KR20210073183A - 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템 - Google Patents

마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신재생에너지를 활용하여 발전을 수행하면서 분산되는 소규모의 에너지생산자인 마이크로 그리드, 하나 이상의 마이크로 그리드와 유,무선으로 연결되어 탄소저감량에 대응되는 탄소배출권를 분산 발행하는 서버플랫폼, 상기 서버플랫폼에서 발생되는 탄소배출권을 거래 가능한 화폐로 교환하여 판매와 구매가 가능토록 하는 배출권거래소의 연결구조로 이루어져 에너지생산자가 에너지 생산량에 대응되는 탄소배출권을 거래할 수 있도록 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템에 관한 것이다.

Description

마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템{System for dealing a carbon exhaust using microgrid}
본 발명은 신재생에너지를 활용하여 발전을 수행하면서 분산되는 소규모의 에너지생산자인 마이크로 그리드, 하나 이상의 마이크로 그리드와 유,무선으로 연결되어 탄소저감량에 대응되는 탄소배출권를 분산 발행하는 서버플랫폼, 상기 서버플랫폼에서 발생되는 탄소배출권을 거래 가능한 화폐로 교환하여 판매와 구매가 가능토록 하는 배출권거래소의 연결구조로 이루어져 에너지생산자가 에너지 생산량에 대응되는 탄소배출권을 거래할 수 있도록 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전력 그리드에 전기를 공급하기 위한 전력 관리 시스템들이 공지되어 있다.
그러나, 대부분의 종래 시스템들 및 방법들은 그리드로부터 서비스 포인트들을 제거하기 위하여 전기가 공급되는 경우에 로드 단축을 위하여 적용되나 그리드에 새로운 전원을 공급하거나 또는 도입할 수는 없다.
그리고, 그리드에 에너지를 공급하는 것은 임의의 공급량, 심지어 마이크로-스케일 공급이 풀 스케일(full scale) 유틸리티들 또는 매크로-발전에 적용가능한 표준들을 준수해야 하는 요건들로 인해 세부 어태치먼트 모델링을 필요로 하며, 이와같이 표준들을 준수하는 것은 곤란하거나 또는 비용이 많이 든다.
높은 로드 조건들 동안 베이스 로드, 중간, 및 피크 파워를 생산하는 증가된 비용과 결합된 화석 연료 일렉트릭발전의 사용으로부터 탄소 방출들의 영향의 증가된 인식은 주 기능이 생산, 분배, 동작 및 개별 고객들에게 일렉트릭의 판매를 가능하게 하는 일렉트릭 유틸리티들, 발전 유틸리티들, 또는 배전 유틸리티들 또는 임의의 그리드 운영자 또는 마켓 참여자에 의한 부가적인 발전 용량의 배치에 대한 필요성을 연기하거나, 몇몇 경우들에서 제거할 메카니즘으로서 로드 제어를 이용하는 대안적인 해결책들에 대한 필요를 증가시켰다 기존 일렉트릭 유틸리티들은 생산 및 일렉트릭 그리드로의 통합이 문제가 있는 재생 가능 에너지 소스들 또는 배전된 에너지자원들 같은 발전의 새로운 소스들을 통합할 필요를 다루면서 화석-기반 또는 매우 대규모 전기 발전의 구성에 대한 필요성을 연기하거나 제거할 방법들에 대해 압박이 가해진다.
