※ 중국 희토류 영구자석 수출통제 관련 기사 (NY Times)

● China Halts Critical Exports as Trade War Intensifies. (From New York Times, 2024. 04. 13)

중국은 광범위한 중요광물과 영구자석의 수출을 중단하여 글로벌 자동차 제조업체, 항공우주 제조업체, 반도체 및 군사관련 업체의 핵심 부품공급을 차단하겠다고 위협하고 있음.

전기차, 드론, 로봇, 미사일에 이르기까지 제조에 있어 필수적인 영구자석의 선적이 중국의 많은 항구에서 중단되었고, 중국은 새로운 규제시스템을 만들었음.
새로운 규제시스템이 도입되면 미국 군사관련 업체를 포함한 특정 기업에 영구자석이 공급되는 것을 영구적으로 차단할 수 있음.

이번 공식적인 영구자석 통제(Official crackdown)는 지난 4월 2일부터 시작된 트럼프 대통령의 급격한 관세 인상에 대한 중국의 보복조치의 일환임.
4월 4일, 중국정부는 중국에서 전량 정제되는 6종의 중희토류 금속과 90%가 중국에서 생산되는 희토류 영구자석의 수출을 제한하도록 명령하였음. 이로 인해 이들 중희토류와 영구자석으로 만들어진 금속은 특별 수출허가를 받아야만 중국 밖으로 수출할 수 있음.

중국은 라이선스 발급 시스템을 거의 구축해 놓지 않은 상황이며, 이로 인해 이들 품목의 수출과정이 지연될 수 있어 중국 외 지역에서 중희토류 및 영구자석 공급이 부족해질 수 있다는 우려를 표명하였음.

디트로이트 및 기타 지역의 생산시설들은 고성능 희토류 영구자석의 재고가 고갈되면 영구자석이 필요한 전기모터로 인해 자동차 및 기타 다른 제품들을 만들 수 없게 됨.
업체들의 재고 상황이 다르기 때문에 언제 생산이 중단되게 될지 예측하기가 어려움.

이번 수출중단이 된 금속은 다양한 종류의 전기모터에 필수적인 영구자석에 사용됨.
이러한 전기모터는 전기차, 드론, 미사일 및 우주선의 중요한 구성요소임.
가솔린 자동차도 조향 장치에 희토류 영구자석이 장착된 전기모터를 사용하고 있음.

희토류 금속은 제트엔진, 레이저, 자동차 헤드라이트 및 특정 점화플러그를 제조하는 화학물질에도 사용되며, 이러한 희토류 금속은 AI서버와 스마트폰에 전원을 공급하는 컴퓨터 칩의 전기부품인 커패시터의 중요한 구성요소임.

LA에 본사를 둔 화학제품 업체인 American Elements의 CEO인 Michael Silver는 중국으로부터 희토류 금속 및 영구자석 수출허가를 받는데 45일이 걸릴 것이라는 말을 들었다고 말하였음. Silver는 지난 겨울 미국과 중국간의 무역전쟁을 예상하고 재고를 늘렸음.

중국 상무부는 세관총국과 공동으로 수출통제 조치를 발표하면서 중국 기업들이 특히 군사관련 업체들을 포함한 미국기업들과 거래하는 것을 금지하였음.

MP머티리얼즈의 James Litinsky는 군 계약업체를 위한 희토류 공급이 특히 우려된다고 말하였음.
그는 “드론과 로봇공학은 미래 전쟁에 중요하다고 널리 알려져 있는데, 이들 미래 공급망의 중요한 희토류 금속의 투입이 중단되었다”고 말하였음.
MP머티리얼즈는 캘리포니아에 미국 내 유일한 희토류 광산인 Mt. PASS를 소유하고 있으며, 올 연말에는 텍사스에서 GM 및 기타 업체들을 위한 영구자석의 상업적 생산을 시작할 계획임.

일부 일본업체들은 2010년 중국과의 영토 분쟁에 따른 7주간의 희토류 수출금지 조치로 인해 피해를 입은 후, 1년치 공급량 이상의 희토류 재고를 보유하고 있음.

그러나 많은 미국 기업들이 값비싼 자재의 비축을 위해 현금을 묶어두고 싶지 않기 때문에 재고를 거의 또는 전혀 보유하고 있지 않음.
이번 통제품목 중 하나인 디스프로슘 산화물은 중국에서는 kg당 204달러에 거래되고 있으나 중국 외 지역에서는 훨씬 더 높은 가격에 거래되고 있음.

