서비스 유형(주파수 제어 보조 서비스, 네트워크 제어 보조 서비스 및 기타), 응용 프로그램(주파수 조절, 전압 보상, 재생 에너지 통합, 운영 관리 및 기타), 최종 사용자(주거, 상업 및 산업), 지역 및 경쟁에 따라 세분화된 미국 전력 보조 서비스 시장, 2018-2028

시장 개요

미국 전력 보조 서비스 시장은 2022년에 60억 9천만 달러로 평가되었으며 2028년까지 6.14%의 CAGR로 예측 기간 동안 강력한 성장을 예상합니다.

주요 시장 동인

재생 에너지 통합 증가

미국 전력 부문의 보조 서비스에 대한 주요 동인 중 하나는 재생 에너지원을 그리드에 지속적으로 통합하는 것입니다. 풍력 및 태양광과 같은 더 깨끗하고 지속 가능한 에너지 옵션으로의 전환으로 인해 시스템에 변동성과 간헐성이 생겨났습니다. 보조 서비스는 이러한 변동과 관련된 과제를 해결하는 데 중요한 역할을 합니다.

전체 에너지 믹스에서 재생 에너지의 비중이 증가함에 따라 신속히 대응하는 보조 서비스에 대한 필요성이 더욱 두드러집니다. 주파수 조절 및 부하 추종을 포함한 균형 서비스는 그리드 안정성을 유지하는 데 필수적입니다. 또한 보조 서비스의 핵심 구성 요소인 에너지 저장 시스템을 통합하면 발전량이 많은 기간 동안 과도한 에너지를 저장하고 수요가 높거나 재생 에너지 발전량이 낮을 때 방출하여 재생 에너지원의 간헐성을 완화하는 데 도움이 됩니다.

이 드라이버는 더 깨끗한 에너지 미래로의 전환이라는 더 광범위한 국가적 목표를 반영합니다. 정책 입안자와 송전망 운영자는 재생 에너지의 안정적이고 안전한 통합을 촉진하고 미국에 지속 가능하고 회복력 있는 전력 시스템을 보장하는 데 있어 보조 서비스의 중요성을 인식합니다.

송전망 회복력 및 신뢰성 향상

허리케인, 산불, 극지방 와류와 같은 극심한 기상 현상의 빈도와 심각성이 증가함에 따라 송전망 회복력과 신뢰성에 대한 절실한 필요성이 강조됩니다. 보조 서비스는 예상치 못한 중단에 대한 신속한 대응 메커니즘을 제공하여 전력망의 전반적인 견고성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.

주파수 조절, 전압 제어 및 무효 전력 지원은 송전망 회복력에 기여하는 필수적인 보조 서비스입니다. 이러한 서비스는 교란을 흡수하고 완화하여 연쇄적 고장 및 정전 시나리오를 방지합니다. 미국이 예측할 수 없는 기상 패턴을 경험함에 따라 그리드 회복력을 강화하는 보조 서비스에 대한 수요는 계속 증가할 것입니다.

그리드 회복력의 원동력은 에너지 보안과 신뢰성을 보장하려는 보다 광범위한 국가적 이익과 일치합니다. 정책 입안자와 그리드 운영자는 그리드가 중단을 견뎌내고 복구하는 능력을 강화하기 위해 첨단 기술과 시장 메커니즘에 투자하고 있으며, 보조 서비스를 이 목표를 달성하는 데 초석으로 삼고 있습니다.

진화하는 시장 구조와 규제 개혁

미국 전력 부문의 시장 구조의 진화와 지속적인 규제 개혁은 보조 서비스에 대한 중요한 원동력이 됩니다. 전통적으로 전력 부문은 중앙 집중화되고 수직적으로 통합된 방식으로 운영되었으며, 유틸리티가 발전, 송전 및 배전을 감독했습니다. 그러나 이 산업은 경쟁 시장, 지역 송전 조직(RTO), 독립 시스템 운영자(ISO)의 도입으로 상당한 변화를 겪었습니다.

이러한 시장 구조는 보조 서비스 제공자가 참여하고 경쟁할 수 있는 기회를 만들어 혁신과 효율성을 촉진합니다. 용량 시장 및 보조 서비스 시장과 같은 시장 기반 메커니즘은 그리드 안정성에 기여하는 리소스의 배치를 장려합니다. 규제 개혁은 또한 새로운 기술과 수요 대응 조치의 통합을 간소화하여 전력 시스템의 전반적인 대응성과 유연성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

이러한 동인은 보조 서비스가 시장 운영의 필수 구성 요소인 보다 역동적이고 적응력 있는 전력 부문으로의 전환을 반영합니다. 정책 입안자들은 미국의 회복성 있고 효율적인 전기 그리드를 보장하는 보조 서비스의 개발 및 배포를 장려하는 규제 프레임워크의 중요성을 인식합니다.

