태양광·풍력에 AI까지…제주 ‘에너지제로 마을’ 본격화

[이데일리 김영환 기자] 제주가 태양광·풍력 등 재생에너지와 에너지저장장치(ESS), 인공지능(AI) 기반 에너지관리시스템을 하나로 묶어 지역에서 생산한 에너지를 지역에서 소비하는 ‘에너지제로 마을’ 조성에 본격 착수한다. 전기차와 스마트팜까지 분산에너지 자원으로 활용해 지역 단위에서 전력의 생산·저장·소비를 최적화하는 실증사업이다.

기후에너지환경부는 ‘2026년 인공지능(AI) 기반 분산에너지 특화지역 지원사업’ 공모를 통해 선정된 다양한 분산에너지 사업모델의 실증을 제주에서 우선 추진한다고 8일 밝혔다.

제주는 분산에너지 실증의 최적지로 꼽힌다. 주택용 히트펌프 보급이 본격화하면서 주거 부문의 난방 전기화가 전국에서 가장 빠르게 진행될 예정인 데다 전기차 보급률도 전국 최고 수준이다. 지난 8월 말 기준 제주도의 전기차 보급률은 12.2%로, 향후 주택을 중심으로 전력 수요가 지속적으로 늘어날 것으로 예상된다.

이번 사업의 핵심은 제주 한림읍 또는 대정읍의 20세대 안팎 주택을 대상으로 추진하는 ‘에너지제로 주택단지’다. 태양광과 히트펌프, 전기차, ESS, AI 가전 등을 하나의 시스템으로 연결해 마을에서 생산·저장·소비되는 전력을 실시간으로 관리한다.

개별 주택에서 생산하고 남는 전력은 마을 구성원이 함께 활용하고 전기요금이 낮은 시간대에는 에너지 설비가 스스로 가동 시점을 조절한다. 이를 통해 에너지 비용을 낮추는 동시에 지역에서 생산한 전력을 지역에서 소비하는 자립형 에너지 모델을 구현한다는 구상이다.

특히 AI 기반 가정·마을 에너지관리시스템(HEMS·CEMS)을 활용해 각 가정의 전력 생산과 소비를 통합 관리한다. 재생에너지 발전량과 전력 수요를 예측해 생산·저장·소비 시점을 조절하고 전력 수급 상황에 따라 마을 단위의 전력 사용량을 유연하게 바꾸는 방식이다.

정부는 이를 통해 분산에너지 자원을 단순히 보급하는 데 그치지 않고 지역에서 생산된 전력을 지역 내에서 활용·거래하는 사업모델을 구현한다는 계획이다. 전력 수급 상황에 맞춰 전력 생산과 소비, 저장을 조절함으로써 전력망 안정성을 높이는 ‘유연성 자원’ 역할도 기대하고 있다.

전기차를 활용한 새로운 분산에너지 모델도 제주에서 실증한다. ‘전기차 충전스테이션’ 사업은 비리튬계 ESS와 초급속 충전서비스를 VPP(가상발전소) 플랫폼으로 연계하고 AI를 활용해 재생에너지 발전량을 예측하고 ESS의 충·방전 시점을 최적화하는 사업이다.

제주 주요 지역에는 양방향 충·방전이 가능한 전기차 충전기도 구축한다. 재생에너지 발전량이 많은 시간에는 전기차에 전력을 저장하고 전력 수요가 높은 시간에는 전기차에 저장된 전력을 다시 전력망으로 보내는 전기차-전력망 연계(V2G) 실증을 추진한다.

스마트팜에서는 태양광과 비리튬계 ESS, 공기열 히트펌프를 결합한다. AI 기반 환경제어·에너지관리시스템으로 재생에너지 발전량과 농장의 에너지 사용량을 예측·조정하고 남는 전력을 냉난방과 조명, 양액 공급 등에 효율적으로 활용한다. 에너지 자립도를 높이면서 농업 생산성까지 끌어올리는 ‘에너지-농업 융합’ 모델이다.

전기차 충전스테이션과 스마트팜에는 비리튬계 ESS를 적용해 장주기 운전성능과 안정성, 경제성 등 상용화 가능성도 함께 검증한다.

제주에서 추진되는 분산에너지 실증사업은 올해 말 현장 실사 등을 거쳐 향후 5년간 진행된다. 정부는 실증 결과를 바탕으로 에너지제로 마을을 비롯한 분산에너지 사업모델의 사업성을 검증하고 다른 분산에너지 특화지역으로 확대할 계획이다.

이재식 기후에너지환경부 전력망정책관은 “재생에너지, 에너지저장장치 등의 분산에너지 자원을 보급하는 것만큼 앞으로는 지역에서 생산한 에너지를 얼마나 효율적으로 활용하느냐가 중요하다”며 “주민의 에너지 비용은 낮추고 전력망의 안정적 운영에 도움이 되는 다양한 분산에너지 사업 유형을 실증해 성과를 확인한 후 다른 특화지역으로 확산해 나가겠다”고 말했다.