중국의 희토류 영구자석이 미국 및 다른 국가들의 전체 수출에서 차지하는 비중은 매우 작아 중국의 피해는 최소화하면서 미국에 다른 국가들에게 큰 영향을 줄 수 있는 잠재력을 지니고 있음.

중국 세관당국은 미국 뿐만 아니라 일본과 독일을 포함한 모든 국가로의 중희토류 금속 및 영구자석수출을 차단하고 있으며, 희토류 업계 관계자들에 따르면, 새로운 수출허가 요건의 시행이 지역마다 다르다고 말하고 있음.

대부분의 희토류 영구자석에는 고온이나 일부 전기장에서 자석의 자성을 잃는 것을 방지하기 위해 중희토류를 포함해야 함.
경희토류만 사용하는 자석은 이번 수출제한조치를 받지 않고 있음.
일부 중국세관 당국에서는 영구자석에 매우 소량의 중희토류만 포함되어 있고, 영구자석이 미국으로 가지 않는 경우에는 영구자석의 수출을 허용해주고 있음.

하지만 여러 중국 항구에서는 수출업체들이 영구자석을 싣고 수출하기 전에 중희토류가 들어있지 않다는 것을 증명하기 위한 테스트를 실시할 것을 요구하며 더욱 엄격한 입장을 취하고 있음.

2023년까지 중국은 글로벌 중희토류 금속 공급량의 99%를 생산하였으며, 베트남의 한 제련소에서 매우 소량이 생산되었음. 하지만 베트남의 제련소도 세금문제로 지난 1년 동안 폐쇄되었으며 중국이 중희토류를 독점하고 있음.

중국은 연간 글로벌 영구자석 생산량인 20만톤 중 90%를 생산하고 있는데 이는 기존 페라이트 자석보다 훨씬 더 고성능의 제품임. 중국 외 대부분의 영구자석이 일본에서 생산되고 있지만 원자재는 중국에 의존하고 있음.

중국 상무부는 논평 요청에 응답을 하지 않고 있는 상황임.

글로벌에서 가장 풍부한 중희토류 매장지는 중국 중남부 장시성의 황토 언덕에 있는 Longnan 외곽의 작은 숲의 계곡에 있음.
중국의 대부분의 제련소들과 영구자석은 이로부터 약 80마일 떨어진 롱난과 간저우에 위치해 있음.
계곡의 광산은 광석을 롱난의 제련소로 보내 오염물질을 제거하고 희토류를 간저우의 영구자석 공장으로 보내고 있음.

중국에서 가장 유명한 자석공장은 간저우에 본사를 두고 있는 JL MAG에 의해 운영되고 있음.
희토류 업계 관계자들은 이 공장이 세계 최고의 전기차 업체인 테슬라와 중국의 BYD에 전기차의 동력을 공급하는 영구자석을 생산하고 있다고 말하고 있음.
BYD는 JL MAG로부터 기존 철자석(페라이트)보다 부피 세제곱 인치당 15배 강한 자력을 가진 가장 앞선 기술과 강력한 영구자석을 구매하고 있다고 밝혔음.

중국 최고 지도자 시진핑은 트럼프 대통령의 첫 임기 동안 무역 긴장이 고조되었던 2019년에 간저우에 있는 JL MAG의 공장을 특별 시찰하였음.
이번 방문은 중국이 미국 공급망을 교란하기 위해 원자재에 대한 통제권을 사용할 준비가 되어 있다는 것으로 해석되었는데, 당시에는 이러한 조치가 취해지지 않았음.
하지만 지금 중국은 그 조치를 시행하였음.

수 년 전, 중국은 심각한 화학오염을 초래한다는 이유로 롱난 근처에서 중희토류의 채굴을 중단한바 있음.

지난 주 금요일 롱난 인근의 한 광산 현장에서는 디젤발전기가 돌아가고, 액체가 플라스틱 파이프를 통해 흘러나오고 있어 현재 채굴 작업이 재개되었을 가능성이 높음.
중희토류는 언덕 위에서 파낸 구멍에 강한 화학물질을 넣어 채굴을 함.
이 화학물질은 광석을 녹여 언덕 바닥에 흘러내리게 하여, 인근 구동이로 옮겨서 초기 처리를 함.

https://www.nytimes.com/2025/04/13/business/china-rare-earths-exports.html?unlocked_article_code=1._U4.iP4U.n9xiUsjb4QFs&smid=url-share

※ JL MAG 보고서 요약 (2024. 04. 02)

글로벌 1위 네오디뮴 영구자석 업체인 JL MAG는 멕시코에 테슬라 휴머노이드 로봇에 납품하기 위한 영구자석 모듈(모터?) 생산시설을 건설 중에 있는데, 이번 중국의 중희토류 및 영구자석 수출통제로 인해, 테슬라의 휴머노이드 로봇 사업에도 부정적인 영향을 줄 것으로 보여집니다.