주요 시장 과제

기술 통합 및 상호 운용성

미국 전력 보조 서비스가 직면한 주요 과제 중 하나는 진화하는 기술을 기존 그리드 인프라에 원활하게 통합하는 것입니다. 전력 부문은 스마트 그리드, 고급 센서 및 에너지 저장 시스템의 도입으로 혁신 단계를 거치고 있습니다. 이러한 기술은 그리드 유연성과 안정성을 개선하는 데 엄청난 잠재력을 제공하지만 통합에는 상당한 과제가 있습니다.

배터리 에너지 저장, 고급 제어 시스템 및 수요 대응 플랫폼과 같은 보조 서비스에 사용되는 다양한 기술은 종종 서로 다른 통신 프로토콜 및 표준에서 작동합니다. 이러한 기술 간의 상호 운용성을 달성하는 것은 응집력 있고 효율적인 보조 서비스 프레임워크에 필수적입니다. 이러한 과제에는 표준화된 통신 프로토콜의 개발뿐만 아니라 기존 인프라를 호환되는 장치로 개조하기 위한 협력적 노력이 필요합니다.

또한 기술 발전의 빠른 속도는 노후화라는 과제를 도입합니다. 보조 서비스 제공자는 최신 혁신을 통합하여 시스템을 지속적으로 업데이트하여 효과적이고 진화하는 그리드 요구 사항을 준수해야 합니다. 기술 통합 과제를 극복하려면 산업 이해 관계자, 정책 입안자 및 연구 기관 간의 협력적 노력이 필요하여 공통 표준을 수립하고 기술적으로 적응 가능한 전력 부문을 촉진해야 합니다.

규제 불확실성 및 시장 설계 복잡성

미국 전력 보조 서비스가 직면한 두 번째 주요 과제는 규제 프레임워크와 시장 설계의 복잡성입니다. 전력 부문은 연방, 주 및 지역 수준에서 다양한 규정에 따라 운영됩니다. 보조 서비스가 그리드 안정성에 점점 더 중요해짐에 따라, 이 복잡한 규제 환경을 헤쳐 나가는 것은 서비스 제공자에게 상당한 장애물이 됩니다.

일관되지 않은 규제 접근 방식과 표준화된 시장 구조의 부족은 보조 서비스 제공자에게 불확실성을 초래합니다. 규제 변경은 시장 역학에 영향을 미치거나, 보상 메커니즘을 변경하거나, 새로운 규정 준수 요건을 도입하여 보조 서비스의 경제적 실행 가능성에 영향을 미칠 수 있습니다. 규제의 명확성과 균일성을 달성하는 것은 보조 서비스에 대한 투자와 혁신을 위한 안정적이고 매력적인 환경을 조성하는 데 필수적입니다.

시장 설계 복잡성의 과제는 규제 불확실성과 밀접하게 연관되어 있습니다. 보조 서비스는 자원 할당 및 보상에 대한 투명하고 효율적인 메커니즘이 필요한 시장에서 운영됩니다. 공정한 경쟁을 보장하고 시장 조작을 방지하면서 보조 서비스의 빠른 대응 특성을 적절히 중시하는 시장을 설계하는 것은 복잡한 작업입니다. 이러한 과제를 해결하려면 규제 기관, 산업 이해 관계자 및 정책 입안자 간의 협업이 필요하여 규제 프로세스를 간소화하고 전력 부문의 변화하는 요구 사항에 맞는 시장 구조를 설계해야 합니다.

그리드 사이버 보안 및 복원력

전력망의 디지털화 및 상호 연결성이 증가함에 따라 보조 서비스에 대한 중대한 과제가 발생합니다. 잠재적인 사이버 위협으로부터 보호하기 위한 강력한 사이버 보안 조치를 보장해야 합니다. 그리드가 디지털 통신 및 제어 시스템에 더 의존하게 되면서 운영을 방해하거나 데이터를 조작하거나 보조 서비스의 무결성을 손상시키려는 악의적인 행위자의 표적이 됩니다.

그리드 사이버 보안은 통신 네트워크 보안, 제어 시스템 보호 및 디지털 자산의 복원력 보장을 포함하는 다면적인 과제입니다. 전력망의 상호 연결된 특성은 시스템의 한 부분의 취약성이 보조 서비스와 전반적인 전력망 안정성에 연쇄적인 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다. 접근성과 보안 간의 균형을 이루는 것이 매우 중요합니다. 지나치게 제한적인 조치는 보조 서비스의 효율성을 저해할 수 있기 때문입니다.

