블록체인 기술을 활용한 전력의 디지털 네트워크

블록체인은 글로벌 디지털 장부로써 모든 거래를 시간 순으로 기록하는 “신뢰 기반의 프로토콜”의 역할을 한다. 비트코인이든 바나나코인(바나나 가격과 연계된 암호화폐)이든 자산(Asset)의 성격을 가진 것들의 거래 기록은 자신만의 블록체인에 모든 정보를 기록하고 있다. “블록체인 혁명(Blockchain Revolution, 링크)”의 공저자인 돈 탭스코트(Don Tapscott)와 알렉스 탭스코트(Alex Tapscott)는 블록체인에 관해 다음과 같이 설명한다.

“가장 기본적인 것은 오픈소스 코드입니다. 즉 누구나 무료로 다운로드 할 수 있으며, 즉시 사용할 수 있고, 온라인으로 거래 관리를 위한 새로운 도구를 만들 수 있다는 점입니다. 블록체인은 무수히 많은 새로운 응용 사례를 만들어낼 가능성이 있고, 동시에 아직 실현되지 않았지만 다양한 변혁을 위한 잠재력을 동시에 갖고 있습니다.”

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신재생에너지 시장은 블록체인 기술을 즉시 활용 할 수 있는 좋은 예이다. GE글로벌리서치의 엔지니어들은 풍력 발전과 태양광 발전으로 생산된 전력을 저장하는 배터리를 이용하는 전력 수용자와 발전 사업자를 블록체인으로 연결하는 방법을 모색하고 있다.

GE글로벌리서치의 수석 엔지니어 존 카본(John Carbone)은 “블록체인을 사용하여 시장 참가자들이 만나는 마켓플레이스를 만들 가능성을 생각하고 있습니다. 신뢰성을 높이고, 신재생에너지에 용이하게 접근할 수 있는 방식으로 모든 것들을 연결하려고 노력하고 있습니다.”라고 설명한다.

신재생에너지는 많은 장점이 있다. 연료가 되는 바람과 태양광은 무료이며, 이를 이용한 발전은 천연가스나 석탄화력과 달리 이산화탄소도 배출하지 않는다. 그러나 바람은 지속적으로 부는 것이 아니며, 태양광의 경우 흐린 날도 있다는 점이 단점이다. GE가 개발하는 시스템은 신재생에너지로 생산된 전력을 최대한 활용하고 싶어하는 세대주와 사업주에게 풍력과 태양광으로 생산한 전력을 배터리에 저장하고, 이를 통해 안정적인 전력을 제공하는 것을 목표로 한다.

(이미지: Shutterstock).

배터리와 기타 하이브리드 형식의 축전 솔루션은 이미 등장하고 있다. GE의 “신재생에너지 블록체인”을 통해 충전되는 전력과 배터리에서 방전되는 전력을 모두 기록할 수 있다. 마치 비트코인과 이더리움 지갑과 같은 것이다. 이를 통해 계통(Grid)의 수요를 모니터링하고 전력 거래를 위한 스마트 계약을 이용한다.

스마트 계약(Smart Contract)은 구매자와 판매자 간의 계약 조건이 코드 라인에 직접 쓰여지는 자체 실행 계약이다. 여기에 포함된 코드와 계약은 분산되고 탈중앙화된 블록체인 네트워크 전반에 걸쳐 존재한다. 스마트 계약은 중앙 기관, 법률 시스템 또는 외부 강제 메커니즘 없이도 신뢰할 수 있는 거래와 계약을 서로 다른 익명의 당사자간에 수행 할 수 있도록 한다. 거래를 추적 가능하고 투명하며 비가역적으로 만든다.

“디지털 통화와 스마트 계약으로 킬로와트 단위로 전력을 즉시 구입할 수 있습니다. 배터리를 필요 이상으로 이용하지 않고, 필요 이상의 전력을 사용할 필요도 없습니다.”라고 GE글로벌리서치 복합시스템 엔지니어링 랩의 선임 과학자 벤 베크만(Ben Beckmann)은 설명한다.

블록체인을 사용하면, 사업자는 전기를 얼마의 비용만큼 사용하고 싶은지, 몇 킬로와트가 필요하고, 어떤 요금에 구입하려는 지 등 간단한 규칙 관리를 통해 스마트 계약을 맺을 수 있다. “이것은 마치 소프트웨어가 관리하는 은행 계좌와 같습니다. 돈도 전력도 다른 모든 것도 자동으로 계좌에 예치, 인출, 사용할 수 있는 것입니다.” 베크만의 설명이다.

베크만은 추가로 이렇게 설명한다. “단순하게 생각해보죠. 매일 출퇴근용 자동차에는 연료 탱크가 있습니다. 자동차의 엔진은 연료 탱크의 가솔린을 이용해 에너지를 만들어냅니다. 운전자인 당신은 일주일에 한 번 주유소에 가는 것만 기억하면 됩니다. 즉, 연료 탱크는 당신과 자동차와의 교환을 매개하고 프로세스를 원활하게 하는 자동차의 ‘에너지 계좌’ 역할을 합니다.”