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2024년 JL MAG의 네오디뮴 영구자석 Capa는 3.8만톤/연이며, 2025년말까지 연간 4만톤의 Capa를 구축할 예정임.
현재 2만톤의 영구자석 생산능력을 추가로 구축하려고 계획 중에 있음.

2024년 JL MAG의 전기차향 매출비중은 56.1%였으며, 인버터 에어컨 26.1%, 풍력발전 8.4% 순이었음.

Frost & Sullivan에 따르면, 2023년부터 2028년까지 글로벌 희토류 영구자석의 CAGR은 17.2%에 이를 것으로 예측하고 있음.
특히 휴머노이드 로봇과 저고도 비행체(eVTOL, 드론 등)가 영구자석 산업의 성장 증가에 기여할 것임.

JL MAG는 글로벌 네오디뮴 영구자석의 선도업체로 생산능력 확장, 산업 수요 증가에 따라 전기차, 에어컨, 풍력발전 등 여러 응용산업에서 시장지위를 계속 강화할 것임.
JL MAG는 기술적으로도 희토류 영구자석 분야의 강자로, 휴머노이드 로봇은 회사의 성장 포인트가 될 것임.

JL MAG는 연구개발 능력과 뛰어난 기술력을 가지고 있으며, 특히 GBD(Grain Boundary Diffusion, 네오디뮴 자석에 디스프로슘 또는 테르븀을 자석의 결정립계를 통해 침투시켜 자석의 내열성을 개선함)와 같은 핵심기술이 고객들에게 인정받고 있음.

2024년 JL MAG는 GBD 기술을 사용하여 전체 생산량 중 90%를 GBD기술을 사용한 고성능 네오디뮴 영구자석을 생산하였음.

JL MAG는 세계적으로 유명한 업체(테슬라)의 휴머노이드 로봇의 서보모터(모듈)에 사용되는 영구자석 개발에 대한 협력을 하고 있으며, 멕시코에 연간 100만대 휴머노이드 로봇에 공급할 수 있는 자석 모듈을 투자 건설하고 있음.

자료인용 : DongXing Securities 발간 “JL MAG 보고서” (2025. 04. 02)

※ 태양광 셀에 대한 미국의 상호관세 면제는 잘못된 뉴스임.

4월 11일 트럼프행정부가 반도체, LED, 전자기기 제품에 대한 상호관세 면제 발표 시, 태양광 셀도 포함이 되었다는 보도가 있었습니다. (일부에서는 태양광 패널까지도 대상이라고 적은 곳도 있었습니다.)

그러나 이는 미국의 수입품 품목 코드(HTSUS)에 대한 오해에서 비롯된 것으로 태양광 셀은 이번 상호관세 면제 대상이 아닌 것으로 나타났습니다.

미국은 트럼프행정부 이전부터 태양광 모듈, 셀에 대한 중국 및 중국 우회수출 물량에 대한 높은 관세를 부과해오고 있었습니다.


● Solar Cells were not exempted from import tariffs in recent Executive Order. (From PV Magazine, 2025. 04. 14)

태양광 셀에 대한 상호관세 면제라는 보도가 있었으나, 이는 정부 문서를 잘못 해석한 것으로 상호관세 면제대상이 아님.

관세가 뉴스에 등장하고 있지만, 태양광 산업에 있어 관세는 새로운 주제가 아님.
지난 주, 미국 행정부는 중국에 대해 시행중인 상호관세에서 일부 전기전자 품목의 관세를 면제하는 행정명령을 발표하였음.

여러 언론에서, 태양광 셀이 목록에 포함되었다고 보도하였지만, 행정명령 목록에 포함되어 있지 않음.
행정명령에는 HTSUS 관세코드가 열거되어 있으며, 이들 코드에 해당하는 제품에 대한 추가관세가 면제되었음.

이번에 면제되는 전기전자 품목 대부분은 “전기 기계 및 장비와 그 일부”를 광범위하게 다루는 8541XXXX 코드로 분류되어는 항목임.

