벨에는 이미 4차 산업혁명 기술이 적용된 스마트

온도조절기(Smart Thermostat)가 대상품목으로 지정되어 있다44). 스마트

온도조절기는 Wi-Fi로 작동하여 자동으로 난방과 냉방을 통해 실내온

도를 조절하는 장치로 에너지스타 라벨을 획득하기 위해서는 개별적으

44) Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermostats, 최종검색일 2018.11.01.)

96

로 필드 데이터의 검증과정을 통과해야 한다. 평균적인 미국 가정의 연

간 에너지 총 비용의 절반인 약 $900이 난방과 냉방에 소요되는데, 이

러한 스마트 온도조절기로 인해 많은 부분이 절감될 것으로 예상되고

있다.

스마트 온도조절장치는 환경보호국(EPA)에 의해 2016년 12월 23일부

터 에너지스타 부착이 가능한 항목에 포함되었고, Nest社의 네스트 러

닝 온도조절장치(Nest Learning Thermostat)가 관련 제품 중 처음으로 에

너지스타 라벨을 획득하였다. 스마트 온도조절장치는 하드웨어와 소프

트웨어 모두 기준을 충족해야 에너지스타 라벨을 부착할 수 있으며, 이

기준은 실험용 데이터가 아닌 필드 데이터를 대상으로 설정된다. 이처

럼 EPA는 소비자, 산업계, 혹은 환경에 도움이 된다고 판단하면 이해

당사자들의 숙의를 통해 이를 제도에 반영한다.

[그림 3-13] 스마트 온도조절장치 예시

자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermostats최종검색일 2018.11.01.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 97

스마트 온도조절장치는 서비스 제공자와 연결이 되어 있지 않은 상

태에서는 기본적인 온도조절기기로 작동한다. 연결이 되어 있는 상태

에서는 소비자의 에너지 사용 패턴에 따라 스케줄 설정이 가능하고, 정

전상태 혹은 전압저하를 방지하기 위한 유틸리티 프로그램과 함께 작

동한다. 또한 사용자에게 설정에 따른 에너지 사용량에 대해 피드백 및

월간 사용시간 등 에너지 소비량에 대한 정보도 제공한다. 이러한 스마

트 온도조절장치는 아래 표와 같이 온도조절 정확도와 스탠바이 전력

기준을 충족해야 한다45).

구분 성능 요구조건

정적 온도 정확도 (Static temperature accuracy) ≤ 화씨 ±2.0 ⁰

네트워크 스탠바이 단계 평균 전력 소모량 (Network standby average power consumption) ≤ 평균 3.0 W

사용자 상호작용 후 네트워크 대기시간 (장치, 원격 또는 점유 감지) (Time to enter network standby after

user interaction (on device, remote or occupancy detection))≤ 5분

자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermostats/key_product_criteria, 최종검색일 2018.11.01.)

<표 3-7> 스마트 온도조절장치 기기 자체 성능 기준

에너지 절약 기준을 준수하기 위해 스마트 온도조절장치 서비스 제

공 업체는 EPA가 제공한 소프트웨어를 통해 수백 개의 데이터를 분석

하고 결합하여 냉방과 난방에 대한 국가 에너지 절감량 측정기준을 계

산한다. 아래 표에 나타나듯 EPA의 인증을 받은 스마트 온도조절장치

는 냉방 및 난방 시스템 작동시간 감소를 위한 에너지 절감 기준을 충

족해야 하고, 히트펌프의 전기 저항 열 사용량을 보고해야 한다.

45) Energy Star 홈페이지: (ttps://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermostats/key_product_criteria, 최종검색일: 2018.11.01.)

98

구분 통계적 수치 성능 요구조건

연간 난방 작동시간 감소율

(Annual % run time reduction, heating)

국가 평균의 95% 신뢰구간 하한치

(Lower 95% confidence limit of weighted national average)

≥ 8%

국가 하위 20%의 평균 (Weighted national average of 20th percentiles)

≥ 4%

연간 냉방 작동시간 감소율

(Annual % run time reduction, cooling)

국가 평균의 95% 신뢰구간 하한치

(Lower 95% confidence limit of weighted national average)

≥ 10%

국가 하위 20%의 평균 (Weighted national average of 20th percentiles)

≥ 5%

평균 히트펌프의 저항 열

사용도 (Average resistance heat utilization for heat

pump installations)

실외온도 5⁰F, 상자내부 온도0~60⁰F시

국가평균 (National mean in 5 ⁰F outdoor temperature bins from 0 to 60 ⁰F)

보고 요구사항

자료: Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermostats/key_product_criteria, 최종검색일 2018.11.01.)

<표 3-8> 스마트 온도조절 장치의 에너지 사용 절감량 기준

이처럼 스마트 온도조절장치에 대한 에너지스타 기준은 실험실에서

의 성능이 아닌 실생활에서의 성능에 기반을 두어 결정된다. 따라서 에

너지스타 라벨을 획득한 스마트 온도조절장치로부터 절감된 에너지와

이를 결정하는 테스트 방식은 밀접하게 연관되어 있다. 관련 이해관계

자와 EPA가 합작하여 스마트 온도조절장치(제품 및 서비스 모두)의 냉

방 및 난방에 대한 효율 통과 여부를 결정하는 테스트 절차를 개발한

다. 테스트 방식은 전국의 가정 중 검사대상의 표본으로 선택하는 방법

을 정의하며, EPA가 제공하는 소프트웨어를 통해 연간 데이터를 분석

하고 이를 집계하는 방식으로 결정된다. 이렇게 도출된 결과자료는 독

립된 검사기관에 제출되어 검증된다46).

46) Energy Star 홈페이지: (https://www.energystar.gov/products/heating_cooling/smart_thermo

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 99

나. 유럽

EU에서는 스마트기기에 대한 에코디자인 규정을 적용하기 위한 사전

준비 연구(Lot33)가 진행되었다. 이 연구는 스마트기기의 광범위한 시장

도입과 관련된 기술, 경제, 시장 및 사회 측면의 영향을 분석하는 데 목

적이 있다. 2015년 6월에 시작하여 2017년 10월까지 총 8번의 회의를 거

쳤다. 2016년 9월에 2단계 예비연구가 시작되었는데, 이 연구의 주요 목

적은 전기자동차 충전기의 에코디자인 적용 가능성 탐색에 관한 것이며,

노르웨이, 스위스, 리히텐슈타인 등으로 대상국가도 확장되었다. 2017년

9월에는 이해관계자 회의(stakeholder meeting)가 개최되었다47). 본 회의

에서는 “smart”의 개념정의를 시작으로 스마트기기의 경제적 파급효과,

스마트장치에 대한 정책적 접근 등 다양한 정책 제안이 이루어졌다. 본

회의에서 발표된 보고서에 따르면, “smart”는 수요측면(demand side)에서

의 유연한 반응을 통해 효율성을 높이는 의미를 갖는다. 즉, 외부자극(시

간대별 에너지 가격정보, 제어 신호 등)에 대한 유연한 반응을 통해 소비

패턴을 최적화하고 외부자극에 즉각적으로 대응한다는 것이다48).

수요의 반응은 기기의 전기소비 패턴의 변화를 가져오는 것이고 이

러한 소비패턴의 변화를 스마트기기의 유연성이라고 할 때, 유연의 정

도에 따라 전기제품들은 세 그룹으로 분류될 수 있다.

첫째, 식기세척기(dishwashers), 세탁기(washing machines), 세탁건조기

(washer dryers), 완충온수기(buffered water heaters), 라디에이터( radiators),

stats/key_product_criteria, 최종검색일 2018.11.01.)47) EC 홈페이지: (http://www.eco-smartappliances.eu/Pages/presentations14-09.aspx, 최종검색일

2018.10.20.)48) EC 홈페이지: MAIN FINDINGS OF THE PHASE 1 AND SCOPE OF THE PHASE

2 STUDY(http://www.eco-smartappliances.eu/Documents/01%20Scope%20of%20the%20follow-up%20study.pdf, 최종검색일 2018.10.20.)

100

보일러(boilers), 히트 펌프(heat pumps), 순환장치(circulators), 주거 및 비

주거형 에어컨 및 배터리 저장 시스템(residential and non-residential air

conditioners and battery storage systems)과 같은 몇 가지 편의와 성능으

로 높은 유연성을 제공하는 그룹이다.

두 번째 그룹은 회전식 건조기(tumble dryers), 냉장고(refrigerators), 냉

동고(freezers), 추출 팬(extraction fans), 저전력 열 회수 환기 및 공기 충

전기(heat recovery ventilation and air handlings units and chargers (low

power) 등 조금 더 낮은 유연성을 제공하는 기기들이다.

마지막 그룹은 전기 호브(electrical hobs), 오븐(ovens), 후드(hoods), 진

공청소기 및 조명 (vacuum cleaners and lighting) 등 비상용(emergency)

유연성 잠재력이 있는 기기들이다.

스마트기기의 유연성은 다양한 방식으로 에너지시스템을 지원한다.

일일 스케줄링에서 계획을 최적화하고, 송전 용량이 제한적인 시스템

에서 재생에너지의 감소를 방지하기도 한다49).

한편, EU Ecodesign Working Plan 2016-201950)에 따르면 IoT 제품에

대한 별도의 트랙이 필요하다고 언급하고 있으며 특히 모바일/스마트

폰의 경우 경제적 잠재력을 충분히 고려할 필요가 있다고 강조하고 있

다(EC, 2016, p. 8). IoT 제품은 미래 시장 발전 정도의 불확실성을 감안

할 때, 에너지 절감 잠재력에 대해 신뢰할 수 있는 추정을 하는 것이

매우 어렵고 빠른 속도로 변화하는 분야이기 때문에 평균 약 4년이 소

요되는 에코디자인이나 에너지라벨링 프로세스 적용이 적합한가에 대

49) EC 홈페이지: MAIN FINDINGS OF THE PHASE 1 AND SCOPE OF THE PHASE 2 STUDY(http://www.eco-smartappliances.eu/Documents/01%20Scope%20of%20the%20follow-up%20study.pdf, 최종검색일 2018.10.20.)

50) EU Ecodesign Working Plan 2016-2019 웹문서: (https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/com_2016_773.en_.pdf, 최종검색일 2018.10.31.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 101

한 의문도 제기되고 있다. 아울러 가정이나 산업에서의 제품 연결성

(connectivity) 증가와 가정이나 산업에서의 스마트기기의 출현으로 전반

적인 에너지효율성에 대한 신중한 접근이 필요하다고 기술하고 있다.

다. 일본

일본은 공장, 빌딩, 자동차 등 IoT를 활용한 부문별 스마트 에너지효

율관리를 추진해 오고 있다. 공장에서는 생산 설비들을 센서 등으로 측

정·진단·분석하는 등 IoT를 활용하여 유연한 생산이나 설비의 예방 정

비를 실시함으로써 에너지 원단위 향상을 도모한다. 가정에서는 스마

트 미터(2024년까지 전체 가구에 설치 예정)를 본격적으로 도입하고 가

정 내의 모든 기기의 제어 명령을 정의하고, 전력소매 자유화를 계기로

새로운 전력 소매사업자들이 참가하여 민간 주도의 서비스를 확대해

가고 있다(한국에너지기술연구원, 2016 p. 12). 모든 부문에서 새로운

에너지절약 사업의 방법이 출현하고 있는데 핵심은 에너지 관리의 빅

데이터 정보의 수집·이용·제공 기반 구축이라고 할 수 있다.

라. IEA

ICT 연결기기는 새로운 방식으로 에너지를 소비하기 때문에 이들을

관리할 새로운 유형의 정책에 대한 연구가 필요하다. 이들의 판매량 급

증은 이미 전 세계적인 트렌드가 되어 이미 소비자들의 일상을 변화시

키고 있기 때문이다. 이런 연결 기기들은 기기들 간에 온라인상의 상호

작용이 가능하며, 더 정확한 정보를 제공하고 실시간으로 에너지 소비

를 조절하는 기능이 있기 때문에 새로운 에너지 서비스와 에너지 절감

효과를 발생시키고 있다(IEA, 2017, p. 55). 이에 따라 이들의 보급률은

102

빠르게 증가하고 있다. Gartner 연구소에서는 2016년 말까지 전 세계적

으로 약 40억 개의 연결기기가 설치됐고 2017년에는 10억 개의 추가설

치가 있을 것으로 추정하고 있다51).

IEA는 회원국의 에너지효율제도를 담당하는 정부기관들이 참여하는

CDA(Connected Device Alliance)를 설립하여 에너지효율 연결기기를 위

한 설계와 정책원칙을 다음과 같이 제시한 바 있다. 아래 <표 3-9>는

CDA의 에너지효율 연결기기를 위한 설계 원칙을 보여주며, <표 3-10>

은 정책 원칙을 나타낸다.

1. 네트워크 기기 설계는 호환성과 상호운용성을 위해 기준을 준수한 소통체계와 전원 관리 프로토콜을 따라야 하며 에너지효율을 증진하는 기준과 프로토콜을 적극적으로 이용해야 한다.

2. 네트워크 기기는 네트워크의 효율적인 작동을 방해하면 안 된다. 3. 네트워크 전반의 효율 최적화가 개발의 주요 고려대상이 되어야 한다. 네트워크

전력 운영은 개별 기기의 전원 관리 기술과 조율해야 한다. 4. 네트워크 연결은 내부 전원 관리 활동의 실행을 방해하면 안 된다. 5. 네트워크는 레거시 또는 호환되지 않는 기기로 인해 다른 네트워크 기기의 효과

적인 전원 관리 활동을 방해하지 않도록 설계되어야 한다.6. 네트워크 및 네트워크 연결기기는 시스템에서 필요로 하는 서비스에 따라 전력량

을 조절할 수 있어야 한다. 7. 네트워크 기능이 없는 에지 장치(edge device)는 일정 기간 이상 사용되지 않으면

네트워크 대기(standby) 모드로 전환되어야 한다. 네트워크 기능이 있는 에지 장치는 시스템에서 요구하는 네트워크 서비스에 대한 전력 관리 기능을 제공해야 한다.

8. 네트워크 인프라 기기는 작업 부하가 허용하는 범위에서 전력 소모량을 자율적으로 최소화해야 한다.

9. 소비자들은 기기가 에너지 소비량에 미치는 영향 등 기기 전력 관리와 관련된 정보를 제공받아야 하며, 기기에 대한 통제력을 가질 수 있어야 한다.

10. 네트워크 연결기기의 설계와 실행은 소비자 가전 및 정보통신 기술(ICT)과 호환되어 에너지효율을 높일 수 있는 “지능형 효율(intelligent efficiency)”과 같은 긍정적인 효과를 촉진해야 한다.

자료: IEA(2016, p. 1)

<표 3-9> CDA의 에너지효율 연결기기를 위한 설계 원칙

51) Gartner 홈페이지: “Gartner Says 8.4 Billion Connected ‘Things’ Will Be in Use in 2017, Up 31 Percent From 2016”, Gartner, Stamford, Connecticut, (www.gartner.com/newsroom/id/3598917, 최종검색일 2018.10.18.)

제3장 4차 산업혁명의 제도적 영향 103

1. 정부와 산업계는 소비자와 상업 기술 제품 및 서비스를 위한 글로벌 시장에 이익

이 되는 한편, 네트워크를 통해 생산성과 효율성을 향상시킬 수 있는 일치된 정

책적 접근법을 모색해야 한다. 2. 정부 조달 및 모범 사례 공유 등의 정책은 연결기기 및 네트워크, 지능형 효율성

혁신을 지속적으로 지원해야 한다.3. 에너지효율 요건은 기술 중립적이어야 한다. 정책은 네트워크 연결기기의 다양한

기능과 성능을 고려해야 한다.4. 정책은 네트워크 기기의 기능과 네트워크의 효율성을 저해하거나 기기 및 네트워

크 보안을 손상시키지 않아야 한다.

자료: IEA(2016, p. 2)

<표 3-10> CDA의 에너지효율 연결기기를 위한 정책 원칙

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 105

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응

본 장에서는 우리나라의 에너지효율관리제도의 현황과 성과를 평가

하고, 4차 산업혁명의 기술 확산에 어떻게 대응하고 있는지 살펴보고자

한다.

제1절 우리나라 에너지효율관리제도 현황

1. 국내 에너지효율관리제도 개요

정부는 1979년 2차 석유파동을 계기로 에너지이용합리화법을 제정

하여 에너지효율 향상에 대한 제도적 토대를 마련하였다. 이를 토대로

에너지효율 정책의 근간이 되는 에너지효율관리제도를 비롯한 다양한

지원정책과 프로그램들이 시행되고 있다. 에너지이용합리화법은 기존

열관리법을 보완하여 열효율, 안전관리뿐만 아니라 에너지원별, 수요부

문별로 에너지의 합리적 이용을 촉진하기 위한 정책들을 포함하게 되

었다(이성근 외, 2008, p. 38).

에너지는 사용기기 및 설비를 통해 소비되고 있어 원천적으로 에너

지절약을 위해서는 고효율 제품의 사용이 중요하다. 효율 규제와 정보

제공, 그리고 인센티브 제공의 기반이 되는 에너지효율관리제도는 고

효율 제품의 기술개발, 생산 및 보급 확대를 유도하는 데 있어 핵심적

역할을 수행하고 있다. 에너지효율관리제도는 에너지사용기기 및 설비

의 제조ㆍ수입업체로 하여금 에너지 고효율 기술 개발 및 생산ㆍ판매

를 촉진하고, 또한 소비자로 하여금 고효율 제품 선택을 유도하여 시장

106

전환(Market Transformation)을 촉진하기 위한 제도의 하나이다. 시장전

환은 정부개입의 필요성이 없는 수준까지 시장장벽을 제거 또는 줄임

으로써 고효율 제품이 시장에서 지속적으로 보급 확산되도록 하는 것

이다. 에너지효율관리제도의 핵심을 이루고 있는 에너지소비효율등급

표시제도와 최저효율제도는 국내외에서 매우 성공적이고 유용한 에너

지효율향상 제도로 평가되고 있다.