이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제1856007호에 자가발전에 의한 에너지 하베스팅 핀테크 서비스 시스템에 관한 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 자가발전 사용자 컴퓨터;
에너지 스토리지 사업자가 구비하며, 자가발전에 의한 에너지 하베스팅 핀테크 서비스를 위한 자가발전 사용자 정보와 자가발전량 정보를 관리하는 에너지 관리 장치(EMS, Energy Management System) 서버와, 자가발전에 의해 생성된 전기 에너지가 저장된 배터리를 충전하는 에너지 스토리지 장치(ESS, Energy Storage System);
상기 에너지 관리 장치 서버로 전력 공급을 요청하면, 상기 에너지 스토리지 사업자가 에너지 스토리지 장치(ESS)에 충전된 전력이 포함된 배터리를 전력망 사업자에게 공급받고, 자가발전 전력 공급량 정보를 기록하며, 금융 VAN 사업자에게 자가발전에 따른 전력 공급 대금을 지급하는 전력 관리 서버;
상기 금융 VAN 사업자가 구비하며, 상기 에너지 관리 장치 서버로부터 자가발전 사용자 정보와 자가발전량 정보를 수신받아 저장하며, 상기 전력 관리 서버로부터 전력 공급 대금 입금받을 시에 상기 에너지 관리 장치 서버로 각각의 자가발전 사용자들의 전력 판매 금액과 전력 판매량, 자가발전 전력의 잔여량 정보를 전송하는 VAN서버; 및
상기 전력 관리 서버로부터 상기 전력 공급 대금을 입금받아 일정한 비율로 자가발전 사용자들에게 현금 계좌이체 또는 현금 포인트 이체를 통해 수수료를 차감하여 현금을 지급하는 상기 VAN 서버와 연동된 지불 결제 서버를 포함하며,
상기 자가발전은 태양광 발전, 자가발전 헬스기구, 자가발전 자전거, 자가발전 운동화, 웨어러블 체온 발전기를 사용하여 자가발전에 따른 에너지 하베스팅 기술을 통해 자가발전 사용자가 생성한 전기 에너지를 배터리로 저장하며, 상기 에너지 스토리지 장치(ESS)에 충전되어 저장되고, 상기 VAN 서버는 금융 VAN 사업자와 전력망 사업자의 충전 에너지 과금 연동 솔류션을 제공하여 Fintech 기술의 Payment Solution을 통해 내부에 지불 결제 서버를 포함하거나, 외부 지불 결제 서버와 연결되며, 상기 지불 결제 서버는 일정 비율로 회원별 자가발전 전력 사용자들의 기 등록된 계좌로 자가발전 전력 공급량 만큼 현금, 또는 현금 포인트, 또는 상품권을 지급하는 구성으로 이루어 진다.
그러나, 상기와 같은 시스템은, 탄소배출권을 활용할 수 없어 소규모 사업자의 경우 사용이 불가능하게 되는 단점이 있는 것이다.
한편, 기후변화가 상기에서 설명한 이산화탄소등을 포함하는 온실가스에 의해 기인한다는 주장이 설득력을 얻고 있으며, 상기와 같은 온실가스의 배출을 줄이기 위해 교통의정서에 의거 할당배출권제도를 기본으로 하는 탄소배출권 거래제도가 탄생되었다.
그러나, 이러한 탄소배출권은, 국가간, 대륙간, 거래는 제한적이었고, 청정개발체계(CDM:Clean Development Mechanism)에서 오직 Big-Grid가 생산하는 것만이 탄소배출권으로 사용되었으며, 경제적, 정치적 자산 그리고 폐쇄적 특성을 이용해 장기간 특정 거래소(EU-ETS)가 시장을 과점 하는 단점이 있는 것이다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 분산형인 에너지 생산자가 연결되는 Micro-Grid 에서 전력을 생산할 때 이를 탄소배출권으로 치환을 하도록 하고, 탄소배출권을 전자화폐로 발행하여 거래를 할 수 있도록 하며, 생산자와 수요자가 네트워크 내의 등록된 Node(네트워크상의 상점, 금융기관 등)들이 에너지 이외의 물품과 거래가 가능하도록 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 신재생에너지를 활용하여 발전을 수행하면서 분산되는 소규모의 에너지생산자의 연결구조로 이루어진 마이크로 그리드;
하나 이상의 마이크로 그리드와 유,무선으로 연결되어 탄소저감량에 대응되는 탄소배출권를 분산 발행하는 서버플랫폼의 연결구조로 이루어지고,
상기 서버플랫폼에서 발생되는 탄소배출권을 거래 가능한 화폐로 교환하여 판매와 구매가 가능토록 하는 배출권거래소로 이루어져 에너지생산자가 에너지 생산량에 대응되는 탄소배출권을 거래할 수 있도록 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템을 제공한다.
그리고, 상기 마이크로 그리드는, 소규모 독립형 전력망으로 태양광, 풍력, 파력 등의 신재생 에너지원을 사용하는 에너지생산자와 생산된 에너지를 저장하는 에너지저장장치(ESS)로서 이루어지는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템을 제공한다.
또한, 상기 마이크로 그리드는, 전력생산량에 대응되어 탄소저감량을 산출토록 저감량계산기가 설치되면서 각각의 ID가 부여되고, 무선모듈이 구비되어 서버 플랫폼및 에너지생산자와 무선 또는 유선으로 연결되며, GPS수신기가 장착되는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템을 제공한다.
더하여, 상기 서버플랫폼은, 탄소배출권을 전자화폐로 변환하고, 블록체인기술을 활용 공용함호화 하여 저장토록 하며, 유엔기후변화협약(UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change)으로 부터 청정개발체제(CDM)사업으로 인정받아 배출권을 획득한 사업자 인 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템을 제공한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 분산형인 에너지 생산자가 연결되는 Micro-Grid 에서 전력을 생산할 때 이를 탄소배출권으로 치환하고, 탄소배출권을 전자화폐로 발행하여 거래하며, 생산자와 수요자가 네트워크 내의 등록된 Node(네트워크상의 상점, 금융기관 등)들이 에너지 이외의 물품과 거래가 가능한 효과가 있는 것이다.