코드 8541에 대한 설명은 다음과 같음.
반도체 장치(예, 다이오드, 트랜지스터, 반도체 기판 변환기), 광감응형 반도체 장비, 모듈로 조립되거나 패널로 구성된 태양광 셀을 포함한 태양광 셀, 발광다이오드(LED)와 조립되었는지 여부에 관계없이 발광 다이오드(LED), 장착된 압전 크리스탈

코드 8541에 대한 설명에는 태양광 셀이 포함되어 있지만,
태양광 셀의 코드는 8541.42.00(태양광 셀, 모듈 또는 패널로 조립되어 있는)과 8541.43.00(태양광 셀, 모듈 또는 패널로 조립되어 있지 않은)으로 이번 관세면제에는 포함되어 있지 않음.

관세 면제 품목 코드
o 85411000
o 85412100
o 85412900
o 85413000
o 85414910
o 85414970
o 85414980
o 85414995
o 85415100
o 85415900
o 85419000

https://pv-magazine-usa.com/2025/04/14/solar-cells-were-not-exempted-from-import-tariffs-in-recent-executive-order/

※ 중국 희토류 및 영구자석 수출제한의 최대 피해업체는 테슬라

지난 4월 4일, 중국의 중희토류 및 가공제품(산화물, 메탈, 영구자석)에 대한 수출통제 조치의 최대 피해 업체는 미국의 테슬라가 될 것으로 보여집니다.

테슬라는 전기차뿐 아니라 휴머노이드 로봇(옵티머스)의 공급망도 중국에 의존하고 있는데 특히 희토류 영구자석의 경우 글로벌 1위 네오디뮴 영구자석 업체인 JL MAG와 협력을 진행하고 있습니다.

테슬라는 단순히 JL MAG로부터 영구자석을 구매하는 것뿐 아니라 연구개발을 함께하며 테슬라 전기차 구동모터나 휴머노이드 로봇인 옵티머스의 모터/엑츄에이터를 개발하고 있습니다.
즉, JL MAG는 테슬라의 핵심파트너사라고 할 수 있습니다.

JL MAG는 멕시코에 희토류 영구자석 리사이클링 공장 및 영구자석 모듈(자기모듈) 생산시설을 2025년을 목표로 건설 중(현재 정확한 완공일은 알 수 없음)에 있으며, 이곳 멕시코 공장에서 중국으로부터 가져온 네오디뮴 영구자석을 모듈로 조립하여 테슬라나 GM 등에 납품할 계획을 가지고 있었습니다.

특히 이곳 JL MAG 멕시코 공장은 테슬라의 휴머노이드 로봇인 옵티머스 100만대에 해당하는 영구자석 자기모듈 생산할 예정인 곳으로 테슬라의 휴머노이드 로봇 및 전기차 사업의 핵심 공급처입니다.

하지만 이번 중국의 영구자석 수출제한 조치로 인하여 테슬라의 전기차와 특히 휴머노이드 로봇 사업이 커다란 장애물에 봉착했을 것으로 예상됩니다.

테슬라 외에도 미국에서 휴머노이드 로봇을 제조하려는 Figure AI(MS와 오픈AI가 투자한 업체), Agility Robotics 등도 테슬라와 비슷한 어려움에 처해 있다고 할 수 있습니다.

때문에 테슬라를 비롯한 미국 업체들은 중국과의 분쟁이 격화됨에 따라 공급망을 전면 재조정해야 하는 상황입니다.


● China’s proposed export ban could threaten rare earth producer JL MAG’s Mexico recycling plant. (From Benchmark source, 2023. 04. 15)

JL MAG는 멕시코 누에보 레온 주 몬테레이에 영구자석 재활용 및 자석모듈 공장 건설하고 있으며, 해당 공장은 2025년 완공을 목표로 하고 있음.

중국의 희토류 수출 통제 조치는 글로벌 희토류 공급망에 중대한 영향을 미칠 수 있으며, 특히 전기차, 풍력, 방위 산업과 같이 희토류 영구자석에 의존하는 산업에 큰 파장을 일으킬 수 있음.

업체들은 공급망 다변화 및 기술 자립을 위한 전략을 재검토해야 할 필요성이 커지고 있음.

https://source.benchmarkminerals.com/article/chinas-proposed-export-ban-could-threaten-rare-earth-producer-jl-mags-mexico-recycling-plant


● JL MAG 멕시코 프로젝트 휴머노이드 로봇 등 분야 경쟁력 향상에 기여

JL MAG는 멕시코에 연간 100만 세트의 영구자석 자기모듈 생산을 추진 중에 있으며 이는 휴머노이드 로봇 시장의 폭발적인 수요를 겨냥한 계획임.
테슬라의 옵티머스는 2026년부터 월 만대 이상 양산될 것으로 예상되며, 각 로봇에는 3.5kg의 네오디뮴(NdFeB) 영구자석이 필요함.
2025년 테슬라의 휴머노이드용 영구자석 수요는 6,150kg으로 예상됨.