[그림 4-1] 국내 3대 에너지효율관리제도 개요

자료 : 한국에너지공단 홈페이지(http://www.kemco.or.kr/web/kem_home_new/ener_efficiency/machine_01.asp, 최종검색일 2018.11.10) 활용 작성

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 107

2. 에너지효율등급표시제도 현황

우리나라는 1992년부터 에너지다소비 제품을 대상으로 에너지소비효

율관리제도를 시행하고 있다. 에너지소비효율관리제도는 에너지소비효

율등급표시와 최저효율기준으로 구성되어 있다. 에너지소비효율등급표

시제도는 대상제품을 제조․수입하는 업체에 부과되는 의무적(Mandatory)

신고 제도이며, 에너지이용합리화법 및 시행령, 시행규칙과 산업통상자

원부(2017d) 고시(“효율관리기자재 운영규정”)에 규정 근거를 두고 있

다. 한편, 조달청에서는 ‘에너지소비제품 구매운용기준’(조달청훈령 제

1242호, 2004.4.8)을 제정해 최고등급(1등급) 제품에 대해 우선구매토록

하고 있다.

에너지소비효율등급표시제도는 에너지 소비가 많고 보급률이 높은

제품을 대상으로 에너지소비효율에 따라 1~5등급으로 구분하여 표시하

고 제품에 부착하도록 하는 “에너지효율등급표시”와 정부가 정한 에너

지효율기준 이하 제품의 제조․판매를 원천적으로 금지하는 “최저에너지

효율기준(Minimum Energy Performance Standard)” 등 두 가지의 제도로

운영되고 있다. 동 제도의 목적은 소비자들이 효율이 높은 에너지절약

형 제품을 손쉽게 식별하여 구입할 수 있도록 하고, 또한 제조(수입)업

자들에게 생산(수입)단계에서부터 원천적으로 에너지절약형 제품을 생

산·판매토록 유도하기 위한 것이다. 에너지소비효율등급표시제도는 에

너지절약형 제품의 보급 확대를 위하여 국내 제조업자(국산제품), 국내

수입업자(수입제품)에게 ①에너지소비효율등급라벨 등의 의무표시, ②

의무적인 제품신고, ③ 최저소비효율기준 적용이라는 3가지 의무를 부

과하고 있다.

에너지소비효율등급라벨 의무 표시는 제품의 에너지소비효율 또는

108

사용량 등에 따라 1~5등급으로 구분하여 라벨을 표시한다. 1등급 제품

은 5등급 제품 보다 30∼40% 에너지절감 효과가 있다. 시험 후 제품의

시험 결과를 의무적으로 신고하도록 되어 있다. 최저소비효율기준 준

수 의무를 적용하여, 5등급 기준 미달제품의 생산 및 판매는 원천적으

로 금지된다.

최저효율기준(MEPS)은 저효율제품의 확산방지와 생산업체의 기술개

발을 촉진하기 위하여 최소한의 효율기준을 설정하는 제도이다. 의무

적 제도로 모든 국내 제조업자(국산품)ㆍ수입업자(수입품)가 ① 측정

후 의무적으로 제품을 신고하고, ② 최저소비효율라벨을 부착하여야

하며, ③ 최저소비효율기준 미달 시에는 국내 생산ㆍ판매 금지된다. 미

신고 또는 허위표시를 할 경우 500만 원 이하의 벌금이 부과된다. 그리

고 최저소비효율기준에 미달할 경우에는 2,000만 원 이하의 벌금이 부

과된다.

에너지소비효율등급표시제도의 적용을 받는 품목의 제조 또는 수입

업자는 산업통상자원부장관이 지정하는 기관(｢효율관리시험기관｣이라

한다)에서 해당 효율관리기자재의 에너지 사용량을 측정한 결과를 받

아 에너지소비효율등급 또는 에너지소비효율을 해당 효율관리기자재에

표시하여야 한다. 또한 이 표시제도 대상자는 효율관리시험기관이 측

정한 결과를 산업통상자원부에 신고하여야 하고, 대상 품목의 제품을

광고하는 경우 그 광고내용에 에너지소비효율등급 또는 에너지소비효

율을 포함하여야 한다.

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 109

[그림 4-2] 에너지소비효율등급표시제도 추진절차

자료: 한국에너지공단 홈페이지(http://www.kemco.or.kr/web/kem_home_new/

ener_efficiency/machine_01.asp, 최종검색일 2018.11.10.)

에너지소비효율등급표시제도 적용 대상 품목은 2018년 11월 현재 23

개 품목이며, 국산품 이외에 수입품에도 적용된다. 에너지소비효율관리

대상은 최저소비효율 기준 및 소비효율등급 부여기준을 모두 적용함을

원칙으로 하고 있다. 에너지소비효율등급표시와 최저효율기준 모두를

적용받고 있는 제품은 18개 품목이다. 최저효율기준(MEPS)만 적용받고

있는 품목은 11개이다. 따라서 현재 최저효율기준을 적용받고 있는 품

목은 23개 품목이다. 국내 최저효율기준의 적용 대상 품목은 가전제품

위주로 구성되어 있다. 향후 상업 및 산업부문의 에너지사용기기로 적

용대상을 지속적으로 확대가 필요하다. 미국은 가전제품뿐만 아니라

상업(건물) 및 산업부문에서 널리 사용되고 있는 에너지사용기기에 대

해 최저효율기준 적용하여 에너지관리를 하고 있다.

110

구분 등급표시 최저효율

1. 전기냉장고 ○ ○

2. 김치냉장고 ○ ○

3. 전기냉방기 ○ ○

4. 전기세탁기 ○ ○

5. 전기냉온수기 ○ ○

6. 전기밥솥 ○ ○

7. 전기진공청소기 ○ ○

8. 공기청정기 ○ ○

9. 가정용 가스보일러 ○ ○

10. 전기냉난방기 ○ ○

11. 상업용 전기냉장고 ○ ○

12. 가스온수기 ○ ○

13. 창세트 ○ ○

14. 텔레비전수상기 ○ ○

15. 멀티전기히트펌프시스템 ○ ○

16. 제습기 ○ ○

17. 컨버터내장형 LED 램프 ○ ○

18. 컨버터외장형 LED 램프 ○ ○

19. 선풍기 ○

20. 백열전구 ○

21. 형광램프 ○

22. 안정기내장형 형광램프 ○

23. 전기레인지 ○

24. 전기스토브 ○

25. 전기온풍기 ○

26. 어탭터·충전기 ○

27. 셋톱박스 ○

28. 삼상유도전동기 ○

29. 변압기 ○

<표 4-1> 에너지소비효율등급표시제도 적용 대상품목

자료 : 한국에너지공단 홈페이지((http://www.kemco.or.kr/web/kem_home_new/ener_efficiency/machine_01.asp, 최종검색일 2018.11.10)) 활용 작성

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 111

제조․수입업자가 에너지효율등급표시제도의 적용을 받는 대상 품목

들을 판매할 때는 효율관리기자재 운용규정(이하 “운용규정”)이 정한

내용을 반드시 표시하여야 하며 규정은 라벨이 소비자 눈에 띄기 쉬운

위치에 부착되도록 위치도 지정하고 있다.

품목 소비효율 또는 소비효율등급라벨표시항목 표시 위치

전기냉장고월간소비전력량, 용량, 1시간 사용 시 CO2

배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급전면

김치냉장고월간소비전력량(냉동보관 운전 시 포함), 용량, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간에너지비용(냉동보관 운전 시 포함), 소비효율등급

전면

전기냉방기

월간소비전력량(홈멀티형은 벽걸이형 포함 운전 시 포함), 정격냉방능력, 1시간사용 시 CO2 배출량, 월간에너지비용(홈멀티형은 벽걸이형 포함 운전 시 포함), 소비효율등급

전면 또는 측면(단, 전면 전체가 통풍구 구조로서 전면 부착이 곤란한

경우에 한함) (분리형의 경우 실내기에 부착)

전기세탁기1kg당 소비전력량, 1kg당 1회 세탁물사용량, 1회 세탁 시 CO2 배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급

전면 또는 윗면

전기냉온수기비교소비전력량, 용량, 1시간 사용 시 CO2

배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급

전면 또는 측면(단, 높이 60cm 이하의 소형

제품으로 전면 부착이 곤란한 경우에 한함)

전기밥솥1인분소비전력량, 1회 취사보온 소비전력량, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급

전면, 윗면 또는 측면(단, 제품 특성으로 전면

또는 윗면 부착이 곤란한 경우에 한함)

전기진공청소기

청소효율, 미세먼지방출량, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급

전면 또는 윗면

선풍기 풍량효율, 최저소비효율기준 만족여부 스탠드 또는 지주

공기청정기1㎡당 소비전력, 표준사용면적, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급

전면 또는 측면(단, 제품 특성으로 전면 부착이 곤란한 경우에 한함)

백열전구 광효율, 최저소비효율기준 만족여부 전체 포장물

형광램프 광효율, 최저소비효율기준 만족여부 개별 포장물 및 전체 포장물

안정기내장형램프 광효율, 최저소비효율기준 만족여부 개별 포장물 및 전체 포장물

<표 4-2> 품목별 표시항목 및 라벨 부착 위치

112

품목 소비효율 또는 소비효율등급라벨표시항목 표시 위치

삼상유도전동기전부하효율, 정격출력/극수, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간에너지비용

전면

가정용가스보일러난방열효율, 가스소비량, 난방출력(콘덴싱출력), 소비효율등급

전면

어댑터·충전기 최저소비효율기준 만족여부 전면 또는 윗면

전기냉난방기

냉방기간 월간소비전력량, 난방기간 월간소비전력량, 정격냉방능력, 정격난방능력, 냉방기간 1시간 사용 시 CO2 배출량, 난방기간 1시간 사용 시 CO2 배출량, 냉방기간 월간 에너지비용, 난방기간 월간 에너지비용, 소비효율등급

전면 또는 측면(단, 전면 전체가 통풍구 구조로서 전면 부착이 곤란한

경우에 한함) (분리형의 경우 실내기에 부착)

상업용전기냉장고월간소비전력량, 용량, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간에너지비용, 소비효율등급

전면

가스온수기 표시온수열효율, 가스소비량, 소비효율등급 전면

변압기효율(50% 부하율 기준), 1차 전압/ 2차 전압, 상수, 용량

명판과 가까운 면

창 세트열관류율, 기밀성(통기량, 등급), 프레임재질, 유리, 소비효율등급

전면

TV1․ 당 소비전력, 동작모드 소비전력, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간 에너지 비용, 소비효율

전면 또는 후면(단, 제품 특성으로 전면 부착이 곤란한 경우에 한함. 라벨표시 의무자는 라벨을 후면에 부착할 경우, 소비효율등급 및 연간에너지비용이 포함된 별도의 표시물을 판매자가 판매시 표시할 수 있도록 판매자에게 제공하여야 함)

전기온풍기소비전력, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 월간 에너지비용

전면

전기스토브소비전력, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 월간 에너지비용

전면

멀티전기히트펌프시스템

냉난방효율, 정격냉방용량/정격난방용량, 한냉지난방용량(-15℃), 1시간 사용 시 CO2 배출량, 소비효율등급 (냉방전용기기의 경우 통합냉방효율, 정격냉방용량, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 소비효율등급)

실외유닛의 전면

제습기제습효율, 측정제습능력, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 월간 에너지비용

전면

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 113

자료: 산업통상자원부(2017d) “효율관리기자재 운용규정”의 [별표 1]과 [별표 7]을

참조하여 작성

정부는 2007년 5월 23일 고시 개정을 통해 소비자들이 효율이 높은

제품을 보다 손쉽게 구분할 수 있도록 효율관리기자재 제품에 의무적

으로 부착하는 에너지소비효율등급라벨의 디자인을 변경하였다. 고시

의 개정을 통해 효율기준을 1등급에서 5등급으로 구분하여 표시하는

“에너지소비효율등급” 라벨과, 등급을 나누기 힘들어 최저소비효율기

준 이상의 제품에 표시하는 “에너지소비효율” 라벨 2종류로 단순화시

켜 소비자의 혼란을 방지하도록 하였다.

[그림 4-3] 기존 라벨과 2007년 5월 고시 개정에 따른 신규 라벨

품목 소비효율 또는 소비효율등급라벨표시항목 표시 위치

전기레인지kg당 소비전력량, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 연간 에너지비용

전면, 윗면 또는 측면

셋톱박스능동대기모드 소비전력 또는 수동대기모드 소비전력

전면, 윗면 또는 측면

컨버터 내장형 LED램프

광효율, 입력전력, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 광원색, 소비효율등급

개별 포장물 및 전체 포장물

컨버터 외장형 LED램프

광효율, 입력전력, 1시간 사용 시 CO2 배출량, 광원색, 소비효율등급

개별 포장물 및 전체 포장물

114

자료: 산업자원부 보도자료 (2007년 5월 23일) “효율관리기자재의 운영에 관한 규정 고시개정- 에너지소비효율등급라벨 디자인 변경”

2009년 7월 1일부터는 “에너지소비효율등급”과 이를 사용할 때의

“이산화탄소(CO2) 배출량”을 함께 의무적으로 표시하도록 하였다. 한국

이 세계 최초로 전기․전자제품의 에너지소비효율 라벨에 CO2 배출량을

표시하는 제도를 도입하게 되었다.

3. 대기전력저감 프로그램 현황

우리나라는 1999년부터 제조업체의 자발적 참여를 통해 사무 및 가

전제품을 중심으로 제품의 대기시간에 슬립모드 채택과 대기전력 최소

화를 유도하기 위해 대기전력저감 프로그램(e-Standby Program)을 시행

하고 있다. 동 프로그램의 도입 초기에는 기업이 자발적으로 참여하여

정부가 제시하는 기준에 만족하는 대기전력 사용이 적은 제품을 생산

보급하도록 유도함으로써 원천적인 에너지절약을 기하고자 하는 취지

에서 도입되었다. 이후 2010년부터는 신규 제품에 대해 의무적 대기전

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 115

력 1W 규정을 적용하고 있다. 현재 대기전력저감 프로그램은 에너지이

용합리화법 제18조(대기전력저감 제품의 지정)와 제19조(대기전력경고

표시대상제품 지정) 근거조항을 토대로 대기전력저감 프로그램 운영규

정(산업통상자원부 고시)을 바탕으로 운영되고 있다.

대기전력(Standby Power)은 전자제품이 외부의 전원과 연결됐을 때

주 기능을 수행하지 않거나 내·외부로부터 켜짐 신호를 기다리는 상태

에서 소비하는 전력을 말한다(이성근 외, 2008, p. 127). 동 프로그램의

초기에는 대기전력의 저감을 위해 제조업체의 자발적 참여를 기반으로

하는 자발적 협약(Voluntary Agreement; VA) 형태로 대기시간에 사용하

는 대기전력의 최소화 노력이 추진되었다.

정부는 2004년 11월 기술개발 및 보급촉진 지원 등을 통해 2010년

대기전력 1W 이하 달성하겠다고 “1W 정책추진”을 공식 선언하였다.

후속 작업으로 2005년 7월에는 “Standby Korea 2010”라는 명칭으로 대

기전력 저감 로드맵을 수립하였다. 동 로드맵은 2010년까지 한국에서

유통되는 주요 전자제품의 대기전력을 1W 이하로 하는 기본 목표를

내용으로 담고 있다. 대기전력 로드맵은 1단계(2005~2007년) 자발적

(Voluntary) 추진, 2단계(2008~2009년) 의무적 정책 전환 준비 및 일부제

품 의무규정 적용, 3단계(2010년부터) 의무적으로 1W 정책 추진으로

구성되었다. 1W 의무화는 2010년부터 신규 제품에 대해 적용하여 2004

년 기준 22% 정도인 대기전력 1W 이하 제품 보급률을 2010년까지

40%, 2020년까지는 80%로 높인다는 계획을 주요내용으로 하고 있다

(이성근 외, 2008, p. 128).

2008년에는 세계 최초로 텔레비전을 대상으로 정부가 제시하는 대기

전력 저감 기준 미달 제품에 대하여 경고라벨 부착을 의무화하는 대기

116

전력 경고표시 의무화를 시행하였다. 대기전력 경고표시 적용대상 제

품은 2008년 TV 1개 품목이었던 것이 2009년 7월에 6개 품목이 추가

되었으며, 2010년 7월부터는 12개 품목이 추가로 포함되었다. 이후

TV(‘12.7.1)와 셋톱박스(’15.1.1)는 에너지소비효율표시제도로 이관 운영

되고 비디오(‘14.3.13)는 대기전력 관리품목에서 제외되었다(한국에너지

공단, 2018a, p. 261).

시행시기 대상품목

2008년 8월 28일부터 (1개 품목) TV*2009년 7월 1일부터 (6개 품목) 컴퓨터, 모니터, 프린터, 복합기, 셋톱박스, 전자레인지

2010년 7월 1일부터 (12개 품목)팩시밀리, 복사기, 스캐너, 오디오, DVD플레이어,

라디오, 도어폰, 유무선전화기, 비데, 모뎀, 홈 게이트웨이, 비디오**

* TV(‘12.7.1). 셋톱박스(’15.1.1)는 에너지소비효율표시제도로 이관 운영

** 비디오(‘14.3.13)는 대기전력 관리품목에서 제외

자료 : 한국에너지공단(2018a, p. 261)

<표 4-3> 대기전력 경고표시 대상품목 시기별 확대 현황

현재 대기전력 저감 프로그램은 사무 및 가전기기를 중심으로 제품

을 사용하지 않는 대기시간이 많은 전력사용 제품에 대해 절전모드의

사용 및 대기전력 최소화를 유도하기 위하여 대기전력저감 기준 미달

제품에 대해서는 의무적으로 경고표시(의무표시)를 표시하고, 또한 기

준 만족 제품에 대해서는 에너지절약마크를 임의적으로 표시(임의표

시)할 수 있도록 하고 있다. 2018년 8월 현재 대기전력 저감 대상품목

은 컴퓨터, 자동절전제어장치 등 21개 제품이다. 대기전력 경고표시 대

상 품목은 2018년 8월 현재 컴퓨터, 비데, 모뎀 등 16개 제품이다.