또한 사이버 위협의 진화하는 특성은 사이버 보안 조치에 대한 지속적인 모니터링, 적응 및 투자가 필요합니다. 보조 서비스 제공자는 새로운 위협에 앞서 나가고, 강력한 보안 프로토콜을 구현하고, 사이버 보안 전문가와 협력하여 시스템의 회복력을 강화해야 합니다. 전력망 사이버 보안의 과제를 해결하려면 정부 기관, 유틸리티, 기술 제공자 및 사이버 보안 전문가가 참여하는 전체적이고 협력적인 접근 방식이 필요하여 전력 부문에 대한 엄격한 사이버 보안 표준과 관행을 개발하고 시행해야 합니다.

주요 시장 동향

인공 지능 및 고급 분석의 역할 증가

미국 전력 보조 서비스의 환경을 형성하는 주목할 만한 동향은 인공 지능(AI)과 고급 분석의 통합이 증가하고 있다는 것입니다. 전력망이 재생 에너지원, 에너지 저장 및 수요 대응 기술의 통합으로 더욱 복잡해짐에 따라 보조 서비스를 관리하기 위한 지능적이고 적응형 시스템에 대한 필요성이 가장 중요해지고 있습니다.

AI와 고급 분석을 통해 그리드 운영을 실시간으로 모니터링, 예측 및 최적화할 수 있습니다. 머신 러닝 알고리즘은 방대한 양의 데이터를 분석하여 패턴을 식별하고 장비 고장을 예측하며 보조 서비스의 배송을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어 예측 분석은 전기 수요 변동을 예측하는 정확도를 높여 주파수 조절 및 부하 분산을 위한 리소스를 보다 효율적으로 배치할 수 있습니다.

또한 AI는 그리드 장애에 대한 신속한 대응을 제공하여 그리드 회복력을 개선하는 데 중요한 역할을 합니다. 자율 제어 시스템은 장애를 신속하게 식별하고 완화하여 연쇄적 장애 가능성을 줄이고 전반적인 그리드 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 기술이 계속 발전함에 따라 AI 기반 보조 서비스가 그리드 안정성을 유지하고 리소스 활용을 최적화하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

이러한 추세는 전력 부문의 광범위한 디지털화와 일치하며, 보다 스마트하고 적응적인 그리드 관리로의 전환을 반영합니다. AI와 고급 분석이 계속 발전함에 따라 보조 서비스 제공업체와 그리드 운영자는 이러한 기술에 투자하여 서비스의 효율성, 정확성 및 대응성을 향상시키고 보다 탄력적이고 안정적인 전력 시스템에 기여할 가능성이 높습니다.

분산화 및 분산 에너지 리소스 통합

미국 전력 보조 서비스의 미래를 형성하는 중요한 추세는 발전의 분산화 증가와 분산 에너지 리소스(DER)의 통합입니다. 전통적으로 발전은 대규모 중앙 집중형 시설에 집중되었으며 보조 서비스는 이러한 구조와 관련된 과제를 관리하도록 설계되었습니다. 그러나 재생 에너지원, 에너지 저장 및 소규모 발전의 증가로 인해 에너지 환경이 더욱 분산화되었습니다.

지붕형 태양광 패널, 에너지 저장 시스템 및 수요 대응 이니셔티브를 포함한 분산형 에너지 자원은 전력망에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 보조 서비스는 이러한 분산형 자원의 고유한 특성을 수용하도록 적응하고 있습니다. 예를 들어, 그리드 운영자는 주파수 조절 및 전압 지원과 같은 보조 서비스를 제공하기 위해 DER을 집계하고 조정하기 위한 새로운 메커니즘을 모색하고 있습니다.

이러한 추세는 그리드 관리에 대한 기존의 상향식 접근 방식에서 분산형 자원의 기능을 활용하는 보다 유연하고 역동적인 시스템으로의 전환을 반영합니다. DER을 보조 서비스에 통합하면 그리드 회복력 향상, 향상된 지역 신뢰성 및 더 큰 에너지 효율성의 잠재력과 같은 이점이 제공됩니다. 스마트 인버터 및 고급 제어 시스템과 같은 기술이 보다 널리 보급됨에 따라 보조 서비스는 이러한 분산형 자원의 기능을 활용하여 더욱 지속 가능하고 적응적인 전력 시스템에 기여하도록 발전할 것입니다. 이러한 추세는 미국에서 보다 분산되고 회복성 있는 에너지 인프라로의 광범위한 전환과 일치합니다.