도1은 종래의 에너지 하베스팅 핀테크 서비스 시스템을 도시한 개념도이다.
도2는 본 발명에 따른 탄소배출권 거래 시스템을 도시한 개념도이다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소배출권 거래 시스템을 도시한 개념도이다.
도4는 본 발명에 따른 거래 시스템을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명에 따른 탄소배출권 거래 시스템을 도시한 개념도이고, 도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소배출권 거래 시스템을 도시한 개념도이며, 도4는 본 발명에 따른 거래 시스템을 도시한 순서도이다.
본 발명의 시스템은, 마이크로 그리드(600)와 서버플랫폼(200) 및 배출권거래소(300)의 연결구조로 이루어 진다.
그리고, 상기 마이크로 그리드(600)는, 신재생에너지를 활용하여 발전을 수행하면서 분산되는 소규모의 에너지생산자(610)의 연결구조로 이루어진다.
이때, 상기 마이크로 그리드(600)는, 소규모 독립형 전력망으로 태양광, 풍력, 파력 등의 신재생 에너지원을 사용하는 에너지생산자(610)와 생산된 에너지를 저장하는 에너지저장장치(630))로서 이루어진다.
또한, 상기 마이크로 그리드(600)는, 전력생산량에 대응되어 탄소저감량을 산출토록 저감량계산기(650)가 설치되면서 각각의 ID가 부여되고, 무선모듈(670)이 구비되어 서버 플랫폼및 에너지생산자와 무선 또는 유선으로 연결되며, GPS수신기(690)가 장착된다.
이때, 상기 마이크로 그리드(600)는, 한전전원(700)과 연결되어도 좋다.
계속하여, 상기 서버플랫폼(200)은, 하나 이상의 마이크로 그리드와 유,무선으로 연결되어 탄소저감량에 대응되는 탄소배출권를 분산 발행하도록 한다.
더하여, 상기 배출권거래소(300)는, 상기 서버플랫폼에서 발생되는 탄소배출권을 거래 가능한 화폐로 교환하여 판매와 구매가 가능토록 설치된다.
더하여, 상기 서버플랫폼(200)은, 탄소배출권을 전자화폐로 변환하고, 블록체인기술을 활용 공용함호화 하여 저장토록 하며, 유엔기후변화협약(UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Change)으로 부터 청정개발체제(CDM)사업으로 인정받아 배출권을 획득토록 설치된다.
즉, 서버플랫폼(200)은, 에너지 절감량을 공공 또는 민간 기관이 자발적으로 온실가스 감축을 위해 추진하고 있는 다수의 개별 사업을 묶어 CDM으로 등록이 가능한 제도인 PoA (Programm Of Activities)를 이용하여 탄소배출권을 생성하도록 설치된다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.
도2 내지 도4에서 도시한 바와같이, 본 발명의 시스템은, 마이크로 그리드(600)와 서버플랫폼(200) 및 배출권거래소(300)의 연결구조로 이루어져 마이크로 그리드에서 전원의 생산시 생산되는 전력량에 따라 탄소배출권을 산정하는 저감량계산기(650)가 설치되고, 상기 저감량계산기에 의해 마이크로 그리드에서의 탄소배출권을 생성하게 된다.
그리고, 상기 마이크로 그리드(600)는, 신재생에너지를 활용하여 발전을 수행하면서 분산되는 소규모의 에너지생산자(610)의 연결구조로 이루어져 생산되는 전원을 저장할 수 있게 된다.
더하여, 상기 전원은 한전전원(700)과 연결되어 탄소배출권은 물론 전원의 판매가 가능토록 된다..
이때, 상기 마이크로 그리드(600)는, 소규모 독립형 전력망으로 태양광, 풍력, 파력 등의 신재생 에너지원을 사용하는 에너지생산자(610)와 생산된 에너지를 저장하는 에너지저장장치(630))로서 이루어져 탄소배출권은 물론 전원의 생산이 가능토록 된다.
또한, 상기 마이크로 그리드(600)는, 전력생산량에 대응되어 탄소저감량을 산출토록 저감량계산기(650)가 설치되어 전원의 생산시 저감량의 산출이 가능토록 되고, 각각의 마이크로 그리드는 ID가 부여되어 주식 거래를 위한 통장과 같이 입금 및 출금을 위한 코드가 부여토록 된다.
그리고, 상기 마이크로 그리드(600)는, GPS수신기(690)가 장착 탄소배출권의 관리가 용이하게 된다.
계속하여, 상기 서버플랫폼(200)은, 마이크로 그리드가 연결되거나, 하나로 이루어진 빅그리드(900)가 연결되어도 좋다.