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 117

구분

대기전력 경고표시제품(의무 신고·표시)

대기전력 저감 우수제품(임의 신고·표시)

1. 컴퓨터 ○ ○ 2. 모니터 ○ ○ 3. 프린터 ○ ○ 4. 팩시밀리 ○ ○ 5. 복사기 ○ ○ 6. 스캐너 ○ ○ 7. 복합기 ○ ○ 8. 홈게이트웨이 ○ ○ 9. 오디오 ○ ○10. DVD 플레이어 ○ ○11. 라디오카세트 ○ ○12. 전자레인지 ○ ○13. 도어폰 ○ ○14. 유뮤선전화기 ○ ○15. 비데 ○ ○16. 모뎀 ○ ○17. 손건조기 ○18. 서버 ○19. 디지털컨버터 ○20. 유뮤선공유기 ○21. 자동절전제어장치 ○

자료 : 한국에너지공단 홈페이지(http://www.kemco.or.kr/web/kem_home_new/ener_efficiency/machine_03.asp, 최종검색일 2018.11.10) 활용 작성

<표 4-4> 대기전력 저감 프로그램 적용대상 품목

4. 고효율기자재 인증제도 현황

고효율에너지기자재 인증제도는 미국의 ｢에너지스타｣와 유사한 제도

로 에너지효율이 높고 절약효과가 우수한 제품에 대해 공인된 시험기

118

관의 검사를 거쳐 인증서를 발급하고, 업체는 제품에 “고효율 기자재”

라벨을 부착하여 판매하도록 하는 제도이다. 고효율 인증제도은 고효

율 제품의 보급을 활성화하기 위하여 일정기준 이상 제품에 대하여 인

증하여 주는 효율보증제도의 성격을 가지고 있다. 일정 성능 이상을 가

진 우수 에너지기자재에 대해 인증 마크를 부여하는 제도로 1996년 12

월부터 시행되고 있다. 고효율에너지기자재 인증제도는 에너지이용합

리화법 제22조(고효율에너지기자재의 인증 등)와 제23조(고효율에너지

기자재의 사후관리)에 근거하여 고효율기자재 보급촉진에 관한 규정

(산업통상자원부 고시)에 의해 운영되고 있다.

처 리 절 차 비 고

공 모

↓제안서접수 연중 접수

↓1차평가(관계전문가) 공개 평가

↓2차평가(관계전문가) 공개 평가

↓대상품목예비선정

↓기술기준(안) 작성 필요시 연구용역 실시

↓인터넷 또는 공청회를 통한 의견수렴 기술기준, 시험항목

등에 대한 의견수렴↓고시개정(안) 의견제출

↓고시개정

↓시 행

<표 4-5> 고효율기자재 인증대상 품목선정 절차

자료 : 산업통상자원부(2017c, p. 10), [별표 1]

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 119

고효율에너지기자재 인증제도는 제조업자 또는 수입업자의 자발적

신청에 의해 에너지관리공단에서 고효율 에너지기자재 인증서를 발급

하는 임의적 제도이다. 동 제도는 새로운 고효율 제품의 초기시장 형성

을 목적으로 운영되고 있다. 때문에 보급의 활성화를 위해 장려금 지원

제도, 의무구입제도 등 다양한 인센티브가 고효율 에너지효율기자재

인증제품에 대해 주어지고 있다. 대상 제품은 주기적인 점검을 통해 고

효율에너지기자재에서 퇴출 혹은 타제도(효율등급표시 및 최저효율관

리제도)로 이관하게 된다(유정민 외, 2012, p. 39).

대상제품을 고효율에너지기자재로 인증을 받고자 하는 제조업자 및 수

입업자는 고시된 기술기준과 측정방법에 따라 고효율시험기관에서 제품

을 시험한 후, 시험성적서를 발급받아 인터넷으로 90일 이내에 신청해야

한다. 인증을 받고자 하는 자는 ① 지정시험기관에서 발급한 성능시험성

적서, ② 인증신청서, ② 인증효율 유지에 관한 서류를 첨부하여 에너지

관리공단에 인증을 신청한다. 신청서류가 접수되면 에너지관리공단은 공

정 심사를 실시하여, 모든 기준에 적합할 경우 인증서를 발급하게 된다.

[그림 4-4] 고효율에너지기자재 인증절차

자료 : 한국에너지공단 홈페이지(http://www.kemco.or.kr/web/kem_home_new/ener_efficiency/machine_02.asp, 최종검색일 2018.11.3일)

120

고효율에너지기자재 인증은 현재 4개 분야 21개 품목을 대상으로 하

며, 과거 조명설비 제품(2016년 기준 22개 품목)이 주류를 이루었으나

현재에는 전력설비와 보일러·냉난방설비가가 주를 이루고 있다.

고효율에너지기자재인증제도

(High-efficiency Appliance Certification)(4개 분야 총 21개 품목)

조명설비(4개 품목)

① 등기구

② LED 램프,③ LED 유도등

④ 문자간판용 LED 모듈

전력설비(8개 품목)

① 무정전전원장치

② 인버터

③ 펌프

④ 원심식 송풍기

⑤ 터보블로어

⑥ 최대수요전력제어장치

⑦ 전력저장장치(ESS)⑧ 전기자동차 충전장치

보일러·냉난방설비(7개 품목)

① 산업 건물용 가스보일러

②원심식스크류 냉동기

③ 직화흡수식 냉온수기

④ 항온항습기

⑤ 가스히트펌프

⑥ 가스진공온수보일러

⑦ 중온수흡수식 냉동기

단열설비(2개품목)① 고기밀성단열문, ② 냉방용 창유리필름

자료 : 한국에너지공단(2018a, p. 256)

<표 4-6> 고효율에너지기자재인증제도 적용 대상품목

정부는 고효율에너지기자재 인증제품들의 초기 시장형성과 고효율

제품의 보급 및 확산을 위해 융자지원, 세제지원, 설치비 지원, 정부 및

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 121

공공기관의 우선 구매 등 다양한 지원을 하고 있다.

지원제도 지원 내용

시설자금 융자 및

세금감면

∙(자금지원)　에너지이용합리화자금 융자지원(산업통상자원

부고시 제2017-612호)∙(세금감면) 고효율에너지기자재 인증제품을 사용하여 에

너지절약시설투자를 하는 경우 투자금액의 100분의 1(중견기업은 3%, 중소기업은 6%)에 해당하는 금액을 과세연

도의 소득세 또는 법인세에서 공제(조세특례제한법 제25조의 2)

공공기관

고효율에너지기자재

우선 구매

∙고효율에너지기자재 인증제품 또는 에너지소비효율등급 1등급 제품을 우선 구매토록 의무화(공공기관 에너지이용

합리화 추진에 관한 규정, 산업통상자원부 고시 제

2017-203호) 조달구매 시 고효율인증

제품 우선 구매

∙에너지소비제품 구매 운용 기준(조달청훈련 제 1680호, 2015.1.21.)

고효율인증제품

설치장려금 지원∙고효율인증제품 설치 시 장려금 지원(LED, 인버터 등)

<표 4-7> 고효율에너지기자재 인증제품 지원제도

자료 : 한국에너지공단 홈페이지(http://www.kemco.or.kr/web/kem_home_new/ener_efficiency/machine_02.asp, 최종검색일 2018.11.3일) 활용 작성

제2절 국내 에너지효율관리제도 운영 성과 평가

1. 에너지효율등급표시제도 운영 성과 평가

에너지소비효율등급표시제도는 에너지를 많이 소비하고 보급률이 높

은 제품을 대상으로 1~5등급 효율 등급라벨을 의무적으로 표시토록 하

고, 최저소비효율기준(MEPS; Minimum Energy Performance Standard) 미

달제품은 생산ㆍ판매를 금지하는 제도다. 특히 이 제도에 포함돼 있는

122

최저소비효율기준 적용은「에너지이용합리화법」에서 규정하는 모든

정책 중에서 가장 강력한 정책수단으로 작용하고 있다. 이를 바탕으로

1992년 제도 시행 이후 기기ㆍ설비 분야의 효율향상은 눈에 띄는 성과

를 보였다. 우리나라의 가전기기 분야의 에너지효율수준은 세계 정상

급 수준이며, 특히 냉장고, 에어컨, 세탁기, TV 등의 제품은 세계 최고

수준으로 평가받고 있다. 정부는 소비자가 고효율 제품 선택과 효율등

급 간 변별력이 확보될 수 있도록 지속적으로 최저소비효율과 효율등

급 기준을 강화하고 있다. 또한 에너지효율등급표시제도는 조달 제도

와 결합하여 1등급 제품의 판매를 지속적으로 촉진하고 있으며, 이에

대한 정책 효과는 국내외에서 공인하고 있다. 또한 국내외 연구결과에

서도 그 효과를 확인할 수 있다.

국제에너지기구(IEA)는 2016년 에너지소비효율등급표시와 최저효율

프로그램 성과분석 보고서52)에서 에너지소비효율등급표시와 최저효율

기준을 적용받은 에너지사용기기의 효율이 연평균 3∼4% 개선된 것으

로 평가하였다. 이는 일반 에너지사용기기의 연평균 0.5∼1% 효율개선

에 비하여 2.5∼3% 포인트 높은 것이다.

52) IEA 4E(2016, p. 3)를 참조

기기 출처 국가 기간연평균 변동률(%)가격 효율

Washing machines

Bertoldi and Atanasiu (2007) EU-15 1996-2004 - -3.3 CECED (2003)b EU 1994-2002 - -4.5 Dale et al. (2002) USA 1983-2001 -2.4 -0.9 EES (2006) AUS 1993-2005 -2.6 -1.3 Laitner et al. (2004) USA 1980-1998 -3.4 - Waide (2001)c EU-15 1996-1998 - -2.5

<표 4-8> 가전제품 에너지효율 개선효과 연구결과

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 123

자료: IEA 4E(2016, p. 18).

기기 출처 국가 기간연평균 변동률(%)가격 효율

Laundry dryers

Weiss et al. (2010) NL 1969-2003 -2.1 -1.5 Bass (1980)d USA 1950-1961 -2.3 - Bass (1980)d USA 1950-1974 -2.2 - EES (2006) AUS 1993-2005 -1.1 -0.7 Laitner et al. (2004)d USA 1980-1998 -3.2 - Laitner et al. (2004)e USA 1980-1998 -2.9 -

Dishwashers

Weiss et al. (2010) NL 1968-2007 -3.8 -2.3 Bass (1980) USA 1947-1968 -2.0 - Bass (1980) USA 1947-1974 -2.0 - Ennen (2006)b,f EU 1998-2004 - -5.1 Ennen (2006)b,g EU 1998-2004 - -6.0

Refrigerators

Weiss et al. (2010) NL 1964-2008 -1.2 -2.4 Bass (1980) USA 1922-1940 -2.6 - Bertoldi and Atanasiu (2007)f EU-15 1993-2005 - -4.3 Bertoldi and Atanasiu (2007)b EU 1993-2004 - -4.5 CECED (2004)b,h EU 1999-2003 - -3.5 Dahlman (2007) AUS 1993-2005 - -3.9 Dale et al. (2002) USA 1980-2001 -2.5 -4.6 EES (2006) AUS 1993-2005 -1.7 -4.6 ECCJ (2006) JPN 2001-2005 -15.1 -5.1 Laitner et al. (2004) USA 1980-1998 -3.2 - Schiellerup (2002) UK 1992-1999 -6.3 -3.9 Schiellerup (2002)i UK 1992-2000 - -3.4 Waide (2001) c,j EU-15 1994-1998 - -2.3

Freezers

Weiss et al. (2010)k NL 1970-2003 -1.5 -1.9 Weiss et al. (2010)l NL 1970-2003 -1.1 - EES (2006) AUS 1993-2005 -2.5 -3.3 Laitner et al. (2004) USA 1980-1998 -5.3 - Schiellerup (2002)k UK 1992-1999 -5.1 -3.1 Schiellerup (2002)l UK 1992-1999 -5.0 -5.6

124

국내 에너지효율 등급표시 제도가 25년 동안 운영되고 있으나 자료

접근의 제약으로 운용 성과에 대한 계량화된 실적 제시는 아직까지 미

흡한 편이었다. 매년 한국에너지공단에 신고된 모델 중에서 대표 모델

을 선정하여 대표 모델의 효율향상 정도로 제도운영 성과를 파악해 왔

다. 이러한 문제점을 해결하고자 2017년 한국에너지공단은 내부 연구

를 통해 5개 주요 가전제품을 대상으로 최근 10년간 판매된 모델의 효

율기준 강화와 판매량을 토대로 평균효율을 산정하여 이를 토대로 에

너지효율추이를 분석하는 방식으로 에너지효율관리제도의 운영 성과를

확인한 바 있다. 한국에너지공단의 분석에 따르면, 지난 10년 기간 동

안 전기냉방기의 에너지효율은 연평균 6.1%, 전기냉장고는 연평균

2.7%, 일반세탁기는 연평균 5.0%, 드럼세탁기는 연평균 5.9%, 텔레비전

수상기는 연평균 4.1%, 전기밥솥은 연평균 1.7% 씩 개선된 것으로 확

인되었다. 이들 6대 가전제품을 단순평균 합계하면 에너지효율이 연평

균 4.2%씩 개선되었다.

[그림 4-5] 주요 가전제품의 에너지효율관리제도에 따른 운영성과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 125

전기냉방기는 가중평균 냉방능력(KW)이 2007년 4.4에서 2016년에는

4.7로 6.8% 증가되었으나 가중평균효율(KWh/KW)은 2007년 121.1에서

2016년에는 69.0로 43.0% 개선되었다.

[그림 4-6] 전기냉방기 에너지소비효율 개선효과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

전기냉장고는 가중평균 유효내용적(L)이 2007년 532.8에서 2016년에

는 546.2로 2.5% 증가되었으나 가중평균효율(KWh/L)은 2007년 0.77에

서 2016년에는 0.60으로 22.1% 개선되었다.

[그림 4-7] 전기냉장고 에너지소비효율 개선효과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

126

일반세탁기 가중평균 세탁용량(kg)이 2007년 10.4에서 2016년에는

13.7로 31.7% 증가되었으나 가중평균효율(KWh/kg)은 2007년 2.78에서

2016년에는 1.75로 37.1% 개선되었다.

[그림 4-8] 일반세탁기 에너지소비효율 개선효과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

드럼세탁기 가중평균 세탁용량(kg)이 2007년 10.2에서 2016년에는

14.3으로 40.2% 증가되었으나 가중평균효율(KWh/kg)은 2007년 2.78에

서 2016년에는 1.75로 42.1% 개선되었다.

[그림 4-9] 드럼세탁기 에너지소비효율 개선효과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 127

TV는 가중평균 화면면적제곱근이 2012년 0.60에서 2016년에는 0.68

로 13.7% 증가되었으나 가중평균효율(KWh/제곱근)은 2012년 167.8에서

2016년에는 142.2로 15.3% 개선되었다.

[그림 4-10] 텔레비전수상기 에너지소비효율 개선효과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

전기밥솥은 가중평균 취사용량(인)이 2011년 8.31에서 2016년에는

7.76으로 6.6% 감소되었고 가중평균효율(KWh/kg)은 2011년 23.74에서

2016년에는 21.84로 8.0% 개선되었다.

[그림 4-11] 전기밥솥 에너지소비효율 개선효과

자료 : 한국에너지공단 내부 연구자료

128

주요 에너지소비효율등급표시 적용제품의 1등급 판매비율은 지속적

으로 늘어나고, 반면에 최저등급인 5등급의 판매 비율은 계속 감소되는

추세를 확인할 수 있다. 아래 표는 2011년부터 2016년 기간 동안 주요

에너지사용제품의 판매현황과 등급별 판매비율을 보여주고 있다. 2016

년 기준으로 김치냉장고(94%), TV(76%), 전기밥솥(76%), 전기드럼세탁

기(51%), 전기냉방기(49%), 멀티전기히트펌프시스템(47%), 전기냉장고

(46%), 가정용 가스보일러(31%), 전기세탁기(21%), 창 세트(21%), 전기

냉온수기(19%), 상업용 전기냉장고(17%), 가스온수기(13%), 제습기(9%),

공기청정기(6%) 순으로 1등급 판매비율이 높은 것으로 나타났다.

