MIT 전기 기술자 레자 아마티아 박사’가 2015년 르완다에 도착했을 때 그녀는 한 마을로 끌려갔다. 그녀는 디젤 발전기가 지역 보건소, 은행, 상점에 전력을 공급하지만 대부분의 르완다 시골 지역과 마찬가지로 카람비의 200가구에는 전기가 공급되지 않는 것을 보았다. 아마티아는 언덕이 많은 지형으로 인해 마을을 50km 떨어진 수도 키갈리의 고압선에 연결하는 것이 어렵다는 것을 알고 있었다.

 

많은 사람들이 전기를 기본적인 인권으로 여기지만, 전등 스위치를 한 번도 켜본 적이 없는 곳이 있다. UN의 지속 가능한 개발 목표 중 하나는 2030년까지 저렴하고 신뢰할 수 있으며 지속 가능한 에너지에 대한 전 세계적 접근이다. 최근 UN은 가장 접근하기 어려운 지역에 도달해야 하는 문제로 인해 전 세계 전력화의 진전이 둔화되었다고 보고했다.

 

MIT 에너지 이니셔티브(MITEI)와 마드리드의 코밀라스 교황청 대학교의 연구원들은 정부가 모든 시민에게 전기를 공급하는 가장 비용 효율적인 방법을 결정하도록 돕기 위해 MIT에서 개발한 계획 및 분석 소프트웨어를 상용화하는 매사추세츠 주 케임브리지에 기반을 둔 스타트업인 Waya Energy Inc.를 만들었다.

 

연구원들의 2015년 르완다 여행은 1994년 100만 명 이상의 목숨을 앗아간 대량 학살로 여전히 어려움을 겪고 있는 동아프리카 국가를 돕기 위한 4년간의 전화 통화, Zoom 회의, 해외 여행의 시작이었다. 국가 전력화 전략을 개발하고 전력 인프라를 확장한다.

Waya 회장이자 Waya 공동 창립자 5명 중 한 명인 아마티아는 카람비와 나머지 국가에 전기를 공급하면 업무, 교육 및 연결을 위한 새로운 기회와 종종 비용이 많이 들고 불편한 작업인 휴대폰 충전 기능을 제공할 수 있다는 것을 알고 있었다.

 

지금까지 Waya는 아시아 개발 은행, 아프리카 개발 은행, 라틴 아메리카 미주 개발 은행, 세계 은행의 자금 지원을 받아 난민을 포함한 거의 모든 대륙의 22개 국가에서 정부가 전력 공급 계획을 개발하도록 도왔다. 사하라 이남 아프리카의 사헬과 차드 지역에 있는 캠프에서 폭력사태로 인해 300만 명의 국내 실향민이 발생했다.

 

아마티아는 "우리와 같은 모델링 및 시각화 도구를 사용하면 필요와 요구의 전체 스펙트럼을 살펴보고 '가장 최적화된 솔루션은 무엇일까?'라고 말할 수 있다."라고 말한다.

MIT와 코밀라스의 15명 이상의 대학원생과 연구원이 MITEI의 임시 이사인 로버트 스토너와 코밀라스의 MIT 슬론 경영대학원 방문 교수인 이그나시오 페레즈-아리아가의 감독하에 Waya의 소프트웨어 개발에 기여했다. 페레즈-아리아가는 전기 사용 패턴의 변화로 인해 전 세계 유틸리티 기업이 어떻게 구식 비즈니스 모델을 재고하게 되었는지 살펴본다.

 

팀의 REM(참조 전기화 모델) 소프트웨어는 인구 밀도 지도, 위성 이미지, 인프라 데이터 및 지리공간 관심 지점에서 정보를 가져와 그리드 확장이 가장 비용 효과적인 곳과 다른 솔루션이 더 실용적인 곳을 결정한다.