세그먼트별 통찰력

서비스 유형

주파수 제어 보조 서비스 세그먼트는 2022년에 지배적인 세그먼트로 부상했습니다. FCAS는 보조 서비스 내에서 중요한 세그먼트로, 주로 전력 시스템의 주파수를 허용 가능한 한도 내에서 유지하는 데 중점을 둡니다. 그리드에 변동성을 도입할 수 있는 풍력 및 태양광과 같은 재생 에너지원의 통합이 증가함에 따라 주파수 제어의 중요성이 커졌습니다. FCAS는 전기 공급과 수요 간의 균형을 보장하여 그리드를 안정화하는 데 도움이 됩니다.

그리드의 안정성은 전력 시스템 운영자에게 중요한 관심사이며, FCAS는 재생 에너지 발전의 변동이나 예상치 못한 수요 변화로 인한 갑작스러운 불균형을 해결하는 데 중요한 역할을 합니다. 시스템 주파수의 편차에 대한 신속한 대응을 포함하여 중단 및 정전을 방지하는 데 도움이 됩니다.

응용

주파수 조절 세그먼트는 예측 기간 동안 빠른 성장을 경험할 것으로 예상됩니다. 전기 모터는 전력 시스템 내 주파수 조절에서 중요한 역할을 합니다. 이는 수요 대응 프로그램 또는 그리드 안정화 전략의 일부로 활용될 수 있습니다. 모터는 그리드의 주파수 요구에 따라 더 많은 전력을 소비하거나 발전기 역할을 하도록 조정하여 그리드 안정성을 지원할 수 있습니다.

주파수 조절은 전력망의 안정성을 보장하는 데 중요합니다. 그리드는 중단을 방지하기 위해 전기 공급과 수요 간의 균형을 유지해야 합니다. 특히 산업 공정에 사용되는 전기 모터는 주파수 편차에 대응하여 전력을 공급하거나 흡수하도록 구성하여 그리드를 안정화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전기 모터 시장은 효율성과 제어성을 향상시키는 기술의 발전을 보였습니다. 가변 주파수 드라이브(VFD) 및 기타 모터 제어 기술은 모터 속도와 전력 소비를 정밀하게 조정할 수 있어 전기 모터가 주파수 조절 노력에서 귀중한 자산이 됩니다.

지역 통찰력

남부 미국은 2022년 미국 전력 보조 서비스 시장에서 지배적인 지역으로 부상하여 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 남부 미국 지역은 제조, 항공우주, 자동차 및 석유화학 산업을 포함한 강력한 산업 입지로 유명합니다. 이러한 부문은 종종 기계, HVAC 시스템 및 산업 자동화와 같은 다양한 응용 분야에 대한 전기 모터 수요를 주도합니다.

일부 남부 주에서는 재생 에너지원, 특히 태양열을 적극적으로 통합해 왔습니다. 전기 모터는 태양 추적 시스템 및 풍력 터빈 발전기와 같은 다양한 재생 에너지 응용 분야에서 역할을 합니다.

많은 남부 주의 따뜻한 기후를 감안할 때 HVAC(난방, 환기 및 공조) 시스템에 대한 수요가 높습니다. 전기 모터는 HVAC 시스템의 필수 구성 요소로, 팬, 압축기 및 기타 구성 요소를 구동합니다.

건설 및 운송을 포함한 진행 중인 인프라 개발 프로젝트는 펌프, 컨베이어 및 전기 자동차와 같은 응용 분야에서 전기 모터에 대한 수요를 촉진할 수 있습니다.

가변 주파수 드라이브(VFD) 및 스마트 모터 시스템과 같은 첨단 기술의 채택은 남부 지역의 산업에 따라 다를 수 있습니다. 이러한 기술은 에너지 절감 및 향상된 모터 성능에 기여합니다.

농업은 남부 지역의 중요한 경제 부문입니다. 전기 모터는 다양한 농업 기계 및 관개 시스템에 사용되어 전체 수요에 기여합니다.

최근 개발

• 2023년 3월, 연방 에너지 규제 위원회(FERC)는 그리드 운영자가 배터리 및 기타 분산 에너지 자원을 포함한 모든 유형의 자원에서 주파수 응답 서비스에 대한 비용을 지불하도록 요구하는 최종 규칙을 발표했습니다. 이 규칙은 미국에서 보조 서비스에 대한 수요를 증가시킬 것으로 예상됩니다.

주요 시장 참여자

• AES Corporation
• Duke Energy Corporation
• Exelon Corporation
• California Independent System Operator(CAISO)
• PJM 상호 연결
• ERCOT(텍사스 전기 신뢰성 위원회)
• 제너럴 일렉트릭(GE)
• 지멘스 에너지
• NextEra 에너지
• Invenergy