구분 연도등급별 비율

판매량(대)1등급 2등급 3등급 4등급 5등급

전기냉장고

2011 47% 3% 3% 6% 40% 2,062,1872012 48% 4% 6% 7% 35% 1,904,7372013 13% 35% 19% 8% 25% 1,848,6312014 20% 41% 20% 8% 12% 1,746,8982015 34% 36% 17% 6% 7% 1,745,9192016 46% 30% 13% 6% 5% 2,380,843

김치냉장고

2011 81% 14% 3% 1% 1% 1,011,9072012 92% 5% 1% 0% 1% 957,0462013 60% 31% 7% 0% 2% 895,5792014 73% 24% 2% 0% 1% 779,8242015 89% 10% 0% 0% 1% 1,033,9402016 94% 4% 0% 1% 1% 1,099,540

전기냉방기

2011 40% 0% 1% 1% 58% 1,177,1092012 32% 0% 1% 1% 66% 817,4282013 72% 1% 0% 1% 26% 1,774,3962014 58% 1% 0% 0% 41% 1,401,1312015 49% 0% 0% 2% 49% 1,220,8612016 49% 4% 3% 1% 44% 1,846,695

<표 4-9> 제품별 에너지소비 등급별 생산·판매 비율 추이

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 129

구분 연도등급별 비율

판매량(대)1등급 2등급 3등급 4등급 5등급

전기세탁기

2011 90% 9% 1% 0% 0% 1,001,4672012 89% 9% 0% 1% 0% 1,005,6632013 2% 85% 4% 0% 9% 1,075,7402014 6% 87% 5% 0% 1% 1,154,7192015 18% 75% 6% 0% 1% 947,6802016 21% 74% 4% 0% 0% 1,432,664

전기

드럼세탁기

2011 28% 54% 18% 1% 0% 580,2762012 23% 55% 20% 2% 0% 601,6342013 13% 67% 17% 2% 0% 564,8702014 24% 68% 5% 3% 0% 562,6072015 56% 36% 3% 5% - 255,6752016 51% 44% 4% 1% - 642,119

전기냉온수기

2011 15% 20% 27% 35% 3% 1,163,7942012 19% 16% 34% 24% 7% 983,9022013 9% 26% 38% 22% 5% 849,2102014 7% 27% 47% 16% 2% 655,7222015 17% 33% 35% 14% 1% 894,4002016 19% 35% 32% 13% 1% 909,506

전기밥솥

2011 44% 17% 30% 10% 0% 3,821,0492012 66% 19% 15% 0% - 3,243,3852013 39% 14% 36% 7% 4% 3,120,1492014 66% 12% 14% 5% 3% 3,448,5542015 78% 8% 10% 2% 1% 3,645,5662016 76% 9% 10% 3% 2% 3,946,006

전기

진공청소기

2011 0% 23% 68% 4% 6% 1,517,4622012 0% 14% 74% 4% 8% 1,359,1672013 0% 9% 76% 6% 10% 1,106,3452014 0% 20% 63% 7% 9% 1,517,5252015 0% 19% 73% 6% 2% 1,200,4792016 0% 10% 68% 10% 11% 1,214,292

공기청정기

2011 0% 31% 68% 1% 1% 398,6622012 0% 35% 64% 0% 0% 241,3792013 0% 52% 47% 0% 0% 305,823

130

구분 연도등급별 비율

판매량(대)1등급 2등급 3등급 4등급 5등급

공기청정기

2014 1% 41% 57% 0% 0% 298,6962015 3% 64% 30% 2% 1% 537,4882016 6% 66% 24% 2% 1% 938,016

가정용

가스보일러

2011 11% 0% 64% 23% 2% 1,112,8322012 15% 0% 77% 7% 1% 1,281,0452013 23% 0% 0% 77% 0% 1,246,5572014 30% 0% 0% 70% 0% 1,276,5022015 40% 0% 0% 60% 0% 1,605,0532016 31% 0% 0% 69% 0% 1,423,766

전기냉난방기

2011 74% 7% 6% 8% 6% 222,2032012 82% 6% 3% 5% 4% 273,6642013 77% 17% 1% 0% 5% 274,2852014 82% 13% 1% 0% 3% 374,6232015 14% 34% 48% 1% 3% 219,8122016 56% 18% 16% 10% 0% 574,525

상업용

전기냉장고

2011 12% 21% 19% 46% 2% 29,9772012 11% 21% 33% 34% 1% 33,1952013 4% 9% 54% 28% 5% 35,7542014 8% 9% 74% 8% 2% 25,3382015 14% 6% 56% 20% 4% 46,5692016 20% 10% 58% 7% 5% 80,850

가스온수기

2011 4% 0% 93% 4% 0% 90,1032012 8% 0% 91% 1% 0% 37,6742013 7% 0% 93% 0% 0% 43,9062014 10% 1% 90% 0% 0% 49,1212015 16% 0% 84% 0% 0% 38,9932016 13% 0% 87% 0% 0% 56,912

창세트

2012 13% 8% 51% 25% 3% 835,2142013 15% 9% 58% 17% 1% 1,280,3922014 11% 20% 36% 31% 2% 2,714,7932015 18% 39% 31% 12% 0% 2,702,8592016 21% 44% 24% 11% 0% 2,902,028

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 131

자료 : 한국에너지공단(2018b, pp. 238-246).

2. 대기전력저감 프로그램 운영 성과 평가

정부는 1999년부터 대기전력 저감 프로그램을 도입하고 2008년부터

는 대기전력경고표시제를 세계 최초로 시행하고 있다. 2018년 10월 현

재 대기전력 우수제품은 21개 제품, 대기전력 경고표시는 16개 제품에

대하여 대기전력 관리제품으로 지정하여 운영하고 있다. 지금까지의

대기전력경고표시제 시행은 매우 성공적인 성과를 거두고 있는 것으로

평가되고 있다. Standby Korea 2010에 따라 대기전력 1W 정책 추진으

로 가정에서 가전기기의 평균 대기전력이 2003년 3.66W에서 2016년에

는 1.74W 수준으로 감소되었다(한국에너지공단, 2018a, p. 262).

구분 연도등급별 비율

판매량(대)1등급 2등급 3등급 4등급 5등급

텔레비전

수상기

2012 97% 2% 0% 1% 0% 1,858,5022013 34% 27% 33% 6% 0% 2,784,8242014 79% 10% 5% 6% 0% 2,972,8322015 80% 11% 5% 4% 0% 2,624,9402016 76% 12% 7% 4% 0% 2,990,241

멀티전기히트

펌프시스템

2012 96% 4% 0% 0% 0% 44,2392013 5% 34% 41% 19% 2% 52,4502014 39% 35% 26% 0% 0% 54,2062015 44% 49% 7% 0% 0% 48,9362016 47% 51% 2% 0% 0% 49,490

제습기

2012 33% 40% 27% 0% 0% 572,4092013 90% 5% 5% 0% 0% 1,305,5642014 93% 5% 1% 0% 0% 1,433,0332015 94% 4% 2% 0% 0% 636,8342016 9% 40% 49% 2% 0% 742,283

132

2016년 대기전력저감 우수제품의 판매량은 13,663천대로 집계되며, 연

간 전기 절감량은 429GWh, 온실감축 효과는 199,759tCO2로 추정된다.

품목1대당절감량(kWh)

연간 우수제품판매량(대)

연간절감량(KWh)

에너지절감효과

(toe)

온실가스감축효과

(tCO2)컴퓨터 9.5 3,410,060 32,421,117 7,457 15,086 모니터 3.2 2,503,742 7,980,569 1,836 3,713 프린터 110.3 501,558 55,333,800 12,727 25,747 팩시밀리 72.7 8,480 616,734 142 287 복사기 103.1 1,724 177,770 41 83 스캐너 19.9 22,698 452,678 104 211 복합기 219.2 937,461 205,482,725 47,261 95,611 자동절전제어장치 2.1 1,398,774 2,947,162 678 1,371 오디오 2.6 360,178 929,138 214 432 DVD플레이어 3.4 46,184 155,506 36 72 라디오카세트 2.5 49,169 120,463 28 56 전자레인지 7.3 916,927 6,707,815 1,543 3,121 도어폰 24.1 1,301,676 31,342,543 7,209 14,584 유무선전화기 40.4 703,853 28,447,224 6,543 13,236 비데 31.7 1,418,000 44,921,851 10,332 20,902 모뎀 67.9 - 0 - 0 홈게이트웨이 71.9 32,179 2,312,721 532 1,076 손건조기 19.7 9,329 183,749 42 85 서버 280.0 31,209 8,740,984 2,010 4,067 디지털컨버터 - - - - -유무선공유기 3.9 9,833 38,038 9 18

합계 13,663,074 429,312,590 98,742 199,759

<표 4-10> 대기전력저감 우수제품 판매 및 에너지절감 효과(2016)

자료: 한국에너지공단(2018b, p. 256).

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 133

3. 고효율기자재 인증제도 운영 성과 평가

고효율기기 보급촉진을 위한 지원제도에는 장려금 지원, 정부조달

시 우선 구매 및 공공기관 사용의무화, 자금지원, 시험수수료 지원 등

의 지원책을 펴고 있다. 고효율 에너지 기자재 인증 품목 및 인증현황

을 살펴보면, 2017년 12월말 기준 1,616업체에서 24,318 모델 제품이 인

증, 등록되어 있다. 적용대상 제품별 등록 업체와 인증모델 제품 현황

을 <표 5-12>에서 정리하였다.

구분업체 수 모델 수

2012 2017 2012 2017조도자동조절 조명기구 6 7 8 8 열회수형 환기장치 44 54 282 805 산업ㆍ건물용 가스보일러 10 13 182 246 펌프 16 32 419 987 원심식ㆍ스크류냉동기 4 6 37 75 무정전전원장치 12 22 72 239 메탈할라이드램프용 안정기 39 33 214 207 나트륨램프용 안정기 25 18 103 80 인버터 6 7 162 164 난방용 자동온도조절기 31 18 44 41 LED교통신호등 61 35 403 235 복합기능형 수배전시스템 13 9 36 36 직화흡수식 냉온수기 10 10 120 176 단상 유도전동기 2 0 4 0 환풍기 5 9 19 61 원심식 송풍기 21 35 226 456 수중폭기기 1 1 7 3 메탈할라이드램프 35 31 157 147 고휘도방전(HID) 램프용 고조도반사갓 59 39 180 122 기름연소 온수보일러 2 2 4 6

<표 4-11> 고효율에너지기자재 인증품목 및 인증현황

134

* ‘17.11.29부로 조명분야 품목체계 개편으로 인하여 매입형·고정형 LED등기구, LED보안등기구, LED가로등기구, LED투광등기구, LED터널등기구, LED센서등기구, 초정압 방전램프용 등기구, PLS 등기구, 무전극 형광램프용 등기구 9개 품목을 등

기구 1개 품목으로, 컨버터 내장형 LED램프, 컨버터 외장형 LED램프, 직관형

LED램프(컨버터외장형), 형광램프대체형 LED램프(컨버터내장형)을 LED램프 1개

품목으로 개편함.자료 : 한국에너지공단(2018b, p. 258).

고효율에너지기자재 인증제품 판매량(2017년 12월말 적용제품 기준)

은 2012년 609만대에서 2014년에는 1,37천만대, 2016년에는 1,178만대

로 꾸준히 증가되었다. 최근 들어 난방용 자동온도조절기, 환풍기, LED

등이 높은 판매 증가세를 보였다. 고효율에너지지기자재 인증제도의

구분업체 수 모델 수

2012 2017 2012 2017산업·건물용 기름보일러 1 2 8 10 터보블로어 5 7 16 26 LED 유도등 12 12 210 197 항온항습기 10 14 35 52 LED모듈 전원공급용 컨버터 19 8 41 16 고기밀성 단열문 15 9 37 12 축열식 버너 0 0 0 0 가스히트펌프(GHP) 1 4 2 50 전력저장장치(ESS) 0 1 0 1 최대수요전력제어장치 0 5 0 6 문자간판용 LED모듈 0 3 0 3 냉방용 창유리필름 0 11 0 35 가스진공온수보일러 0 4 0 124 중온수 흡수식 냉동기 0 7 0 87 전기자동차 충전장치 0 3 0 3 등기구* 250 249 988 1,104 LED램프* 486 896 2,807 18,498

합계 1,201 1,616 6,823 24,318

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 135

운영기관인 한국에너지공단은 동 제도를 통해 2016년 에너지소비 635

천TOE 절감과, 온실가스 1,291천 tCO2 감축 성과를 거둔 것으로 평가

하고 있다(한국에너지공단, 2018a, p. 258).

2012 2014 2016조도자동조절조명기구 91,390 101,636 42,972 열회수형 환기장치 110,186 224,440 149,991 산업ㆍ건물용 가스보일러 557 643 745 펌프 22,015 39,963 40,358 원심식ㆍ스크류냉동기 112 70 68 무정전전원장치 1,440 3,971 2,148 메탈할라이드램프용 안정기 610,186 448,802 62,712 나트륨램프용 안정기 53,885 25,517 28,080 인버터 3,558 8,409 1,007 난방용 자동온도조절기 732,127 624,150 1,090,498 LED 교통신호등 179,399 174,654 129,595 복합기능형 수배전시스템 24 149 0 직화흡수식 냉온수기 286 164 297 단상 유도전동기 0 4,533 0 환풍기 109,563 137,979 630,387 원심식 송풍기 11,506 14,592 12,514 수중폭기기 93 43 0 메탈할라이드램프 150,186 150,813 102,700 고휘도 방전(HID) 램프용 고조도반사갓 108,726 55,083 13,632 기름연소온수보일러 914 875 790 산업·건물용 기름보일러 0 0 0 축열식 버너 0 0 0 터보블로어 270 117 12 LED 유도등 426,228 432,476 545,937 항온항습기 517 617 378 LED 모듈전원공급용 컨버터 18,692 44,321 30,619

<표 4-12> 고효율에너지기자재 인증품목 판매량(대) 추이

136

자료 : 한국에너지공단(2018b, pp. 260-261).

우리나라의 고효율에너지기자재 인증제도는 미국의 에너지스타제도

와 유사한 성격을 가지고 있다. 고효율 인증제품은 정보 제공뿐만 아니

라 리베이트 제공, 공공기관 사용 의무화 등 다양한 보급촉진 지원제도

의 대상제품이 된다. 고효율에너지기자재 인증제도는 고효율 제품의

보급 확산과 기술개발을 촉진에 유용하게 작동하고 있는 것으로 평가

되고 있다. 고효율 인증제품이 어느 정도 시장에 보급되면 에너지효율

등급표시제도 적용대상 제품으로 이관되어 관리된다. 에너지사용 제품

과 기기의 고효율 촉진뿐만 아니라 관련 산업 육성을 위한 수단으로도

유용하다. 따라서 제품의 선정, 에너지효율관리 프로그램 운영, 보급 확

산 지원제도와 보다 유기적이고 통합적으로 이루어져야 할 필요가 있

다. 또한 고효율 제품 산업육성과 고효율 제품의 생산·보급 촉진 유도

차원에서 전략적 접근방식이 요구된다.

2012 2014 2016고기밀성 단열문 102,202 185,564 114,649 가스히트펌프 250 4,529 5,856 문자간판용 LED모듈 0 27,035 37,000 냉방용 창유리필름 0 2,593 2,571 가스진공온수보일러 0 112 378 최대수요전력제어장치 0 1,119 975 전력저장장치(ESS) 0 0 0 중온수 흡수식 냉동기 0 0 93 전기자동차 0 0 0 등기구 1,746,434 3,876,851 6,047,148 LED램프 1,615,197 3,781,434 2,688,629

합계 6,095,877 10,373,298 11,782,765

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 137

제3절 우리나라 대응 동향

1. 4차 산업혁명과 에너지 산업

대통령직속 4차 산업혁명위원회(2017)에서 2017년 하반기에 제시한

4차 산업혁명 대응 기본 정책방향을 살펴보면, 관련 기술개발을 위한

인프라·시장 구축, 그리고 정책을 통한 창업 지원 및 규제 개선 등을

통하여 주력산업의 경쟁력을 강화시키고 신산업을 창출하는 것을 목표

로 두고 있다. 핵심 범용기술은 제조업뿐만 아니라 자동차·드론(Drone)·

선박 등의 모빌리티(Mobility) 산업, 그리고 소규모·분산형 재생에너지

를 포함한 에너지 산업, 물류·유통 산업, 농업·해양 산업 등 경제 전반

적으로 확산 및 적용되어 재도약을 촉진하며 보다 지능적이고 부가가

치를 높이는 방향으로 사용될 것이다.

[그림 4-12] 4차산업혁명위원회에서 추진하는 전 산업의 지능화 혁신

자료: 대통령직속 4차산업혁명위원회(2017, p. 13)

138

특히, 복지·환경·안전 분야 등 공공서비스 분야의 지능화로 사회문제 해

결뿐 아니라 선도적인 서비스 시장을 창출함으로써, 사회안전망을 확충하

며 고도화시켜 지금보다 나은 방향으로 사회 전체를 변화시킬 수 있음을

알 수 있다. 그리고 최근 에너지 정책 방향을 살펴보면, 에너지 설비에 대

한 안전 수준을 강화하고, 제도 및 시스템을 포함한 친환경 에너지의 수급

기반을 마련하는 한편, 에너지 복지의 확대 등을 골자로 하고 있는바, 4차

산업혁명의 핵심 범용기술들이 이를 실현시키는 데에 필수적인 요소로 작

용할 것으로 보인다(대통령직속 4차산업혁명위원회, 2017).

2. 4차 산업혁명 관련 에너지정책 현황53)

우리나라에서 에너지 분야의 디지털화와 4차 산업혁명 핵심 기술 융

복합을 주도하는 정책은 ‘에너지신산업 정책’이다. 여기서 에너지신산

업이란 “기후변화 대응, 에너지 안보, 수요관리 등 에너지 분야의 주요

현안을 효과적으로 해결하기 위한 ‘문제 해결형 산업’을 의미”한다(관계

부처 합동, 2015a, p. 2). 현재 에너지신산업 정책은 8개 신산업 비즈니

스 모델54) 보급을 중심으로 시행하고 있으며, 이를 위한 기초 인프라로

AMI(Advanced Metering Infrastructure) 보급, FEMS와 BEMS 보급, 스마

트그리드 실증사업, 에너지 빅 데이터 플랫폼 구축 등을 지원하고 있다.

에너지신산업을 지원하는 정부의 사업은 세 가지가 있다. 에너지신

산업 기반구축 사업은 FEMS와 BEMS의 보급을 지원하는 시책으로, 공

업시설, 상업시설 및 주거시설을 대상으로 ESS와 각종 EMS를 연계한

53) 본 소절은 장윤종 외(2017)의 pp. 859~863을 요약하여 정리하였다. 54) 8대 신산업 비즈니스 모델에는 수요자원 거래시장, ESS 통합서비스, 에너지 자립

섬, 전기자동차, 발전소 온배수열 활용, 태양광 대여, 제로에너지 빌딩, 친환경에너지타운 등이 포함된다.

제4장 우리나라의 제도 현황 및 대응 139

융합시스템을 설치할 경우 설치비의 일부에 대해 보조금을 지급한다55).