아마티아는 “나는 항상 우리가 기술에 대해 불가지론적이라고 말한다. “전통적으로 장기적으로 안정적인 액세스를 제공하는 유일한 방법은 그리드를 통하는 것이었지만 상황이 바뀌고 있다. 많은 개발도상국에서는 전력회사가 안정적인 서비스를 제공하기 위해 더 많은 과제를 안고 있다.”

 

오프그리드 솔루션

MIT 타타 기술 및 디자인 센터의 창립 이사이기도 한 Waya 공동 창립자 스토너는 주택을 기존 인프라에 연결하는 것이 항상 경제적으로 실현 가능한 것은 아니라는 점을 일찍부터 인식했다. 더욱이, 그리드 연결을 사용하는 수십억 명의 사람들은 고르지 않은 규제와 까다로운 지형으로 인해 신뢰할 수 없는 접근 권한을 갖고 있었다.

 

Waya의 공동 창립자인 안드레스 곤잘레스-가르시아(MITEI 제휴 연구원), 코밀라스의 페르난도 데 쿠아드라 가르시아 교수와 함께 페레즈-아리아가와 스토너는 보편적인 지역 전기화를 안내하기 위한 일련의 원칙을 개발하는 팀을 이끌었다. 통합 유통 프레임워크(Integrated Distribution Framework)라고 불리는 그들의 접근 방식에는 최적의 계획 요소와 새로운 비즈니스 모델 및 규정이 통합되어 있다. 스토너는 "실행 가능한 장기적 결과를 원한다면 세 가지를 모두 올바르게 수행하는 것이 필요하다"라 말한다.

 

아마티아는 “처음에 우리는 시골 지역과 가난한 인구가 있는 국가의 수요 수준과 이를 지원하기 위한 시스템이 어떤 모습인지 이해하기 위해 REM을 설계했다. 우리는 모델을 개발하는 데 이러한 정보를 많이 활용했다.” 2019년 Waya는 소프트웨어를 상용화하고 팀이 제공하는 서비스 패키지에 컨설팅을 추가하기 위해 만들어졌다.

 

이제 Waya는 기존 그리드를 확장하는 방법에 대해 정부 및 규제 기관에 조언하는 것 외에도 풍력, 수력 또는 태양열과 같은 재생 에너지로 구동되는 미니 그리드와 같은 옵션을 제안하여 단일 마을 또는 대규모 미니 그리드 솔루션을 제공한다. 더 넓은 지역. 어떤 경우에는 훨씬 더 지역화되고 확장 가능한 솔루션이 메시 그리드이다. 이는 시간이 지남에 따라 확장되어 궁극적으로 메인 그리드에 연결될 수 있는 몇 채의 주택에 대한 단일 태양광 패널로 구성될 수 있다.

 

REM 소프트웨어는 우간다, 페루, 나이지리아, 캄보디아, 인도네시아, 인도 등의 원격 및 산악 지역을 위한 독립형 시스템을 설계하는 데 사용되었다. 인도 최대 통합 전력 회사인 Tata Power는 미니 그리드가 인도 동부 지역에 얼마나 잘 서비스를 제공할 수 있는지 확인하고 Tata Renewables라는 미니 그리드 부서를 만들었다.

 

아마티아는 REM 소프트웨어를 사용하여 캠브리지에 있는 작업 공간에서 전체 국가 전기화 계획을 세울 수 있다고 말한다. 그러나 현장 방문과 현장 파트너는 Waya 팀이 기존 시스템을 이해하고, 고객과 협력하여 수요를 평가하고, 이해관계자를 식별하는 데 매우 중요합니다. 아이티의 한 에너지 컨설턴트는 기존 그리드가 일반적으로 24시간 중 6시간만 작동했다고 보고했다. 카람비에서는 르완다 대학교 학생들이 마을의 200가구를 대상으로 설문조사를 실시하고 지역사회 전체 회의를 이끄는 데 도움을 주었다.