향후 휴머노이드 로봇용 영구자석의 수요는 전기차 수요의 1.75배에 달할 것으로 예상됨.

https://caifuhao.eastmoney.com/news/20250224140304840587090
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1803696531674311414&wfr=spider&for=pc

※ CSIS 보고서 ; 중국의 희토류, 영구자석 수출통제는 미국의 군사안보에 심각한 위협이 될 수 있음.

중국은 방위, 에너지 및 자동차 기술에 사용되는 7가지 희토류(사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 루테튬, 스칸듐, 이트륨)와 영구자석에 대한 수출제한 조치를 취하였음.

전략국제문제연구소(CSIS)에 따르면 중국이 희토류에 대한 수출 통제를 시행함에 따라 미국은 부족분을 메울 수 없으며, 이는 미국의 군사력을 위협할 수 있음.

CSIS는 ‘미국은 희토류 공급망에 특히 취약하다’고 경고하며 희토류가 다양한 첨단 방위 기술에 필수적이며 전투기, 잠수함, 미사일, 레이더 시스템 및 드론 등에 사용된다고 강조하였음.

CSIS 보고서는 중국의 수출통제가 미군의 준비 태세에 직접적인 위협이 된다고 경고하고 있으며, 미국이 이미 방위 산업에서 뒤처지고 있음을 강조하고 있음.

중요 광물에 대한 통제와 무기화, 그리고 다른 국가들의 대체 공급 확보 경쟁은 분열된 글로벌 경제의 핵심적인 특징이 될 것임.


● U.S.’ inability to replace rare earths supply from China poses a threat to its defense, warns CSIS (From CNBC, 2025. 04. 15)

Key Point.

1. 트럼프 대통령이 중국에 대한 관세를 인상하면서, 중국은 방위, 에너지 및 자동차에 사용되는 7가지 희토류 원소에 대한 수출통제 조치를 취했음.

2. 전략국제문제연구소(CSIS)는 중국의 수출통제로 희토류 수출이 중단되고 일부 미국 기업에 공급차질이 생길 수 있다고 경고하였음.

3. CSIS는 ‘미국은 희토류 공급망에 특히 취약하다’고 경고하며 희토류가 다양한 첨단 방위 기술에 필수적이라고 강조하였음.


전략국제문제연구소(CSIS)에 따르면 중국이 희토류에 대한 수출 통제를 시행함에 따라 미국은 부족분을 메울 수 없으며, 이는 미국의 군사력을 위협할 수 있다고 말하였음.

중국은 방위, 에너지 및 자동차 기술에 사용되는 7가지 희토류(사마륨, 가돌리늄, 테르븀, 디스프로슘, 루테튬, 스칸듐, 이트륨)와 영구자석에 대한 수출제한 조치를 취하였음.
중국 기업들은 희토류와 영구자석을 수축하기 위해서 특별 라이선스를 확보해야 함.

CSIS 보고서는 중국이 라이선스 시스템을 구축함에 따라 수출이 중단되고 일부 미국 기업으로의 공급에 차질이 생길 가능성이 높다고 경고하고 있음.

뉴욕타임즈는 중국의 희토류 수출이 이미 중단되고 있다고 보도하였음.

중국이 글로벌 중희토류 가공을 사실상 독점하고 있기 때문에 이러한 수출통제는 미국 특히 방위 기술 부문에 심각한 위협이 됨.

CSIS는 ‘미국은 희토류 공급망에 특히 취약하다’고 경고하며 희토류가 다양한 첨단 방위 기술에 필수적이며 전투기, 잠수함, 미사일, 레이더 시스템 및 드론 등에 사용된다고 강조하였음.

중국은 16개 미국 기업을 수출 통제 리스트에 올렸으며, 이 리스트에 포함되면 희토류 원소를 포함한 민수/군사 이중 사용 가능한 제품을 받을 수 없게 됨.


CSIS의 보고서에 따르면, 중국이 중희토류 수출을 완전히 중단하면 미국은 그 공백을 메울 수 없을 것이라고 말하고 있음.
현재 미국에서는 중희토류의 분리 정제가 이뤄지고 있지 않으며, 기술 개발이 진행 중임.
예를 들어, 국방부는 2024년 국방산업전략에서 2027년까지 모든 미국 국방 수요를 충족할 수 있는 완전한 희토류 공급망을 개발하겠다는 목표를 세웠음.