에너지신산업 금융지원 사업에서는 신기술 또는 ICT가 융합된 에너지

신산업 분야의 사업을 추진할 경우 소요 자금의 일부를 장기･저리로

융자해준다. 지역 에너지신산업 육성 사업은 지자체가 발굴하는 에너

지신산업 비즈니스 모델에 정부가 매칭펀드 형식으로 지원을 한다(한

국에너지공단, 2018a, pp. 275~281).

스마트그리드 부분은 2009년 12월 제주실증사업을 착수한 이후 현재

까지 다양한 계획의 수립과 법률 개정을 통해 스마트그리드 구축을 활

성화하기 위한 노력을 지속해 왔다56). 제1차 지능형전력망 기본계획에

서는 제도개선, 시장창출, 기술개발, 기반조성 등 4개 분야로 구분하여

활성화 방안을 제시하였다(관계부처 합동, 2012, pp. 13-14). AMI, 전기

차 충전인프라, ESS 등 스마트그리드 핵심 인프라 구축 등의 계획을

제시한 바 있으며, 기술개발은 전력 IT 관련 기술 개발을 위한 추진체

계 정립과 계획 수립에 대한 내용을 포함하고 있다.

에너지 빅 데이터 분야에서는 연관 산업을 육성하기 위해 2단계의 추

진계획을 발표하였다(산업통상자원부, 2016b, pp. 1-2). 1단계에서는 한국

전력공사, 발전사, 전력거래소 등 전력 부분의 공공기관들이 보유한 데이

터를 개방하여 이를 활용하는 에너지신산업을 우선 활성화한다. AMI 보

급을 통해 데이터를 수집하고, 이를 빅 데이터 플랫폼인 “전력 빅 데이터

센터”를 통해 제공하는 것이 주요 내용이다. 2단계는 2017년부터 대상을

55) FEMS 보급사업으로 2014년에 ‘안산스마트허브 국가산업단지 클라우드 FEMS 구축’사업을 지원했으며, 2015년에는 ‘철강산업에서의 그린ICT 확대를 위한 FEMS 구축’사업과 ‘공장 환경설비 FEMS 구축사업’을 지원했다. BEMS 보급사업으로는 2012년에 ‘IT기반의 건축물 군/지역 통합 관리를 위한 N-BEMS(Networked-BEMS)시스템 구축’사업을 이행한 바 있으며, 그 외에도 EMS 시스템을 보급한 바 있다.

56) “스마트그리드 국가로드맵” 수립(’10.1), “지능형전력망의 구축 및 이용 촉진에 관한 법률” 제정(’11.5), “제1차 지능형 전력망 기본계획” 수립(’12.7) 등이 여기에 포함된다.

140

가스와 열에너지까지 확대하고, 가스 AMI 보급을 통해 축적되는 데이터

뿐만 아니라 가스공사가 관리하고 있는 운영 자료까지 제공하는 계획을

포함하였다. AMI의 경우는 먼저 전기 AMI를 보급하고 향후 가스 AMI로

보급을 확대하여 이들을 활용하는 비즈니스를 활성화할 계획이다57).

8대 에너지신산업 비즈니스 모델 중 에너지효율관리와 직접적으로

관련이 있는 모델은 수요자원 거래시장으로, 시장 참여자는 산업 및 건

물 부문에서 절약한 전기를 모아 전력시장에서 거래를 통해 수익을 창

출하는 사업이다. 2016년에 태양광 발전설비 설치자를 대상으로 전력

거래를 허용하였고, 2018년에 전기사업법 개정을 통해 소규모 전력중

개시장 개설의 법적 근거를 마련하였다. 이에 따라 시장 참여자의 수와

자원 용량 모두 증가하였다. 하지만, 현재 전력중개시장에서는 대규모

의 공장이나 빌딩 등을 대상으로 하는 표준DR 위주로 거래가 되고 있

으며, 이를 더욱 활성화하기 위해서는 참여자의 유형을 다양화하고 적

극적인 참여를 유도할 필요가 있다. 비록 2017년에 중소형DR을 신설하

고 2018년에는 국민DR 시범사업을 통해 참여자의 유형을 다양화하였

지만, 아직 참여율을 높여야 하는 상황이며, 인센티브의 제공이나 선진

적인 비즈니스 모델의 발굴을 적극적으로 고려해야 할 시점이다. 궁극

적으로는 가상발전소(VPP)58)나 블록체인 기술 등 4차 산업혁명 기술의

적용을 통해 중개사업자를 통한 거래뿐만 아니라 개인과 개인 간의 직

접적인 거래(P2P) 서비스산업까지 활성화하여 경제성에 기반을 둔 에

너지효율관리가 가능하도록 유도해야 할 필요성이 있다.

57) 정부는 2022년까지 총 2조원을 투자하여 전기 AMI 2,000만호와 가스 AMI 1,600만호를 보급할 계획이다(산업통상자원부, 2016a, p. 4).

58) 가상발전소는 소규모의 분산전원들을 하나의 프로파일로 묶어 발전소처럼 운영하는 기술을 의미한다.

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 141

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계

제1절 에너지 수요관리정책 개요

우리나라 에너지통계 체계에서 에너지밸런스상 최종에너지소비는 산

업부문, 수송부문, 가정부문, 상업부문 그리고 공공부문 등 총 5개 부문

으로 분류하여 집계된다. 에너지수요관리 정책의 측면에서는 그 특성

을 반영하기 위해 다소 다른 분류체계를 채택하는데, 김지효 외(2015,

p. 49)는 선행연구에 대한 검토를 통해 기반조성, 산업, 수송, 건물, 기

기 등 5개 부문의 분류체계를 제시한 바 있다. 에너지밸런스 상 최종에

너지소비 부문들 중 가정, 상업 그리고 공공 부문은 주로 건물이라는

공간에서 에너지소비가 이루어지기 때문에 이들을 건물부문으로 통합

하고 있다. 그리고 수요관리정책에서 기반구축의 중요성을 감안하여

이를 별도의 부문으로 분류하고 있다. 또한, 많은 에너지사용 기기나

설비가 산업부문과 건물부문에서 공통으로 적용되고 있는 현실을 감안

하여 기기부문을 별도로 분류하고 있다.

한국에너지공단은 그 기관이 이행하고 있는 우리나라 에너지 및 온실

가스감축 관련 주요 시책과 제도들에 대한 현황과 추진 성과를 조사하

여 ｢KEA에너지 편람｣을 통해 발표하는데(한국에너지공단, 2017), 이 발

간물에서도 김지효 외(2015, p. 49)와 동일한 분류체계를 활용한다. 이

발간물에 따르면 2017년 기준으로 우리나라의 주요 에너지수요관리 시

책과 제도는 산업부문에 22개, 건물부문에 9개, 수송부문에 4개, 기기부

문은 5개, 그리고 기반조성부문은 17개59) 등 총 57개에 달하고 있다60).

142

시책이나 제도들 간의 상호 관계 측면에서 볼 때, 다양한 에너지수요

관리 정책들의 대상이나 효과가 상호 배타적이거나 독립적이지 않은 경

우가 많으며, 따라서 개별 시책이나 제도들의 에너지 수요절감 효과들

을 각각 산정한 후 이들을 산술적으로 합할 경우 전체의 효과는 중복성

의 문제 때문에 과대 추정될 가능성이 높다. 예를 들어 에너지수요관리

와 온실가스감축을 위한 핵심적인 시책인 목표관리제나 배출권 거래제

는 그 정책의 대상이 에너지절약시설 투자 자금지원 및 세제지원 제도,

에너지진단 의무화제도, 우수사업장 인증제도, 에너지사용량 신고제도,

대중소기업 그린크레디트 발굴 지원 사업 등과 같은 정책들의 대상과

중복이 된다. 후자의 시책이나 제도의 일부는 목표관리제나 배출권 거

래제의 대상 기업이나 건물주들의 의무를 용이하게 달성할 수 있도록

지원하기 위한 목적을 가지고 있다. 대･중소기업 에너지동행 사업, 대중

소기업 그린크레디트 발굴 지원 사업, 그리고 중소･중견기업 목표관리

지원 사업은 목표관리제의 대상인 중소･중견기업들이 목표관리제 의무

를 보다 쉽게 달성할 수 있도록 지원하는 대표적인 시책들이다.

부문별로 보면 하나의 부문에만 적용이 되는 시책이나 제도도 있고

복수의 부문에 적용이 되는 것들도 있다. 예를 들어 자동차 평균에너지

소비효율제도나 타이어 에너지소비효율･등급제도는 수송부문에만 적

용이 된다. 건축물 에너지절약계획서 검토 제도나 에너지효율 등급 인

증제도는 건물부문에만 적용이 된다. 우수사업장 인증제도나 에너지서

포터 제도의 경우는 산업부문에만 적용되는 제도들이다. 반면, 배출권

거래제나 목표관리제는 산업부문과 건물부문의 일부에 모두 적용이 되

59) 기반조성부문은 ｢KEA 에너지 편람｣ 제7장 온실가스감축 기반구축과 제8장 소통공감(홍보&교육) 및 복지에 제시된 시책과 제도를 포함한다(한국에너지공단, 2017).

60) 시책이나 제도의 구체적이고 상세한 내용과 성과는 한국에너지공단(2017)을 참조 바람.

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 143

는 제도들이다. 에너지소비 효율등급 표시제도나 고효율에너지기자재

인증제도 등 기기부문의 시책이나 제도들의 대부분은 전술한 바와 같

이 산업부문과 건물부문에 모두 적용이 된다고 할 수 있다.

에너지수요관리 정책의 효과, 즉 에너지 수요절감 효과는 설비 개체

를 통해 나타나기도 하고 에너지 소비 행태 변화를 통해 실현되기도

하며, 이러한 효과가 복합적으로 작용하기도 한다. 어떤 시책이나 제도

들은 다른 시책이나 제도의 이행을 순조롭게 하는 보조적인 역할을 하

는 경우도 있으며, 부문별로 보면 여러 부문에 걸쳐 효과가 나타나기도

한다. 다음 소절에서는 이러한 다양한 특성을 고려하여 에너지수요관

리 정책의 효과, 즉 절감량을 산정하는 방법론들을 살펴본다.

제2절 에너지 수요절감 효과 분석 방법

1. 기기 및 설비: IPMVP

에너지절감 측정과 검증을 위한 가이드라인으로 널리 통용되고 있는

방법론은 1997년에 개발된 국제 성과측정･검증 프로토콜(International

Performance Measurement and Verification Protocol, IPMVP)이다(이성인 외,

2014, p. 19). IPMVP에 소개된 에너지 절감량의 측정･검증(Measurement

and Verification, M&V) 방법은 아래 <표 5-1>와 같이 크게 A, B, C, D

의 네 가지 옵션으로 구분되며, 옵션별로 측정 방법 및 에너지소비량

추정방법이 다르다61). 기본적으로 에너지 절감량은 에너지절약조치 시

61) IPMVP의 에너지절감 측정 및 검증 방법은 이성인 외(2014)에 잘 정리가 되어 있으며, 상세한 내용은 이 보고서를 참조하기 바람.

144

행 전의 에너지소비를 측정하여 기준치로 하고 시행 후의 에너지소비

를 측정하여 기준치에서 차감하여 산출한다. 에너지절약조치 이외에

종사자의 수, 건물이나 시설의 사용상황, 기온의 변화 등과 같은 변동

요인에 의해 에너지소비가 상당히 영향을 받는 경우는 이러한 요인들

을 고려하여 에너지 절감량을 보정하는 절차를 갖는다.

구분 항목 내용

옵션 A(절약조치)

계측 및 확인∙일부 계측 및 기존 자료의 활용

∙계측은 현장 또는 단기 수행

절감량 계산 ∙기존자료·계측치 이용 공학적 계산

옵션 B(절약조치)

계측 및 확인∙단기적 또는 지속적 계측 수행

∙성과 및 운전요소 모두 모니터링

절감량 계산 ∙계측자료 이용 및 공학적 계산

옵션 C(시설 및 전체 시설)

계측 및 확인∙에너지공급사 계량데이터를 사용하여 전체

건물, 시설 수준에서 확인

절감량 계산∙요금청구서의 비교로부터 다변수회귀분석

기법을 이용 에너지소비 실적 분석

옵션 D(시설 및 전체 시설)

계측 및 확인∙에너지절감량은 시설 및 전체시설에 대한

시뮬레이션으로 확인

절감량 계산∙에너지시뮬레이션/모델링: 유틸리티 요금청

구서 자료 및 End-use 계측

<표 5-1> 에너지절약 성과 검증(M&V) 옵션

자료: EVO(2012, pp. 17-18)를 요약한 이성인 외(2014, p. 23)에서 재인용.

IPMVP는 에너지절약조치의 효과가 그 조치 이외의 외적 변화에 크

게 영향을 받는지 여부, 직접 측정이 가능한지 여부, 에너지절감에 영

향을 미치는 요인이 복합적인지 여부, 그리고 베이스라인 데이터의 존

재 여부 등을 종합적으로 고려하여 적절한 옵션을 선택할 수 있도록

아래 [그림 5-1]과 같이 가이드라인을 제시한다. 옵션 A와 B는 에너지

효율개선 조치의 효과만 측정이 가능할 경우에 이를 산정하는 옵션들

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 145

이다. 여기에서 주요 파라미터의 측정만으로 효과를 산정할 수 있는 경

우는 옵션 A를, 그리고 모든 파라미터들을 측정해야 할 경우는 옵션 B

를 택한다. 옵션 C와 D는 조치의 효과만을 분리하기 어려워 전체 시설

을 대상으로 하여 추정을 해야 할 경우에 선택한다. 계량데이터의 확보

가 가능한 경우는 옵션 C를 적용하며, 전체 시설 수준에서 에너지절약

조치를 통한 절감 효과가 임의(random)의 또는 설명되지 않는(unexplained)

에너지사용의 변동성보다 클 경우에 적용한다. 옵션 D는 시뮬레이션을

적용해야 할 경우 선택하며, 사용 전과 후의 에너지사용량 중 하나라도

시뮬레이션을 해야 할 경우에 적용한다.

146

[그림 5-1] 에너지 절감량 산정 옵션 선택 과정

자료: EVO(2012, p. 33)

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 147

2. 교육 및 홍보

에너지수요관리 정책 중 비교적 적은 예산으로 큰 효과를 볼 수 있

는 분야가 교육, 홍보나 캠페인과 같이 에너지소비 주체의 인식과 행동

의 변화를 통해 에너지 소비를 절감하는 방법이다. 하지만 에너지소비

의 행태의 변화는 개인마다 그 범위와 깊이가 다르며, 행태 변화의 지

속 기간도 일시적인 경우, 간헐적으로 나타나는 경우 그리고 반복적으

로 지속되는 경우 등 다르게 나타나기 때문에 그 효과를 공학적인 계

산이나 컴퓨터 시뮬레이션 등의 방법으로 정량적으로 측정하거나 평가

하기는 쉽지 않다. 이러한 행동 기반의 에너지수요관리 정책의 효과를

측정하는 주요 방법으로 조사 기반 평가법(Survey-based evaluations)과

실험 디자인 평가법(Experimental design evaluation) 등이 있다(Mahone et

al., 2011, p. 28).

조사 기반 평가법은 행동 기반의 에너지수요관리 프로그램 대상자

중 통계학적 샘플링을 통해 대표성이 있는 표본을 추출하고 설문을 통

해 프로그램의 효과를 추정하는 방법이다. 하지만, 설문을 통해 프로그

램과 행동변화의 인과 관계를 명확하게 규명하기는 쉽지 않으며, 따라

서 조사의 계획 단계에서 설문지의 설계에 신중을 기해야 하며 결과의

해석 또한 주의가 필요하다. 실험디자인 평가법은 실험그룹과 통제그

룹을 나누어 프로그램을 차별적으로 시행하고, 그 차이, 즉 효과를 통

계적 방법으로 추정하는 방법이다.

148

3. 에너지-경제 모형

복수의 수요관리 정책들을 포괄하여 정책효과를 분석해야 하는 상황

도 종종 발생한다. 예를 들어 우리나라의 에너지기본계획이나 에너지

이용합리화기본계획과 같이 국가단위의 계획을 수립함에 있어 목표수

요를 설정할 때 가용한 에너지수요관리 정책수단들을 포괄하여 시나리

오를 구성하고, 해당 시나리오별로 에너지 절감량을 산정한 후 이를 바

탕으로 목표수요를 설정한다. 법정계획인 지역에너지기본계획의 경우

도 비슷한 방법으로 목표수요를 설정한 후, 이를 달성하기 위한 구체적

인 에너지수요관리 정책 수단들을 설계한다. 상황에 따라서는 최종에

너지소비 부문들 중 일부를 대상으로 해당 정책들을 포괄적으로 분석

해야 하는 상황도 발생한다. 전력수급기본계획은 에너지원 중 전력부

문만을 대상으로 분석하는 경우이다. 이러한 경우는 개별 기술이나 기

술의 집합에 대한 분석을 넘어 전체 에너지 수요와 공급을 고려한 분

석이 필요하며, 필요에 따라서는 수급에 영향을 미치는 다른 요소, 예

컨대 경제적 요소 등까지 고려가 필요하다.

에너지수요와 공급을 결정하는 요인은 크게 시장적 요인과 기술적

요인으로 구분이 가능하다. 이 두 요인 중에서 어떤 그룹의 요인을 중

심으로 에너지수요 및 공급을 결정할 것인가에 따라 에너지-경제모형

은 상향식모형(bottom-up model)과 하향식모형(top-down model)으로 구

분된다. 상향식모형은 경제 내의 기술적 잠재력과 에너지공급기술을

구체적으로 정의하여 다양한 대체기술이 비용조건과 에너지공급에 미

치는 영향을 분석하는 방법이고, 하향식 모형은 시장에서 채택된 이용

가능한 기술만을 고려하여 소득, 가격탄력성과 같은 총량경제지수를

통해 에너지수요를 결정한다(임재규 외, 2013, p. 98).