그리고, 본 발명은 각 마이크로 그리드에서 생성되는 소량의 탄소저감량을 PoA (Programme of activities)를 활용하여 CDM으로 등록할 수 있도록 설치되는 서버플랫폼에 동시에 다수개 연결되어 CDM을 활용할 수 있도록 함으로써 민간인 또는 기관이 자발적으로 온실가스 감축을 수행토록 한다.
더하여, 상기 서버플랫폼(200)에서 발생되는 탄소배출권은 배출권거래소(300)을 통하여 거래 가능한 화폐로 교환한 후 필요에 따라 판매와 구매가 가능토록 한다.
이때, 상기 CDM으로 등록된 탄소배출권은 지구 전체의 최대 배출 허용가능한온실가스량(Global Carbon Budget)과 같이 총량이 한정되어 있어 블록체인화의 가상화폐와 유사성이 있어 본 발명에서는 각 탄소배출권을 전자화폐로 변환 한 후 공용암호화 하여 저장토록 한다.
그리고, 상기 탄소배출권은, 마이크로 그리드에 설치되는 저감량 계산기와 연동되어 미리 저장된 공용화 프로그램에 의해 탄소저감량을 산출한 후 이를 탄소배출권으로 치환하고, 상기 탄소배출권 전자화폐인 코인으로 치환하며, 공용암호화 기술을 활용하여 저장토록 한다.
더하여, 상기 저감량계산기(690)의 자료가 GPS수신기기(650)를 통해 서버플랫폼에 송출이 되고, 상기 서버 플랫폼은 이를 근거로 탄소배출권을 생성하게 된다.
이때, 상기 서버플랫폼은, 탄소코인으로 치환을 하여 탄소 거래소에서 구매와 판매가 동시에 이루어 지도록 하면 좋다.
또한, 상기 탄소배출권은, 탄소배출권감축량 이라는 실체가 있는 전자 화폐로 발행이 되며, 전자화폐 거래당사자인 생산자와 판매자, 전자화폐 보유자로 에너지 거래외, 재화물품을 구입이 가능한 동맹점(Alliance)에게 부여하고, 전자화폐로 동맹점에 전자화폐 보유자가 물품을 구매 할 수 있는 구매자로 참여를 활성화하여 탄소배출권 전자화폐가 요율성 제고시킴과 동시에 전자화폐의 지급결제 수단으로서 안정성과 신뢰성을 구현 하고자 하는 시스템을 구현한다.
이때, 본 발명은 탄소배출권의 전자 화폐 활성화에 있어가장 큰 걸림돌이 되는 결제수단으로서의 미흡한 부분을 본 발명의 전자화폐 발행 방법 및 결제시스템의 제공등을 통해 문제를 근본적으로 해결하고자 한다.
또한, 탄소코인 배출권에서의 환전 기능을 동반함으로서 탄소전자화폐는 통상의 금융통화로서 기능을 하여 금융통화로서 통용이 되는 시스템을 구현한다.
200...서버플랫폼 300...배출권거래소
600...마이크로 그리드 610...에너지생산자
630...에너지 저장장치 670...무선모듈
700...한전전원

Claims (4)

  1. 신재생에너지를 활용하여 발전을 수행하면서 분산되는 소규모의 에너지생산자인 마이크로 그리드;
    하나 이상의 마이크로 그리드와 유,무선으로 연결되어 탄소저감량에 대응되는 탄소배출권를 분산 발행하는 서버플랫폼,
    상기 서버플랫폼에서 발생되는 탄소배출권을 거래 가능한 화폐로 교환하여 판매와 구매가 가능토록 하는 배출권거래소로 이루어져 에너지생산자가 에너지 생산량에 대응되는 탄소배출권을 거래할 수 있도록 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 그리드는, 소규모 독립형 전력망으로 태양광, 풍력, 파력 등의 신재생 에너지원을 사용하는 에너지생산자와 생산된 에너지를 저장하는 에너지저장장치(ESS)로서 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 그리드는, 전력생산량에 대응되어 탄소저감량을 산출토록 저감량계산기가 설치되면서 각각의 ID가 부여되고, 무선모듈이 구비되어 서버 플랫폼및 에너지생산자와 무선 또는 유선으로 연결되며, GPS수신기가 장착되는 것을 특징으로 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서버플랫폼은, 탄소배출권을 전자화폐로 변환하고, 블록체인기술을 활용 공용함호화 하여 저장토록 하며,
    유엔기후변화협약으로 부터 청정개발체제사업으로 인정받아 배출권을 획득한 사업자인 것을 특징으로 하는 마이크로 그리드를 활용한 탄소배출권 거래 시스템.
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