CSIS에 따르면, 2020년 이후 국방부는 미국 내 공급망과 중희토류 처리시설 건설에 4.3억 달러 이상을 투자하였음.
그러나 CSIS는 이 시설들이 가동하더라도 생산량이 중국에 훨씬 못 미칠 것이며 미국은 여전히 국방부가 목표로 하는 독립적인 희토류 공급망을 달성하지 못할 것이라고 말하였음.

광업 및 가공 능력을 개발하려면 장기적인 노력이 필요하며, 이는 미국이 당분간 뒤처질 것임을 의미한다고 덧붙였음.

트럼프는 우크라이나와 희토류 광물 매장지를 위한 거래를 모색하고 있지만, 이러한 매장지의 가치와 접근성에 대한 의문은 여전히 남아 있음.

CSIS 보고서는 중국의 수출통제가 미군의 준비 태세에 직접적인 위협이 된다고 경고하고 있으며, 미국이 이미 방위 산업에서 뒤처지고 있음을 강조하고 있음.

이번 중국의 수출통제 조치 이전에도 미국 방위 산업은 제한된 생산능력으로 어려움을 겪고 있고, 국방 기술 수요를 충족하기 위해 생산량을 확대할 능력이 부족했음.

2022년 미 공군 관계자는 중국이 미국보다 5 – 6배 더 빠르게 첨단 무기 시스템과 장비를 확보하고 있다고 하였음.

보고서는 중요 광물 투입이 추가로 금지되면 격차가 더 벌어져 중국이 미국보다 더 빨리 군사력을 강화할 수 있을 것이라고 결론지었음.

중국의 희토류 독점에 대한 우려로 미국 뿐 아니라 호주와 브라질 같은 국가들의 희토류 공급망 강화 투자가 진행되고 있음.

CSIS는 미국 이니셔티브의 성공을 위해 미국은 재정적 외교적 지원을 제공해야 한다고 권장하고 있음.

중국의 이번 희토류 수출 통제는 글로벌 국가들이 자국의 희토류 공급 중단을 방지하기 위해 중국과 협력을 강화할 수도 있다고 CSIS는 말하고 있음.

중국은 일부 희토류를 보유하고 있는 것 외에도 코발트, 팔라듐을 포함한 많은 여러 주요 광물의 공급이 중국과 긴밀한 국가들에게 집중되어 있음.

중요 광물에 대한 통제와 무기화, 그리고 다른 국가들의 대체 공급 확보 경쟁은 분열된 글로벌 경제의 핵심적인 특징이 될 것임.

https://www.cnbc.com/2025/04/15/us-is-unable-to-replace-rare-earths-supply-from-china-warns-csis-.html

※ 마이크로그리드

마이크로그리드는 소규모 지역에서 전력을 자급자족할 수 있는 시스템으로 발전원과 소비자 간의 거리가 가깝고 적용되는 규모도 작아 송전 설비가 따로 필요하지 않음.
여러 개로 분산된 전원을 사용하기 때문에 보다 안정적으로 전력을 공급할 수 있고, 신재생에너지와의 결합을 통해 효율적인 전력관리까지 가능한 전력 서비스임.

마이크로그리드는 기존 전력망(그리드 연결모드)에 연결되거나 독립적으로 운영(섬 모드)될 수 있음.


● 마이크로그리드의 구성

1) 분산형 전원 : 태양광, 풍력, 디젤/가스 발전기, 수소연료전지 등
2) ESS : 배터리
3) 부하 : 건물, 공장, 전기차 충전소 등 전력 소비처
4) 제어시스템 : EMS(에너지관리시스템)가 1), 2), 3)을 통합관리


● 마이크로그리드 에너지관리시스템(EMS)

마이크로그리드 EMS는 마이크로그리드 내의 에너지 자원(분산형 전원 태양광, 풍력, ESS 등)을 효율적으로 관리하고 최적화하는 소프트웨어 및 하드웨어 시스템임.
신재생에너지 통합운영센터(TOC), OpenADR, API통신, 분산형 전원(태양광, 풍력)의 개념에서 마이크로그리드 EMS는 전력망의 안정성, 효율성, 경제성을 높이는 핵심역할을 함.