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 149

IPCC(2001)는 에너지 절감 및 온실가스 감축을 위한 정책들의 효과

분석 모형들을 제시하고 있는데, 여기에는 투입산출모형(Input-output

models), 거시경제모형(Macroeconomic models), 연산가능일반균형모형

(Computable general equilibrium models, CGE), 동태적 에너지최적화모형

(Dynamic energy optimization models), 통합에너지시스템 시뮬레이션모

형(Integrated energy-system models), 그리고 부분 예측모형(Partial

forecasting models) 등을 포함하고 있다(임재규 외, 2013, p. 95). 본 절에

서는 우리나라에서 에너지정책 효과평가를 위해 많이 채택되고 있는

상향식모형인 LEAP 모형과 TIMES 모형, 그리고 대표적인 하향식모형

인 CGE 모형을 대상으로 그 작용 원리와 장점 및 단점 등을 비교평가

하고, 본 연구의 에너지효율관리 정책의 효과를 평가하기에 적합한 모

형을 검토하였다.

가. 주요 방법론 검토

1) LEAP 모형

LEAP(Long-range Energy Alternative Planning System)은 Stockholm

Environment Institute(SEI)에서 에너지정책 및 기후변화 완화 관련 분석

을 위해 개발된 분석도구이다(임재규 외, 2013, p. 104). LEAP은 시나리

오 분석에 기반을 두고 있으며, 시나리오는 에너지소비 행위에 대한 포

괄적인 정보에 기초하며, 특정지역에 대한 경제, 인구, 기술, 가격 등에

가정들을 반영한다. 비교적 신축적인 데이터 구조하에서 에너지소비

행태와 기술에 대한 시나리오를 설정할 수 있다. 이를 통해 분석대상

지역이나 국가의 에너지수급과 공급에 대한 중장기 전망이 가능하며,

150

정책분석 도구로서 에너지 관련 정책, 프로그램, 투자 및 행등 등이 물

리적, 경제적 그리고 환경에 미치는 효과와 문제를 분석하는 데 활용이

가능하다.

시나리오 설정을 통해 기준전망(Business as usual, BaU) 결과가 도출

됨과 동시에, 각종 정책 및 프로그램에 의한 수급전망 등을 도출할 수

있다. 시나리오별 전망결과가 도출되면, 이러한 결과는 각종 정책 및

프로그램들의 효과를 독립적으로 또는 종합적으로 분석할 수 있다.

LEAP은 크게 경제모듈, 에너지모듈 그리고 환경모듈로 구성된다. 에

너지수급을 결정하는 외생변수, 에너지소비, 에너지전환 및 공급, 온실

가스 및 대기오염 배출 등 온실가스 배출을 결정하는 일련의 과정을

순차적인 모듈로 구성한 것이다(이성인 외, 2009, p. 38).

[그림 5-2] LEAP의 일반적인 모듈 구조

자료: 임재규 외(2013, p. 106)

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 151

각 모듈은 그 특성에 따라 서로 다른 계산기법을 적용할 수 있다(임

재규 외, 2013, p. 107). 최종에너지소비를 결정하는 데 있어 크게 세 가

지 방식을 선택적으로 사용할 수 있는데, 첫째는 에너지집약도(energy

intensity)를 통해 에너지 소비량을 결정하는 ‘에너지소비활동 분석

(activity analysis)’이다. 이 계산법은 에너지소비활동(activity level)과 단

위 활동의 에너지소비량, 즉 에너지집약도를 활용하며, 그 수식은 아래

와 같다.

에너지수요 에너지소비활동 수준 ×에너지집약도 [수식 2]

둘째는 ‘스톡분석(stock analysis)’ 방법으로, 에너지소비가 에너지사용

기기의 수명이나 보급대수에 크게 의존하는 경우에 기기의 보급대수

(stock)와 기기당 에너지소비량(energy intensity per device)을 통해 에너

지소비량을 계산한다. 그 산식은 아래와 같다.

에너지수요 기기별 보급대수 ×기기별 에너지집약도 [수식 3]

마지막으로, 수송부분에 대해서는 차종별 등록대수와 연비(fuel

economy) 그리고 연간 운행거리를 이용해 에너지소비량을 계산하는

‘수송 분석(transport analysis)’이 있으며, 그 산식은 아래와 같다.

에너지수요 자동차 보급대수 ×연간 운행거리 ×연비 [수식 4]

LEAP은 에너지정책에 대한 아이디어나 계획에 대한 분석과 평가를

복잡한 타 분석모형을 거치지 않고 손쉽게 수행할 수 있는 장점이 있

다. 또한 모델 내부에 에너지관련 기술의 기술적 특성, 비용 및 환경적

152

효과 등에 대한 데이터베이스(Technology and Environmental Database,

TED)가 있으며, 부문별, 기술별 에너지 수급변화에 따른 온실가스 배출

량을 동시에 산정할 수 있다는 것이 여타 상향식 모델과 차별화된

LEAP 시스템만의 장점이다(이성인 외, 2009, p. 40). 반면, 거시경제모

형과 같이 정책이 고용이나 GDP 등과 같은 경제변수에 미치는 파급효

과를 분석할 수 없으며, 자동적인 시장균형 또는 최적화 분석을 수행하

기 어려운 단점이 있다(임재규 외, 2013, p. 104). 또한 입력 데이터의

질이 도출되는 결과에 큰 영향을 미친다는 점도 주의해야 할 부분이다

(이성인 외, 2009, p. 40).

2) TIMES 모형

TIMES(The Integrated MARKAL-EFOM System)62)는 지역, 국가, 다지

역(multi-regional) 또는 글로벌 에너지시스템을 구축하기에 용이한 경제

모델로서, 다기간(multi-period time horizon)에 걸친 기술기반의 에너지

역학관계를 구현하기에 적합하다(Loulou 외, 2016, p. 9). 이 모델은 일

반적으로 전체 에너지부문을 포함하지만, 필요에 따라서 전력, 지역난

방 등 개별 에너지부문만으로 모형을 구축하는 것도 가능하다.

TIMES도 상향식 모형으로, 모형 내에 에너지 공급기술을 구체적으

로 정의하고, 다양한 대체 기술의 도입이 에너지공급과 비용에 미치는

영향을 분석하는 방법론이다(안지운, 2014, p. 24). 에너지수요를 포함한

최종 수요가 외생적으로 주어지며, 그 수요를 충족시키기 위한 에너지

공급이 모형에서 결정된다. 즉, 에너지 및 서비스 수요를 가정하고 그

62) TIMES의 구조는 MARKAL(Market Allocation Model)과 EFOM 등 두 상향식 모델의 영향을 받았다(Loulou 외, 2016, p. 9)

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 153

수요를 충족시키기 위해 하위 요소들을 어떻게 활용하는지를 결정하는

방식으로 분석된다.

TIMES의 에너지경제는 에너지 캐리어(carriers), 물질, 에너지서비스

및 배출과 같은 상품이나 서비스에 대한 생산자와 소비자로 구성된다.

기본적으로 완전경쟁 시장을 가정하며 결과는 생산자 잉여와 소비자

잉여의 합인 총 순잉여(net total surplus)를 극대화하는 공급과 소비의

균형상태가 된다. 완전경쟁 시장의 가정에서 벗어나 기술 보급의 제약,

배출에 대한 제약, 외생적 유가 적용 등과 같은 제약들을 적용할 수도

있으며, 세금이나 보조금과 같은 시장 결함(market imperfections)도 적용

이 가능하다.

TIMES에서 에너지경제는 세 가지 유형의 요소들로 구성된다. 첫째

는 공정이라는 개념에서의 기술인데, 이는 특정 상품을 다른 상품으로

전환시키는 물리적 플랜트, 차량 또는 다른 디바이스를 의미한다. 채굴

공정이나 수입 과정이 여기에 포함되며, 에너지를 수요서비스로 전환

하는 활동, 예컨대 난방 시스템, 차량과 같은 최종 소비 디바이스, 정유

공장과 같은 에너지공정 플랜트, 전기를 생산하는 전환 공정 등이 여기

에 포함된다. 둘째는 상품인데, 여기에는 에너지 캐리어, 에너지 서비

스, 물질, 화폐의 흐름, 배출로 구성된다. 상품은 하나 또는 그 이상의

공정으로 생산되며, 다른 공정에서 소비된다. 마지막은 상품의 흐름인

데, 이는 공정과 상품을 연결시킨다. 흐름은 상품과 같은 특성을 같지

만, 하나의 특정 공정에 국한되어 있으며, 하나의 투입 또는 그 공정의

하나의 산출을 말한다. 예를 들어, 특정 지역, 특정 시점, 특정 기간에

서 특정 유형의 풍력터빈에서 생산된 전력이 하나의 상품 흐름이다.

[그림 5-3]는 가상의 단일 에너지서비스 수요, 즉 가정의 난방 부문을

154

통해 TIMES 모형의 일반적인 구조를 보여준다. 여기에는 가스, 전력

및 난방유 에너지 캐리어(상품)를 각각 사용하는 세 가지 최종 소비 난

방 기술들이 있다. 이 에너지 캐리어는 하나의 가스 플랜트, 세 개의 발

전 플랜트, 그리고 하나의 정유소와 같은 다른 기술에 의해 생산된다.

[그림 5-3] TIMES의 기준(reference) 에너지시스템 구조도

자료: Loulou 외(2016, p. 19)

3) CGE 모형

연산가능 일반균형모형(Computable general equilibrium, GCE)은 다양

한 에너지 및 기후변화 정책효과 분석에 주로 사용되는 하향식 모형이

다. CGE는 비교정학 분석(comparative static analysis)을 통해 정책의 효

과를 평가할 수 있다(Böhringer 외, 2003, p. 2). 생산자와 소비자가 비용

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 155

최소화와 효용 극대화를 위한 최적의 합리적 선택을 하고 있다는 가정

하에 기준연도 경제구조의 자료를 기준으로 목적함수와 제약조건 등을

만들어 낸다(오인하, 2011, p. 66). 이렇게 보정(calibrate)된 일반균형의

경제체제는 다양한 충격실험을 가능하게 한다. 즉, 어떠한 규제나 정책

등의 외부적 충격이 있을 때, 모형이 새롭게 찾는 균형 상태와 기존의

균형 상태를 비교함으로써 충격의 거시경제적 효과를 모사할 수 있다.

CGE는 합리적 경제주체라는 행태적 가정과 균형 조건 분석을 결합

한 일반균형 이론의 기초하에 개발된 모형이다(Böhringer 외, 2003, p.

2). 경제를 대표적 생산 및 소비주체로 이루어졌다고 가정하고, 경제구

조를 주체 간에 상품과 요소가 출입되는 생산 및 효용 함수로 연결하

여 나타낸다(오인하, 2011, p. 66). 일반균형의 방정식 체계는 혼합된 상

보성 문제(mixed complementarity problem, MCP)를 갖는다. 여기서 혼합

은 부등식과 균등식을 포함한다는 의미이며, 상보성은 시스템 변수와

시스템 조건과의 상호 이완조건을 의미한다. 이는 전통적 체계의 일반

균형보다 여러 대안적 경제행위 간의 체제 변환(regime shift)이나 이산

(discrete) 가격 및 수량에 대한 제약 등을 명시적으로 모형화할 수 있는

장점을 지닌다. MCP의 수리적 체계는 다음과 같다. 생산자의 비용 최

소화 문제를 통해 비용함수를 도출하고, 소비자의 지출 최소화 문제를

통해 지출함수를 도출하며, 이 두 개의 함수를 통해 요소수요함수와 재

화수요함수를 도출한다(조경엽, 2014, pp. 18~19).

아래 [그림 5-4]는 CGE 분석의 일반적인 다섯 단계 절차를 보여준다.

첫 번째 단계에서 적정한 모델 디자인을 위해 정책이 주의 깊게 연구

되어야 하며, 요구되는 데이터 또한 검토되어야 한다. 두 번째 단계는

주요 경제적 메커니즘을 구성하기 위한 경제 이론을 활용하는 단계이

156

다. 세 번째 단계는 데이터 작업과 모델을 구축하는 단계로, 기준 상황

에 대하여 변화를 야기하는 정책이나 전략의 대안, 즉 시나리오를 설정

하는 것도 포함한다. 네 번째 단계는 보정(calibration)과 신규 정책의 균

형을 계산하는 컴퓨터 시뮬레이션 단계이다. 그리고 마지막 단계는 이

를 해석하는 단계가 된다.

[그림 5-4] CGE 분석의 절차

자료: Böhringer 외(2003, p. 17)

나. 최적 에너지-경제모형 선정

본 절에서는 앞의 제2절에서 기술한 LEAP, TIMES 그리고 CGE 모형

들 중 에너지수요관리정책의 효과를 평가하기에 적합한 모형이 어떤

것인지 살펴보았다. 이들 모형 중 적절한 모형은 앞에서 제시된 기술

개체형 프로그램과 행태변화형 프로그램을 모두 포괄할 수 있는 유연

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 157

한 틀이어야 한다. 이러한 관점에서 보면 기술 중심의 최적화 모형인

TIMES는 행태변화형 프로그램을 분석에 포함하기에는 적절하지 않을

수 있다. 또한 기술선택형 프로그램들만 포괄하는 경우도 목표관리제

나 제로에너지빌딩 건축물 인증제와 같이 특정 기술을 대상으로 하지

않고 사업체나 건물 전체를 대상으로 하는 경우는 시스템 전체에서 각

각의 공급기술들을 구체적으로 정의하고, 동시에 복수의 공급기술들

조합을 구체적으로 정의하여 최적화 시스템을 구축할 수 있을 정도의

유연성이 있는지 검토가 필요하다.

하향식 모형인 CGE 모형은 경제활동 수준의 변화를 중심으로 한 모

형이고, 정책에 따른 경제활동의 변화와 이에 따른 온실가스 배출량 감

축효과(에너지 수요 절감)를 분석하는 데 초점이 맞춰져 있다63). 하지

만 에너지수요관리정책은 주로 경제활동의 변화보다는 경제주체의 에

너지사용 행태나 기술선택의 변화를 통해 에너지사용에 영향을 미친

다. 때문에 하향식 모형인 CGE는 이러한 에너지효율정책 평가 시스템

을 구현하고 원하는 효과를 산정하기 위한 틀로는 적합하지 않은 것으

로 평가된다.

반면, LEAP을 기반으로 구축된 모형은 감축정책이 경제주체의 의사

결정 변화를 유발하여 에너지소비 및 온실가스 배출량 변화를 세부적

으로 분석할 수 있다는 장점을 지니고 있다(임재규 외, 2013, p. 102).

LEAP은 또한 정책분석 도구로서, 에너지정책, 프로그램, 투자 및 행동

등의 물리적, 경제적 그리고 환경적 파급효과를 시뮬레이션 하는 데 활

용할 수 있어 에너지효율정책 평가 시스템 구조를 모형으로 구현하기

에 적합한 틀인 것으로 평가된다.

63) 임재규 외(2013, p. 99)를 참조

158

제3절 에너지정책 효과 분석 체계

1. 에너지효율정책 평가 시스템 구조

에너지효율정책 평가 시스템은 앞 절에서 살펴본 설비･기기의 개체

에 의한 효과, 교육이나 홍보와 같이 행태 변화에 의한 효과, 그리고 복

수의 에너지효율정책에 의한 복합적인 효과를 모두 분석할 수 있도록

설계되어야 한다. 먼저 평가 시스템의 기초로서, 각종 입력 자료의 DB

가 필요하다. 개별 설비･기기들의 기술 특성을 담은 에너지 기술DB와

사용 시간, 로드 패턴 등의 정보를 담은 사용행태DB가 확보되면 개별

설비나 기기들의 에너지사용량과 기기 개체에 따른 에너지 절감량을

공학적으로 산정할 수 있다. 설비･기기별 에너지 절감량에 대한 정보를

담은 DB가 구축되면 이러한 설비･기기를 대상으로 하는 에너지효율

시책이나 프로그램별 에너지절감효과를 산정할 수 있다. 에너지 사용

행태DB는 행태변화를 유도하는 시책이나 프로그램의 에너지절감효과

를 산정하는 기반이 되기도 한다. 에너지-경제모형은 기기 개체와 행태

변화를 모두 포괄할 수 있도록 설계되어야 한다.

아래 [그림 5-5]는 이러한 요건들을 고려하여 개념적으로 에너지효율

정책 평가 시스템을 층위별로 구조화한 그림이다. 기기･설비만을 대상

으로 하는 프로그램은 ‘설비･기기 대상 프로그램’에 해당한다. 각 설비

나 기기의 기술특성과 사용 행태 정보를 통해 각각의 사전적(Ex-ante)

절감량을 산정할 수 있다. 사전적 절감량 정보를 바탕으로 해당 프로그

램의 사전적인 에너지 절감 효과를 가늠해 볼 수 있다. 그 프로그램의

이행에 따른 실질적인 에너지 절감 효과는 앞에서 설명한 IPMVP의 옵

션들의 방법으로 산정할 수 있으며, 이러한 방법으로 검증된 절감 효과

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 159

는 사후적(Ex-post) 절감량이 된다. 이 과정에서 계측을 통해 취득된 기

술 특성 관련 정보나 요금정보, 그리고 사용 행태 정보는 다시 기술특

성(에너지 기술DB)이나 행태정보(사용행태DB)로 피드백되어 업데이트

를 위해 활용이 된다.

[그림 5-5] 단계별 에너지효율정책 평가 시스템 구조

또 다른 유형의 정책은 기기나 설비를 특정하지 않고 건물 전체나

사업체 전체를 대상으로 하는 유형으로, 목표관리제, 배출권거래제도,

제로에너지빌딩 건축물 인증제 등이 여기에 포함된다. 교육이나 홍보,

그리고 캠페인 등과 같이 소비자의 행동 변화를 유도하는 정책도 이

유형에 포함된다고 할 수 있다. 이 경우, 정책의 효과는 고효율 설비나

기기 개체 등 기술적 에너지효율 개선으로 실현되기도 하지만, 기술적

에너지효율의 개선 없이 에너지를 절약하는 행동, 즉 물리적 또는 경제

160

적 에너지효율의 개선으로 실현되기도 한다. 이 두 가지 효과를 명확하

게 분리할 수 있는 경우는 기술적 에너지효율 개선은 IPMVP의 옵션을

활용하고 에너지 절약 행동은 앞 절에서 검토했던 조사 기반 평가법이

나 실험 디자인 평가법을 활용하여 평가할 수 있다. 이 과정에서 취득

된 기술특성 정보나 사용행태 정보 또한 피드백을 통해 에너지 기술

DB나 사용행태DB를 업데이트하는 데 활용된다.