 

Waya는 "정부 및 기타 이해관계자와 직접 소통할 수 있는 현장 전문가 및 기관과 연결한다. 왜냐하면 우리가 두드리는 문이 바로 그런 곳이기 때문이다"라고 아마티아는 말한다. “지방 에너지 부처, 유틸리티, 규제 기관은 규제 변화에 개방적이어야 한다. 그들은 금융 기관 및 신기술과의 협력에 개방적이어야 한다.”

그녀는 “10억 명의 사람들에게 안정적인 에너지 접근을 제공하기 위해” 규제 기관, 에너지 공급업체, 자금 지원 기관 및 정부 관료의 목표가 실시간으로 조정되어야 한다고 말한다.

 

과거의 과제를 극복하다

카트만두에서 자란 아마티아는 Nepal Telecom의 유선 전화용 케이블 시스템을 설계한 전기 엔지니어인 아버지와 함께 외딴 마을을 여행하곤 했다. 그녀는 이번 여행에서 네팔을 가로지르는 고압선에 매료되었던 것을 기억한다. 이제 그녀는 아이들에게 전신주를 가리키며 배전선이 어떻게 지역 변전소에서 고객에게 전력을 전달하는지 설명한다.

 

아마티아는 스미스 칼리지에서 엔지니어링 과학 및 물리학을 전공한 후 2012년 MIT에서 전기 공학 박사 학위를 취득했다. 2년 이내에 그녀는 액세스 제공을 위한 잠재적인 기술을 탐구하는 연구 과학자로서 인도의 독립형 커뮤니티를 여행했다. 예상치 못한 문제도 있었다. 당시에는 디지털화된 지리공간 데이터가 많은 지역에 존재하지 않았다. 2013년 인도에서 팀은 전화기를 사용하여 테이블 위에 펼쳐져 있는 종이 지도의 사진을 찍었다. 이제 팀원들은 유용한 지리 정보를 찾기 위해 Facebook, Google, Microsoft 및 기타 소스를 통해 제공되는 디지털 데이터를 샅샅이 뒤진다.

 

아마티아는 계획을 세우는 것과 그것이 어떻게 활용되고 실행되는지가 큰 문제라고 말한다. 자금 지원 기관, 선출직 공무원, 유틸리티, 민간 기업, 국가 내 규제 기관 등 모든 관계자가 참여하므로 다음 단계를 담당할 사람이 누구인지 알기가 어려울 때가 있다.

"우리 팀은 기술적 전문 지식을 제공하는 것 외에도 정부와 협력하여 재정 계획이나 구현 계획을 개발한다."라고 그녀는 말한다. 이상적으로 Waya는 자신의 제안이 해당 국가의 국가 전력화 전략이 될 수 있을 만큼 오랫동안 각 프로젝트에 참여하기를 희망한다. 다수의 참여자, 정부의 불투명한 성격, 존재하지 않았을 규제 프레임워크를 제정해야 할 필요성을 고려하면 이는 결코 작은 일이 아니다.

 

르완다의 경우 Waya는 서비스가 없는 지역을 식별하고 미래 수요를 예측했으며 그리드 솔루션과 독립형 솔루션을 혼합하여 해당 수요를 충족할 수 있는 가장 비용 효율적인 방법을 제안했다. Waya 팀이 개발한 전기화 계획을 기반으로 관계자들은 2024년까지 전국이 전기화되기를 희망한다고 말했다.

 

2017년에 팀이 카람비의 독립형 솔루션이 포함된 마스터 플랜을 제출했을 때 아마티아는 마을에서 이미 전력화가 이루어졌다는 사실을 알고 놀랐다. 이는 지역 계획의 어려운 성격을 보여주는 예라고 그녀는 말한다.

아마도 Waya의 집중과 봉사 활동 덕분에 카람비가 우선순위가 되었을 것이다. 그러나 아마티아는 카람비의 200가구가 마침내 전기를 이용할 수 있게 되어 기뻐한다.