● 마이크로그리드 EMS의 주요 기능

1) 실시간 모니터링 및 데이터수집
태양광, 풍력 발전량, ESS 충방전 상태, 부하 소비패턴을 실시간으로 수집
API 통신을 통해 외부 데이터(날씨, 전력가격) 통합
예) 태양광 발전량 데이터를 REST API로 조회

2) 에너지 예측 및 최적화
AI/ML 기반으로 태양광 및 풍력 발전량, 부하 수요, 전력가격을 예측
ESS 충방전 스케줄, 부하 분배 결정
예) 태양광 발전이 많을 때 ESS에 저장, 피크 시간대에 방전

3) 수요반응(DR) 관리
OpenADR 프로토콜을 통해 수요반응신호를 수신하고 실행함
예) 전력망 피크시 OpenADR 신호로 공장의 에어컨 가동을 조정

4) 섬 모드 운영
중앙 전력망 단절 시 태양광, 풍력, ESS를 활용해 독립적으로 운영
예) 정전 시 마이크로그리드가 자체 전력 공급

5) 전력 품질 관리
전압, 주파수 안정화
태양광, 풍력의 간헐성으로 인한 전력 변동 완화

6) 통합제어
태양광, 풍력, ESS 부하 간의 동적 제어
예) 태양광발전 감소 시 ESS 방전 또는 디젤 발전기(백업발전) 가동


● 마이크로그리드 EMS의 구성요소

1) 하드웨어
센서 : 태양광, 풍력 출력, ESS 상태, 부하 소비량 측정
컨트롤러 : 인버터, ESS 충방전 장치, 부하스위치
통신장비 : IoT 게이트웨이, 네트워크 장치(4G/5G, Wi-Fi)

2) 소프트웨어
모니터링 대시보드 : 실시간 데이터 시각화
예측/최적화 알고리즘 : AI/ML 기반
통신 프로토콜 : OpenADR, MQTT, REST API

3) 데이터베이스
발전량, 부하, 날씨, 전력가격 등의 데이터 저장

※ 스마트그리드, 마이크로그리드, 마이크로그리드 EMS

에너지 문제를 해결위한 방안으로 기존의 전력망에 IT 기술을 융합한 스마트그리드가 제안되었으며, 이에 대한 실현 방안으로 신재생에너지원을 기반으로 하는 소규모 전력망인 마이크로그리드라는 개념이 생겨났음.

마이크로그리드의 복잡한 제어 구조와 에너지의 효율적 운영을 위해 필요한 것이 에너지관리시스템(EMS, Energy Management System)임.

스마트그리드 환경은 기존 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 시스템의 통신방식에 이더넷, TCP/IP 및 무선통신 기술을 접목하여 EMS 등 다양한 구성요소들과 유기적인 데이터 통신을 가능하게 하였음.


● 스마트그리드 구조

스마트그리드는 에너지 효율성을 극대화하기 위해 발전, 송전, 배전, 분산전원, 가정, 공장, 상업시설 등의 기존 전력 인프라에 ICT를 융합한 복합 시스템으로, 공급자로부터 소비자까지 전력을 공급하는 과정에서 양방향 디지털 통신망을 사용함.

스마트그리드를 구성하는 요소는 전력의 송배전 등을 관리하는 SCADA, 전력 정보의 전달을 위한 통신로, 고도화된 검침기반 시설(AMI, Advanced Metering Infrastructure), 사용자와 기기간 정보 전달을 위한 인터페이스 등이 있음.


● 마이크로그리드 EMS 구성

마이크로그리드는 마이크로그리드 내 분산전원의 발전을 관리하며, 이에 맞게 부하를 조정하며 잉여전력은 ESS에 저장하는 방식으로 독립적인 운전이 가능함.
이를 위해 마이크로그리드 EMS가 존재하며, 마이크로그리드의 필드데이터 취득, 관리 제어 기능과 분산전원의 발전관리, ESS 장치의 관리, 전력거래 등 여러 기능을 수행함.

마이크로그리드 EMS는 태양광(PV), PCS, INV(인버터), BMS, ESS, 각종 센서 등 분산에저지 장치로부터 정보를 수집, 처리, 분석하여 사용자 및 운영자에게 서비스를 제공함.
이를 위해 VD(Virtual Device), 분산운전 알고리즘, 자율운전 알고리즘, 최적화 알고리즘, 가상장치 관리자 및 보안관리자 모듈로 구성됨.

자료인용 : 스마트미디어저널 “마이크로그리드 환경에서 EMS와 원격장치간 통신보안” (2018. 12)

※ 가상발전소 (Virtual Power Plant)

분산전원을 ICT기술로 통합 운영하여 전력공급사의 발전기와 같이 안정적으로 전력을 공급하는 기술임.

개별의 분산전원(DER)은 중앙 계통에서 관리가 불가능하며, 특히 태양광 발전과 같은 일부 분산전원을 단독으로 사용할 경우 간헐성 등으로 안정적인 전력공급이나 제어의 제약이 따르게 됨.
하지만 이를 통합하여 운영함으로써 이러한 문제점을 해결하고 전력거래를 통해 계통 수급균형에 기여하는 것을 목적으로 함.