가장 상위의 ‘지역･국가 통합효과 분석’은 에너지-경제모형에 해당된

다. 개별 에너지효율 시책이나 프로그램은 그 대상이 되는 기기･설비가

명확하게 규정되며, 예산에 따라 기기･설비의 수도 결정이 된다. 하지만,

국가나 지역단위를 대상으로 하는 정책의 효과를 사전적으로 평가하기

위해서는 해당 지역의 기기･설비에 대한 공급통계가 별도로 필요하다.

미국의 캘리포니아 주는 에너지수요관리 정책의 효과를 평가하기 위

한 시스템이 잘 갖추어진 사례로, 위의 [그림 5-5]의 설비･기기별 절감

량DB와 프로그램별 절감효과DB를 오랜 기간에 걸쳐 개발하여 제공하

고 있으며, 매년 업데이트를 하고 있다. CPUC는 에너지수요관리 정책

의 대상이 되는 설비와 기기별로 고효율 기기로 개체할 때의 사전적

절감량을 산정하여 DEER(Database for Energy Efficiency Resources)이라

는 DB를 구축하여 제공하고 있다. 이 DB의 데이터는 READI(Remote

Ex-Ante Database Interface)라는 인터페이스를 통해 접근이 가능하다64).

또한 California Energy Efficiency Statistics라는 에너지효율 데이터 포털

을 구축하여 운영하고 있다. 여기에는 IOU들이 시행하고 있는 에너지

수요관리 프로그램들의 정책 효과를 각각 산정하여 DB화하였으며, 프

로그램별 총(gross) 에너지 절감량, 순(net)에너지 절감량, 수요 절감, 온

64) DEER 웹사이트: (http://www.deeresources.com/index.php/deer-versions/readi, 최종검색일 2018.10.16.)

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 161

실가스배출량 저감, 그리고 비용효과성 등의 정보를 수록하고 있다65).

이 DB는 IOU가 제출한 정보를 바탕으로 매 분기마다 업데이트 된다.

CPUC는 기기별 사전적 절감량 산정 및 DB 구축, 프로그램별 사후적

절감효과와 비용효과성 산정 및 DB 구축, 그리고 이 과정에서 취득되

는 정보를 활용한 기초 DB 업데이트 등 일련의 과정을 통해 캘리포니

아에서 시행되고 있는 정책들의 성과를 끊임없이 평가하여 개선하고

보완해나가고 있다.

[그림 5-6] 미국 California Energy Efficiency Statistics 웹사이트

자료: California Energy Efficiency Statistics 홈페이지:(http://eestats.cpuc.ca.gov/Views/EEDataPortal.aspx, 최종 검색일 2018.10.16.)

65) California Energy Efficiency Statistics 홈페이지: (http://eestats.cpuc.ca.gov/Views/EEDataLandingPage.aspx, 최종 검색일 2018.10.16.)

162

2. 4차 산업혁명 기술적 특성의 반영과 활용 방향

전술한 바와 같이 4차 산업혁명 기술의 영향으로 에너지사용 기기들

은 IoT를 통해 연계되어 시스템화되고, 실시간 모니터링과 원격제어,

더 나아가서는 자율제어와 에너지소비의 최적화라는 방향성으로 진화

할 것으로 예상된다. 이에 따라 에너지효율관련 정책은 실시간으로 생

성되는 양질의 정보를 활용하여 그 효율성을 높일 수 있으며, 초기 단

계에서는 에너지 사용자들의 행동변화를 유도하는 정책의 중요성이 높

아지는 반면, 최적화를 위한 자율제어가 가능해지면 시스템의 보급 정

책의 중요성이 대두될 것으로 보인다.

반면에 에너지사용 기기가 시스템화됨에 따라 제도의 복잡성은 증가

하게 되며, 에너지효율정책 효과 평가 시스템 또한 아래와 같이 4차 산

업혁명 기술의 특성과 방향성을 반영할 수 있어야 한다. 첫째, 에너지

기술DB와 사용행태DB는 실시간으로 측정되는 정보를 시의 적절하게

반영하여 업데이트될 수 있도록 유연하게 설계되어야 한다. 기술특성

의 경우 기존에는 실험실에서 측정된 정보를 활용했었지만, 앞으로는

센서에 의해 실제 사용 환경에서 측정되는 정보를 활용할 수 있어야

한다. 또한 주기적으로 업데이트될 수 있도록 해야 한다. 사용행태의

경우도 기존에는 주로 설문이나 공학적 추정에 의지했다면, 앞으로는

실제 사용 환경에서 수집되는 정보를 활용하는 방향으로 개선되어야

한다. 실제 사용 환경이 일률적일 수 없기 때문에 다양한 사용 환경에

대한 정보 또한 연계되어 DB가 구축되어야 한다.

둘째, 기존 설비/기기별 절감효과와 더불어 시스템 차원에서의 절감

효과의 평가가 중요해진다. 이전과는 다르게 개별 기기뿐만 아니라 전

체 시스템의 구축과 운영을 위해 추가되는 기기들, 그리고 자율제어를

제5장 기술변화를 고려한 정책평가모형 구조 설계 163

위해 증가하는 에너지를 포함하여 최적화에 의한 순(net) 에너지 절감

효과의 평가가 가능해야 한다.

셋째, 행태변화에 따른 에너지 절감효과의 평가는 연속적인 정보의

흐름에 따른 영향을 반영해야 한다. 기존에는 소비자에게 제공되는 정

보가 단발적이며 비교적 긴 주기로 업데이트되었다면, 앞으로는 소비

자가 연속적으로 흐르는 정보에 실시간 노출될 것이다. 또한 접하는 정

보 또한 다양해질 것이다. 따라서 행태변화의 양상 또한 보다 동적이며

다양한 형태로 나타날 것으로 기대된다.

마지막으로, 궁극적으로는 행태변화 또한 시스템의 최적화의 영역으로

수렴할 것으로 예상된다. 전술한 바와 같이 4차 산업혁명 기술 융복합의

마지막 단계인 자율제어 단계에 이르면 결국 소비자의 직접적인 제어 없

이도 시스템은 스스로 에너지 사용을 최적화하고 절감하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 4차 산업혁명 기술의 적용이 확대됨에

따라 에너지사용 기기들이 시스템화되는 환경에서 에너지효율관리제도

의 설계는 전체 시스템의 순(net) 에너지 절감효과를 고려해야 정책실

패의 위험을 최소화할 수 있다. 따라서 앞으로 에너지효율정책의 효과

평가는 제도 설계를 위해 점점 그 중요성이 증가할 것으로 보인다. 앞

으로 본 과제에서 연차별로 개발하는 평가 시스템은 4차 산업혁명 시

대에 대응하여 합리적이고 효과적인 에너지효율관리제도의 설계를 위

한 기초 분석을 제공하는 역할을 할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 제

도 이행의 성과를 재평가하여 그 결과를 다시 제도 개선을 위한 기초

자료로 제공함으로써 제도를 발전시키는 수단으로 활용하고자 한다.

제6장 정책적 시사점 165

제6장 정책적 시사점

본 연구에서는 4차 산업혁명의 구성 핵심 기술, 그리고 이것들이 에

너지효율 분야에 미치는 영향을 살펴보고, 이에 따른 에너지사용기기

의 스마트화 추이와 함께 에너지효율 향상을 점검하여 보았다. 이와 함

께 국내외 에너지효율관리 현황과 대응 움직임을 점검하였다. 본 장에

서는 이러한 분석결과를 종합적으로 정리하여 정책적 시사점을 도출하

고자 한다.

첫째로 4차 산업혁명 기술이 빠르게 진화하고 있어, 이에 맞추어 에

너지관리 정책과 제도도 패러다임 변화가 요구된다. 과학기술 기반의

사회는 과학기술의 발전 속도에만 비례하지는 않는다. 사회적으로 그

것을 수용하고 적용할 수 있는 환경이 구성되어 있어야 관련 기술들이

사회에 확산되고 응용 분야가 전체 분야로 넓어지면서 시너지 효과를

얻을 수가 있다. 따라서 아무리 특정 기술이 앞서 가더라도 연관 기술

이 속도를 맞추어 주지 않거나 사회적으로 수용할 수 있는 상황이 아

닌 경우에는 그 기술의 사용이 제한된다. 현재 우리 사회에 전파되고

있는 4차 산업혁명 또한 사회적인 변화가 동반되어야 함은 더욱 더 분

명하다. 특히 에너지부문의 경우, 우리의 일상생활과 밀접하게 연관되

어 있는데 앞으로 친환경과 고효율 방향으로 모든 패턴이 바뀌게 될

것으로 예상되고 있다. 따라서 에너지를 사용하는 각종 단위 기기뿐만

아니라 시스템 차원의 에너지관리가 요구된다. 건물(주택 포함) 및 공

장, 도시 및 산업단지 등의 공간에서도 기존과는 다른 에너지관리 패러

다임이 전개될 것이다. 이러한 가운데, 관련 정책들은 에너지 분야의

166

기술개발이 바른 방향으로 발전할 수 있고, 다른 기술 및 산업과 융합

되는 데에 문제가 없도록 각종 제도 및 규제들을 점검해 볼 필요가 있

다. 과거 산업혁명들은 기존 패러다임을 빨리 벗어버리고 새로운 패러

다임을 받아들이고 적응하는 국가들을 중심으로 발생하였다. 이러한

역사를 바탕으로 기존 틀에 갇혀 버린 사고를 버리고, 소통과 개방을

통하여 에너지 분야의 패러다임 변화를 추진해 나가야 한다.

둘째로 디지털화 에너지사용 기기·기술의 표준화와 함께 단일 기기

에서 시스템으로 효율관리를 확대해 나갈 수 있는 기반을 마련해야 한

다. 국제표준화기구(International Organization for Standardization: ISO)는

에너지효율 분야에서 다양한 국제표준을 개발ž제정ž보급하고 있다. 대

표적인 표준으로는 에너지관리 시스템(EnMS) ISO 50001 시리즈와 건

물에너지성능(EPB) ISO 52000 시리즈가 있다. 기타 정보기술(IT) 관련,

ISO/IEC JTC/SC39(ICT 제품 및 기술의 에너지 고효율화), 산업제품 및

공정 관련 표준화 개발을 위해 ISO/TC 117(fans), ISO/TC115(pumps),

ISO/TC 184(Automation sys & integration)를 설치ž운영 중이다. 국제전기

기술위원회(International Electro-technical Commission: IEC)에서는 발전,

송배전, 소비에 관련된 장비와 시스템의 통합 및 융합 에너지효율 표준

화 접근을 추진하고 있다. 따라서 개별 기술/장비보다는 시스템 접근

방식 지지함으로써 IEC 내외 TC간 협업을 통한 다양한 기술들의 통합

으로 새로운 타입의 표준을 개발하고 있다. 국제전기기술위원회(IEC)는

대표적인 전기사용기기인 전동기에 대해 전동기 시스템으로 에너지효

율 측정방법 및 에너지소비효율 기준을 확대하였다.

제6장 정책적 시사점 167

[그림 6-1] IEC 전동기에서 전동기시스템으로 측정·효율기준 확대

자료: IEA 4E(2015, p. 2)

최근 전략관리위원회(Strategic Management Board: SMB) 내에 에너지효

율자문위(Advisory Committee on Energy Efficiency: ACEE)를 설립하여

TC들 간에 공통된 에너지효율 문제를 취급하고 있다. 또한 이를 상호 연

계 및 조정하는 에너지효율 표준화에 대한 지침(guides)을 제공하고 있

다. ACEE는 에너지효율 관련 표준화 작업에서 시스템 접근을 권장·촉진,

지원하고 있다. 국내 에너지효율 표준화 방향 설정과 기술·제품 표준화

는 해외 선진국에 비해 아직 유아 단계에 머무르고 있는 실정이다. 최근

빠르게 확산되고 있는 가전제품과 스마트기기들을 지능형 신산업 전환

을 지원하기 위해 인공지능(AI) 기술에 대한 수용 가능하면서도 지능화

된 에너지 프레임워크 구축이 필요하다. 분산형 초경량 수요관리 프로토

콜은 이러한 프레임워크의 기본 프로토콜(예: 인터넷 TCP/IP)로 국제표

준화 추진 시 지대한 산업 파급효과가 발생할 것으로 기대된다.

셋째로 스마트화·IoT화 핵심 디바이스를 에너지효율관리 대상 품목

으로 포함하여 관리하고 단일제품 중심에서 시스템으로 확대해 나가야

한다. 전자제품에 디지털화와 IoT 기술이 빠르게 적용되고 있고 에너지

168

사용 제품의 스마트화 추세도 확대될 것으로 예상된다. 지능형 Thermostat

(온도조절기), 스마트 플러그, 개별 모니터링 및 제어 장치 등의 등장으

로 개별 에너지 사용기기의 에너지 사용량이 표시되고 파악이 가능해

지고 있다. 또한 IoT의 기본 구성요소인 계측기, 통신 등 디바이스의

경우 대기전력이 발생하여 IoT 제품이 빠르게 확산되어 향후 전기 소

비증가를 주도할 것으로 예상되고 있다. 따라서 4차 산업혁명 관련 디

바이스에 대한 효율관리가 요구된다.

ID/제조사　 게이트웨이필요 여부　 통신수단　 대기전력

(W) Smart LED bulb 1/A No Wi-Fi 3.0 Smart LED bulb 2/B No Bluetooth 0.8 Smart LED bulb 3/C No Bluetooth 0.7 Smart LED bulb 4/D Yes ZigBee 0.8 Smart LED bulb 6/E Yes ZigBee 0.4 Smart LED bulb 8/F Yes ZigBee 0.6

Gateway 5/D _ Wi-Fi 1.4 Gateway 7/E _ Ethernet 1.7 Gateway 9/F - Ethernet 1.7 Gateway 10/G - Wi-Fi 3.3 Gateway 11/H - prop. wireless 1.8 Gateway 12/J - Ethernet 1.7 Gateway 13/K - Ethernet 1.2 Actuator 14/K Yes 6LoWPAN 0.4 Actuator 15/J Yes prop. wireless 1.0 Actuator 16/J Yes prop. wireless 0.6 Actuator 17/J Yes prop. wireless 0.5 Actuator 18/F No Wi-Fi 1.5 Actuator 19/L No Ethernet 3.6 Actuator 20/M No ZigBee! 0.6 Actuator 21/N - Ethernet/Wi-Fi 2.6∼4.1 Camera 22/F No Wi-Fi 2.4 Camera 23/O No Wi-Fi 2.1

자료: EDNA(2016, pp. 20-21).

<표 6-1> 스마트 LED 및 홈오토메이션 디바이스 대기전력

제6장 정책적 시사점 169

디지털 제품과 시스템의 네트워크 기능 유지에 필요한 주요 디바이

스는 대기전력이 발생한다. 현재는 게이트웨이만이 대기전력프로그램

의 대상 품목이나 스마트 Thermostat, 스마트 플러그, 스마트 조명기기,

센서, Actuator 등의 주요 스마트 홈 디바이스 등도 대기전력프로그램의

대상 품목으로 확대함으로써 에너지 소비의 최소화를 도모하는 것이

바람직하다. 현행 에너지소비효율등급표시제도는 개별 제품 또는 기기

를 대상으로 하고 있으나, 향후에는 스마트 홈 시스템을 대상으로 하는

에너지소비효율등급제도의 도입을 통하여 가정 부문의 에너지효율을

극대화하는 것이 바람직하다. 스마트 홈의 보급 확대를 위해서는 소비

자에게 스마트 홈 시스템의 도입에 따른 경제적 순이익 등에 대한 충

분한 정보를 제공하는 것이 필요하며, 이를 위해서는 실제 상황에서의

스마트 홈 시스템의 에너지 소비량을 정확하게 파악할 수 있는 신뢰성

을 갖춘 측정방법 및 자료의 확보가 관건이다. 따라서 스마트 홈의 표

준화 및 에너지 절감 효과 파악 등과 같은 선결 조건들을 만족시킨 후

에 스마트 홈 시스템 전체를 대상으로 하는 에너지소비효율등급제도의

도입을 추진하는 것이 바람직하다. 스마트 홈 시스템은 다양한 기술과

방식으로 구성되어 있으며, 새로운 기술이 계속 출현하고 있으므로 스

마트 홈에 대한 기술 표준화는 시급히 확립되어야 한다. 스마트 홈에

대한 표준화는 향후 가정 부문에 도입될 수 있는 Demand Response 프

로그램이나 전기 자동차 등에 대해서도 확립되어야 하며, 가정 부문에

서 태양광 등의 신재생에너지를 이용하여 발전을 하고 수요 이상으로

생산된 전기를 외부에 판매하는 경우에는 복잡한 문제가 발생할 수도

있으므로 이러한 상황들을 모두 감안한 기술 표준화가 필요하다. 시스

템적 차원에서 건물, 공장, 도시 및 산업단지 등의 공간으로 에너지관

170

리를 확대해 나가야 한다.

넷째로 스마트 기술의 적용 제품에 대한 에너지효율 기준이 필요하

다. ICT 기술을 적용한 스마트기기의 보급은 급속도로 확산되고 있다.