자동화된 시스템은 네트워크에 있는 스마트 계약에 따라 거래를 실행하고 수요자가 지불하고자 하는 만큼 전기 요금을 설정한다. 이 시스템은 배터리에서 현재 사용 가능한 전력량 소비 전력량과 사용자의 계좌에서 금액에 대한 제약 조건을 확인힌다.

“이러한 조건 중 하나라도 충족되지 않으면 시스템은 사용자에게 경고를 합니다. 당신은 (새로운 조건하에서) 여전히 전기를 이용하고 싶습니까?”라고 베크만은 덧붙인다.

“다른 사람에게 무언가를 해달라고 요청하는 것은 시간이 많이 걸리고 복잡 할 수 있습니다. 그러나 가전 기기 자체를 스마트 네트워크에 연결하기만 하면 전력을 효율적으로 분배 할 수 있습니다. 전기가 필요한 사람에게 더 효율적으로 전기를 공급함으로써 결국 모두가 이익을 보는 것이지요.” 존 카본의 설명이다.

“예를 들어 온도조절기가 집 주인이 선호하는 실내 온도를 알고 있었다고 합시다. 그러면 온도조절기는 가능한 가장 좋은 가격으로 전기를 구매하는 지시를 내리는 것입니다. 그리고 가장 효율적인 전기 사용을 조정하기 위해 가정 내의 모든 기기와 통신하고 외부 데이터도 활용합니다. 오늘은 너무 덥기 때문에 에어컨의 운전 가격이 상승할 것 같으면, 이 시스템은 집에서 사용하는 건조기에게 나중에 동작하도록 제안 할 수 있습니다. 이런 디지털 에코 시스템 전체를 조정할 수 있는 것입니다. ”

(이미지: Shutterstock)

이 외에도 더 많은 장점이 있다. 베크만과 카본에 의하면, 이 디지털 에코 시스템에서 배터리 소유자는 자신의 배터리를 어떻게 전력 거래에 활용할 지를 자신만의 규칙으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 야간에 바람이 강하고, 전력 수요가 낮은 경우 배터리를 충전하거나 아니면 낮은 가격이라도 좋으니까 배터리에 저장된 전력을 배터리가 비워 질 때까지 방전할지를 선택할 수 있다. 카본은 “전력 거래에서 최대한의 이익을 얻을 수 있도록 설비를 최적화하도록 설정할 수 있습니다.”라고 말한다.

지역 커뮤니티도 사용 가능한 신재생에너지의 양을 극대화하는 설정도 가능하다. “단지 많은 돈을 벌기 위한 이기적인 시도를 하고 있는 것은 아닙니다. 설비를 더 여유 있게 운용하고 배터리를 최대한 오랜 시간 활용하려고 하고 있습니다.” 베크만의 설명이다.

GE글로벌리서치가 위치한 뉴욕 니스카유나의 포지(Forge) 연구소에서는 이미 이 디지털 에코 시스템의 시제품이 구축되어 있다. 이더리움의 암호 통화를 채굴하는 것을 목적으로 설계된 컴퓨터를 이용하여, 이 컴퓨터에 작은 라즈베리 파이와 아두이노(Arduino) 프로세서를 연결했다. 라즈베리 파이나 아두이노 프로세서는 인터넷 쇼핑몰에서 30달러 정도면 구매할 수 있는 제품으로, 스마트 온도조절기, 조명 그리고 다른 가전 기기를 시뮬레이션한다.

“이 에코 시스템을 구축하기 위해 처음부터 개발을 할 필요가 없습니다. 필요한 것은 이미 존재하는 극히 간단한 기술입니다. 전기 자동차충전 스탠드, 스마트 미터 및 온도조절기 등 모든 전기 장비 및 전력 시장과 연결될 수 있는 에코 시스템이 이미 존재하기 때문입니다. “라고 카본은 설명한다.

개발 팀은 블록체인에 큰 기대를 걸고 있다. 현재 비트코인을 둘러싼 다양한 이슈들은 블록체인의 진정한 모습이 아니다. 암호화 기술을 기반으로 암호화폐는 단순히 블록체인의 초기 단계의 응용 사례이기 때문이다.

“(비트코인은) 나중에 되돌아 보거나 예전에는 그랬다라고 회상하는 그런 경험 중 하나가 될 것입니다. 우리 모두가 유선 전화를 사용했지만, 언젠가부터 사람들은 무선 전화만을 사용하기 시작했죠. 언제부터 그랬는지 그 누구도 그 날짜를 기록하지는 않지요? 단지 우리가 어느날 사용을 중단한 겁니다. 블록체인은 그 활용 여부에 관계없이 확실히 우리의 눈앞에 나타난 기술입니다.”라고 베크만은 설명한다.