● 분산전원 통합운영 가상발전소 시스템

1) 소비자 운영시스템
에너지효율화, 수요이동, HEMS, BEMS, FEMS, 스마트홈, 전기차 충전 등

2) 에너지 운영시스템
ESS 충방전, Heat Storage, 전기차 충전소

3) 분산전원 운영시스템
발전의 유연성, 최적운영, 통합운영관리 및 O&M

4) 운영 알고리즘
신재생 발전량 및 수용 예측, REC 단가예측, 최적거래 알고리즘, 최적운영 알고리즘


● Large Virtual Power Plant & Micro Virtual Power Plant

○ L-VPP : 분산전원 운영, 수요자원 운영, REC거래 등 (Commercial VPP)

대규모, 광역 VPP로 여러 지역 또는 국가 단위로 분산된 자원을 통합
대규모 태양광/풍력 발전소, ESS, 전기차, 산업부하, 수력, 바이오가스 등 다양한 자원을 포함
전력시장(도매시장, 보조서비스 시장) 참여와 대규모 그리드 안정화에 초점
L-VPP는 고급제어시스템(예, Next Kraftwerke의 Next BOX)과 보안 프로토콜(IEC 60870-5-104)를 사용. 클라우드, IoT, AI 기반 예측필요
L-VPP는 광역 그리드의 피크부하 관리, 주파수 조정, 예비력 제공에 강점을 지니며, OpenADR로 대규모 DR실행
다양한 자원(ESS, EV, CHP 등)으로 변동성 완화 (태양광 부족 시 디젤/가스 발전소와 같은 백업 발전소 가동)

○ M-VPP : 계통의 안정성, 방재, 수요관리, 신재생 계통한계 (Technical VPP)

소규모, 지역 중심의 VPP로 특정지역 내 분산형 자원을 관리
주로 소규모 태양광, 풍력, ESS, 소규모 부하(가정/상업용)으로 구성
마이크로그리드와 유사하지만, 중앙 전력망과 연결되어 시장 참여 및 그리드 서비스 제공에 초점
M-VPP는 간단한 EMS와 지역 API통신(OpenADR기반 REST API)으로 운영
M-VPP는 지역 전력망의 전압/주파수 안정화, 정전 시 섬모드 운영에 유리. 마이크로그리드 EMS와 밀접히 연계
ESS의 의존도가 높음.

※ Energy Trading : 소규모 분산자원 거래

소규모 분산자원 거래는 소규모로 생산된 전력자원(태양광, 풍력, ESS)을 중앙집중식 전력망이 아닌 지역적 또는 개별적으로 거래하는 시스템을 의미함.

1MW이하의 신재생에너지, ESS, 전기차 등 소규모 발전자원을 물리적 결합 없이 네트워크 상에 모아 전력과 신재생에너지 공급인증서(REC)를 판매.

소규모 분산자원 거래는 가상발전소 사업과 연계하여 가상발전소의 법적/제도적 지원이 시작되는 것을 기준으로 전력거래소(KPX)와 소규모 분산자원의 전력거래를 중개하고 소규모 분산자원의 O&M 진행.


● 소규모 분산자원 거래의 특징

1) 분산자원 : 대규모 발전소가 아닌 소규모 태양광 패널, 소형 풍력 터빈, ESS 등 지역적으로 분산된 에너지 자원을 활용

2) P2P거래 : 생산자와 소비자가 블록체인이나 전력거래 플랫폼을 통해 직접 전력을 사고 파는 방식. 예를 들어 가정에서 생산한 태양광 전력을 이웃에 판매

3) 스마트그리드 연계 : 스마트 계량기, IoT 기술 등을 통해 실시간으로 전력생산과 소비를 관리하며 거래를 효율화

4) 지역중심 : 중앙 전력망 의존도를 줄이고, 지역 내 자급자족 또는 효율적 에너지 사용을 촉진


● 소규모 분산자원 거래의 장단점

1) 장점 : 에너지 효율성 증대, 신재생에너지 사용 확대, 전력망 부하 감소, 소비자 선택권 강화

2) 단점 : 초기 인프라 비용, 규제 및 표준화 문제, 기술적 안정성 확보 필요


● 한국 내 소규모 분산자원 거래

전력거래소(KPX)와 같은 기관을 통해 소규모 전력거래가 점차 확대되고 있으며, 블록체인 기반 P2P 거래 플랫폼도 시범적으로 운영되고 있음.