Markets and Markets(2015)66)는 스마트기기의 시장규모가 2020년까지

USD 372억에 달할 것이며, 2015~2020년 5년간 연평균 15.4%씩 성장할

것으로 전망하였다. 스마트기기 생태계에서 스마트 홈과 주방이 핵심

적 역할을 하게 될 것이라고 내다보았다. 이러한 가전제품과 장비시장

의 급속한 변화 속에서 주요국은 스마트기기의 에너지효율과 성능 관

련 규제를 마련하기 위한 노력에 박차를 가하고 있다. 미국의 경우

2016년 스마트 온도조절장치를 에너지스타 대상 품목으로 선정하여 에

너지효율과 성능에 대한 기준을 제시하였다. Google Nest사의 온도조절

장치는 최초로 에너지스타 제품으로 선정되기도 하였다. 미국의 EPA와

DOE가 공동 운영하는 “에너지스타” 제도는 자발적 프로그램이다. 반

면, DOE는 의무적 에너지효율 규제제도를 운영하고 있는데, 이러한 기

관이 스마트 가전과 장비에 대한 효율 규제를 준비하기 위한 연구를

진행하고 있다는 점은 상당한 변화를 예고하고 있다. 또한 유럽의 강제

적 에너지효율 규제인 “에코디자인”도 스마트기기에 대한 효율 규제

적용을 위한 연구를 실시하고 있다. IEA는 회원국들의 에너지효율 담

당 정부기관들이 참여하는 CDA (Connected Device Alliance)를 설립하

여 스마트기기에 대한 에너지효율 및 성능 표준에 대한 원칙을 제시하

고 있다. 국제적 동향에 비추어 스마트기기에 대한 에너지효율 표준 마

련을 위한 우리의 대처는 상당히 뒤처져 있다. 스마트기기에 대한 효율

기준 마련을 위한 연구와 논의를 서둘러 시작할 필요가 있다.

66) Markets and Markets 웹사이트: (https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/smart-appliances-market-8228252.html, 최종검색일 2018.11.11.)

제6장 정책적 시사점 171

다섯째로 에너지효율관리 적용대상 제품을 가전·사무기기 중심에서

건물·산업용 기기로 확대할 필요가 있다. EU는 2009년 기존 에코디자

인지침(Ecodesign Directive, EuP)을 에코연관제품지침(Eco-related-Products

Directive, ErP)으로 대체하였다. 기존 지침에서는 직접적으로 에너지를

사용하는 제품만을 효율 규제 대상으로 하였으나, 새로운 지침은 사용

하는 동안 에너지 소비에 영향을 미치는 제품까지 규제대상을 확대하

였다. 이에 따라 수도꼭지, 샤워기 같은 욕실장비, 창과 같이 에너지를

사용하지 않지만 간접적으로 에너지 소비에 영향을 미치는 제품들이

효율 규제 대상에 포함되었다. 2018년 현재 ErP의 적용대상은 25개 제

품군에서 40개 이상의 제품을 대상으로 한다. 미국의 에너지효율기준

규제 대상 제품은 상당히 광범위하다. 최저에너지효율기준(MEPS)은 60

개 이상의 제품을 포함하고 있다. MEPS에 포함된 제품은 가정에서 사

용하는 에너지의 약 90%, 상업용 건물에서 사용하는 에너지의 약 60%,

산업용 에너지 사용의 약 30%를 담당하고 있다. 에너지효율 기준은 일

반적 에너지사용 제품뿐만 아니라 수도꼭지, 샤워헤드, 좌변기, 소변기,

세척 스프레이와 같은 물 사용 관련 제품 등 에너지 사용에 영향을 미

치는 제품까지 적용대상에 포함하고 있다. 이와 함께 소비자에게 제품

의 에너지효율 정보를 제공할 목적으로 하는 라벨제도로 DOE의 에너

지가이드와 EPA의 에너지스타가 운영되고 있다. 에너지가이드와 에너

지스타는 각각 12개 제품군과 75개 이상의 제품군을 대상으로 하고 있

다. 일본은 에너지 사용 및 에너지 관련 제품의 효율과 관련하여 전 세

계 최고 수준의 규제로 상당한 에너지 사용 절감효과를 거두고 있다.

일본의 ｢Top-Runner｣는 시장에 출시된 제품 중 가장 에너지효율이 높

은 제품의 효율 수준을 동일 제품군이 특정 기간 동안 준수해야 하는

172

최소 기준으로 하며, 이에 미치지 못하는 에너지 기자재를 시장에서 퇴

출하는 것으로 목적으로 하고 있다. 유럽, 미국, 일본 등 주요국에 비해

우리나라의 에너지 관련 기자재의 효율 규제는 대상 품목에 있어 상당

히 제한적이며 대상 품목이 축소되고 있다. 우리나라는 2015~2016년

전기냉동고, 식기세척기, 식기건조기, 형광램프용안정기, 전기장판, 전

기온수매트, 전열보드, 전기침대, 전기라디에이터 등 9개 품목을 에너

지소비효율등급표시제도 대상품목에서 제외하였다. 미국의 에너지스타

와 유사한 제도인 고효율인증기자재 대상품목도 2015년 초 총 45개에

서 2018년 8월 현재 21개로 축소되었다. 온실가스 감축목표의 달성과

에너지 안보를 높여 지속가능 사회를 만들기 위해서는 더욱 적극적인

에너지 수요관리 정책의 도입이 필요하며, 이 중 에너지 관련 기자재에

효율제도의 획기적인 강화가 검토되어야 한다. 또한 지속적인 효율관

리 대상품목의 확대가 필요하다. 특히, 산업용 기기에 대한 에너지효율

기준 적용 확대가 요구된다. 미국의 최저효율기준제도는 산업용 에너

지사용 기기의 30%를 포괄하고 있고 유럽은 산업용 제품의 적용 대상

을 지속 확대하고 있으며 CO2 배출 제품의 40%가 에코디자인 의무규

제 적용 대상이 되고 있다. 우리나라도 의무적 에너지효율 기준제도에

산업용 제품을 보다 확대 적용할 필요가 있다. 2017년 현재 최종 에너

지 소비의 61%를 산업부문이 소비하고 있다. 산업용 제품에 대한 에너

지효율규제를 강화할 필요가 있다. 우리나라의 경우 산업기기 및 건물

설비 기기 등은 임의적 제도인 고효율기자재인증제도에 의해 관리되고

있다. 이에 반해 미국은 25개의 산업용 및 상업용 제품군이 강제적 효

율규제인 최저소비 효율 기준의 적용 대상이다. 유럽의 에코디자인 규

제도 용접기기, 전문 세탁기, 기업 서버, 산업/실험용 용광로, 사무조명,

제6장 정책적 시사점 173

상업용 냉장 및 냉동고 등을 포함하고 있다. 우리도 고효율기자재인증

제도 대상 품목의 상당수를 최저에너지효율기준 제도로 이관하여 관리

하는 것을 검토할 필요가 있다.

여섯째로 효율 기준의 정기적 조정이 필요하다. 유럽과 미국, 일본은

주기적으로 효율기준을 강화하고 있다. 앞 절에서 살펴본 바대로 일본

은 전 세계 최고 수준의 에너지효율규제인 Top-Runner 프로그램을 운

영하고 있다. Top-Runner는 동일 제품군 중 최고의 에너지효율을 달성

하고 있는 제품이 효율 기준이 되므로 기술 수준이 향상될 때마다 자

동적으로 효율기준이 갱신되는 효과를 발휘하고 있다. 이로 인해 일본

은 강력한 에너지효율 개선 효과와 기술 수준의 향상을 달성하고 있다.

유럽은 2017년 6월 유럽의회에서 에너지라벨의 효율등급 체계를 현행

A+++~D 등급에서 A~G등급으로 변경하기로 결정하였다. A+++ 등급체

계는 지나치게 많은 제품이 A등급을 부여받게 됨으로써 소비자의 혼란

을 초래한다는 반성에서 라벨 등급체계의 조정 논의가 시작되었다.

2019년 1월 1일부터 시행되며 현재 A+++효율 등급 제품은 스케일 조

정 후 B등급이 될 수 있으며, 조정 초기에는 A등급이 비어있을 수 있

도록 하였다. 등급 재조정 결과 제품군의 30% 이상이 A등급이거나 A

및 B 등급 제품이 50% 이상일 경우 등급은 재조정된다. 미국은 2011년

부터 에너지효율 최상위 제품에 대해 Most Efficient 인증을 부여하고

있다. 이 프로그램은 매년 가장 에너지효율적인 제품을 업데이트함으

로써 보다 효율이 높은 에너지 제품이 시장에 보다 빠르게 출시될 수

있도록 설계되었다. EPA는 ｢Most Efficient｣의 기준을 매년 점검하고 새

로운 기준을 발표한다. 제품별 기준은 기존 에너지스타 인증 제품에 대

한 분석과 대상 제품군에 대한 DOE의 엔지니어링 분석을 기반으로 하

174

여 설정된다. 이러한 기준에 따라 선정된 Most Efficient 제품은 최고 중

최고 (Best of Best)를 의미한다. EPA는 2018년에 2019년 Most Efficient

제품의 기준을 발표하였다. 2019년 기존 Most Efficient 프로그램의 13

개 대상 제품군에 텔레비전을 도입하여 총 14개 제품군을 대상으로 한

다(EPA, 2018, p. 1).

이상에서 살펴본 바대로 일본과 미국은 최상위 효율 제품에 대한 라

벨제도를 운영하고 있다. 유럽도 최근 에너지효율 기술의 변화를 반영

하여 제품의 에너지효율에 대한 변별력을 높이기 위한 대대적 등급 조

정을 추진하고 있다. 우리나라도 최고 에너지효율 라벨을 추가로 운영

하거나 일본의 Top-Runner와 같은 가장 강력한 효율 기준을 도입하는

것을 검토할 필요가 있다. 또한 정기적으로 에너지효율 기준을 조정함

으로써 기술수준의 변화에 대응할 수 있도록 하여야 한다. 이는 에너지

효율을 통한 에너지 사용량 절감 및 온실가스 감축에 상당한 기여를

할 수 있을 것이며, 동시에 에너지 사용 및 관련 기기의 기술 수준의

획기적인 향상을 기대할 수 있을 것이다.

일곱째로 소비자에게 맞춤형 정보 제공이 필요하다. 주요국은 고효

율 제품에 대한 소비 유도를 위해 제품에 에너지효율과 성능에 대한

상세 정보의 비교사이트를 운영하고 있다. 유럽의 ｢Topten Act｣는 유럽

16개국의 에너지 사용 제품에 대한 맞춤형 정보를 제공하고 있다. 특정

제품을 구매하려는 소비자는 Topten 웹사이트67)에서 각 브랜드별로 전

기료, 에너지효율 지수, 에너지 사용량 (KWh/year), 구매 가능 국가명

등을 검색할 수 있으며 제품 간 상세 정보의 비교 또한 가능하다. 중국

은 2014년 파일럿 형태로 QR코드를 도입하였다. QR마크를 검색하면

67) Topten 웹사이트의 주소는 http://topten.eu/이다.

제6장 정책적 시사점 175

해당 제품의 에너지 사용과 관련한 상세정보와 기능을 파악할 수 있다.

2016년 6월, 에너지라벨(CEL: China Energy Label)에 QR코드까지 포함

한 새로운 디자인을 발표하였다. 우리나라도 2012년 초 에너지효율제

품 가격비교 사이트인 “효율바다”를 운영하고 있다. 효율바다는 에너지

관리공단의 효율등급제도 안내 사이트의 하위 항목에서 제조사와 브랜

드별 정보를 제공하고 있다. 하지만, “효율바다”는 사이트의 낮은 인지

도와 접근성 부족으로 효용에 한계가 있다. 효율바다의 활용도를 높이

기 위해서는 사이트 인지도 제고를 위한 노력이 필요하다. 또한 유럽의

Topten과 중국의 효율라벨에 QR과 비교하였을 때 해당 페이지에 대한

접근이 상대적으로 어렵다는 점에서 접근의 용이성을 높이는 노력이

필요하다. 특히 효율바다는 구글과 네이버에서 검색했을 때 해당 웹페

이지로 직접 연결되거나 사이트 위치 안내가 전혀 발견되지 않는다는

점에서 문제가 있다. “효율바다” 전용 웹사이트와 App을 마련하거나

중국과 같이 효율라벨에 QR코드를 통합하는 방안 등을 검토할 필요가

있다. 이와 함께 효율라벨에서 제공하는 정보를 좀 더 구체화할 필요가

있다. 예를 들어 여름철 에너지 요금의 상당부분을 차지하는 에어컨의

경우 월간 및 연간 예상 전기요금 정보를 제공하고 있지만, 에어컨의

경우 사용자의 온도설정 및 운전시간 등에 따라 요금에 있어 상당한

차이가 발생할 수 있다. 라벨에 제시된 예상 전기요금이 어떤 조건하에

서 도출된 것인지 제시할 필요가 있다. 또한 전기제품의 경우 제품의

소음도, 성능 등은 에너지 사용량과 만족도에 영향을 미치는 중요한 요

소들이다. 유럽과 미국 등은 제품의 기능과 성능 등을 저해하지 않는

범위 내에서 에너지효율 기준을 적용하도록 하고 있다. 성능 관련 요소

를 에너지효율 기준 설정 시 함께 고려할 필요가 있다.

176

마지막으로 개별 모니터링 및 제어 장치 등의 등장으로 개별 에너지

사용기기의 에너지 사용량 파악이 가능해 지고 있어 효율에 대한 검증

강화와 함께 실제 사용 환경에 가까운 정보제공이 필요하다. 최근 계측

과 IoT 기술의 적용으로 가전제품, 냉난방기기 등 에너지 사용기기의

실시간 사용량 계측이 용이해지고 있다. 실제 에너지 사용량과 등급제

도의 표시 사용량 간 지나친 괴리 발생으로 제도의 신뢰성 악화가 우

려되고 있다. EU는 2016~2017년에 걸쳐 18개월 동안 40만 유로를 투입

하여 EU에서 판매되는 전기 전자제품의 에너지효율에 대해 광범위한

조사를 실시했다. 이 조사를 통해 상당수의 제품이 에너지라벨에 기재

된 것보다 실제 일상 사용상황에서는 훨씬 더 많은 에너지를 소비하고

있는 것으로 드러났다. 이 조사에서 TV, 식기 세척기 및 냉장고 냉동고

는 에너지 라벨에 표시된 것보다 최대 2 배나 많은 에너지를 소모하는

것으로 나타났다.68) EU는 에코디자인 혁신을 통해 2020년까지 EU 배

출량의 약 9%, 2030년까지는 15% 절감이 가능하며 소비자는 연간 에

너지 비용으로 약 500 유로를 절감할 것으로 기대하였다. 하지만, 이

조사는 에코디자인의 목표가 실제 상황에서 에코디자인 적용 대상 제

품들의 예상 에너지 사용량 달성 여부에 달려 있다는 것을 보여준다.

이에 따라 EU에서는 제품의 에너지효율성 테스트가 실제 상황을 반영

하는 방향으로 개혁되어야 한다는 주장이 설득력을 얻고 있다. 에너지

효율 라벨에 기재된 에너지 예상 사용량과 실제 상황에서의 사용량 차

이는 미국에서도 매우 중요한 이슈가 되고 있다. 이 문제를 해결하기

위해 미국의 “에너지스타”는 제3자 인증방식을 도입하여 운영하고 있

다. 에너지스타를 획득하고자 하는 제품은 EPA가 인정하는 실험실에서

68) The Guardian 웹사이트: (https://www.theguardian.com/environment/2017/jun/21/domestic-appliances-guzzle-far-more-energy-than-advertised-eu-survey, 최종검색일 2018.10.26)

제6장 정책적 시사점 177

테스트를 거쳐야 하고 이 결과는 EPA가 인정하는 인증기관에서 검토

한 후 라벨을 부착할 수 있도록 하고 있다. 이러한 제도적 방안에도 불

구하고, 많은 실험결과들이 에너지라벨과 실제 사용량의 차이를 보여

주고 있다. The Guardian에 따르면 2016년 미국에서 실시된 한 연구는

미국에서 시판되고 있는 삼성전자와 LG TV의 에너지 사용량은 실험실

밖에서 45% 증가하였다는 결과를 보여주었다. 에너지라벨에 대한 소비

자의 신뢰를 확보하고, 세계 각지에서 판매되고 있는 국내 제품의 경쟁

력을 확보․유지하기 위해서는 실제상황을 반영할 수 있도록 표시방식을

개선할 필요가 있다.

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이 성 인

現 에너지경제연구원 연구위원

<주요저서 및 논문>제8차 전력수급계획 수립을 위한 수요관리 목표량 산정 및 실적평가 연구, 한국전

력공사, 2017 기후변화 대응 수요관리 총괄방안 연구, 산업통상자원부, 2016

소 진 영

現 에너지경제연구원 연구위원

<주요저서 및 논문>계통안정성을 고려한 태양광․풍력 발전의 경제성연구, 에너지경제연구원, 2014전기요금 누진제 개편이 신재생에너지 시장에 미치는 영향 분석, 에너지경제연구

원, 2017

기본연구보고서 2018-26

4차 산업혁명 시대 대응 중장기 에너지효율관리 발전 방안 연구(1/3)

2018년 12월 30일 인쇄

2018년 12월 31일 발행

저 자 이 성 인･소 진 영

발행인 조 용 성

발행처 에너지경제연구원

울산광역시 종가로 405-11 전화: (052)714-2114(代) 팩시밀리: (052)-714-2028

등 록 1992년 12월 7일 제7호인 쇄 효민디앤피

ⓒ에너지경제연구원 2018 ISBN 978-89-5504-709-7 93320

* 파본은 교환해 드립니다. 값 7,000원

본 연구에 포함된 정책 대안 등 주요 내용은 에너지경제연구원의 공식적인 의견이 아닌 연구진의 개인 견해임을 밝혀 둡니다.

울산광역시 중구 종가로 405-11 TEL I 052. 714. 2114 ZIP I 44543 ISBN 978-89-5504-709-7

93320

9 788955 047097

7,000원

4차

산업

혁명

시대

대응

중장

기 에

너지

효율

관리

발전

방안

연구

(1/3)

기본

연구

보고

서 1

8-26