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[미래의 창] 신재생에너지 산업의 미래와 전망


[부경진 | 서울대학교 공대 객원교수 ]

2015년 말(11월 30일~12월 12일) 프랑스 파리에서 개최된 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국총회(COP21)의 결과 파리협정(Paris Agreement)이 체결되었고, 이에 따라 교토의정서를 이어갈 Post-Kyoto체제로서 신기후체제(New Climate Regime)가 출범하게 되었다. 신기후체제의 목표는 2100년까지 지구표면온도 증가를 2℃ 이하로 낮추는 것인데, 이를 위해 세계 각국은 자발적 온실가스감축수단을 담은 INDC(Intended Nationally Determined Contributions: INDCs)를 제출하였고 주요 온실가스 감축 수단으로서 재생에너지를 내세우고 있다.


파리협정은 야심적이고 균형을 이루는 계획으로서 기후변화를 늦추는 역사적인 이정표로 자리매김할 것으로 보인다. 이는 온실가스배출량의 55%를 차지하는 55개국의 비준을 통해 발효하게 되어 있고, 그 중심에 지금까지는 교토의정서에 미온적이었던 미국과 중국이 주도함으로써 지금까지는 보지 못했던 강력한 추진력을 얻게 되었다. 또한 전술한 INDC와 1992년 리우기후협의에서 제안되었던 공통의 차별화된 책임(Common But Differentiated Responsibility: CBDR)이라는 슬로건 하에 국가별로 정치, 경제, 사회 환경을 고려한 차별화된 온실가스 감축수단을 마련토록 함으로써 신기후체제의 추진과 실현 가능성이 한층 높아지게 되었다.


이러한 신기후체제가 지향하는 바는 지금까지의 석유와 석탄, 천연가스 등 화석에너지 중심에서 벗어나서 에너지효율 향상과 신재생에너지의 개발 및 보급이 핵심 역할을 하는 지속가능한 에너지시스템을 구축하는 것이다. 특히 청정에너지원으로서의 재생에너지의 역할은 더욱 부각될 것이고 여러 관련 국제기관과 시민환경단체에서 예측하고 염원하는 재생에너지의 주류에너지원으로의 진입확대는 가속화될 것으로 판단된다.


신기후체제에 대비한 주요국의 움직임


앞서 언급한 파리협정을 주도한 미국은 오바마 행정부가 2015년에 수립한 청정전력계획(Clean Power Plan)에서 다음과 같은 3단계를 거쳐 궁극적으로 재생에너지가 에너지시스템의 주류로 등장하는 정책방향을 제시하고 있다. 즉, 초석 1(building block 1) :기존 석탄화력의 에너지효율향상을 통한 탄소원단위 저감; 초석 2 (building block 2) : 기존 석탄화력에서 가스화력으로 전환; 초석 3 (building block 3) : 추가 전원을 재생에너지로 대체함으로써 2030년 재생에너지 비중을 기존 22%에서 28%로 상향 조정하였다.


그간 기후변화 대응 및 온실가스 감축에 적극적인 자세를 취해왔던 유럽연합(EU)의 경우, 이미 유럽이사회(EC)가 수립한 20-20-20전략, 즉 2020년까지 재생에너지 비중 20% 실현, 20%의 온실가스 저감이라는 EU 역내 전략과 더불어 최근 EU 회원국의 실행계획(National Renewable Action Plan: NREAPs)을 발표하였다. 지금까지 어느 국가보다도 원자력발전에 주력해왔고 총 국내 발전량의 70%을 원자력발전으로 충당해왔던 프랑스의 경우, 극적인 반전을 보여주고 있다. 프랑스 정부는 작년에 원자력 비중을 현재 75%에서 2025년까지 50%로 낮추는 새로운 에너지법안을 제정, 공포하였다. 동 법의 주요 내용은 기후변화 대응 및 재생에너지 확대로, 2030년까지 온실가스 배출량을 40% 저감하고, 에너지소비량을 30% 낮추는 것이 목표다. 구체적으로 최종에너지의 32%, 냉난방에너지의 38%, 전력의 40%, 그리고 수송연료의 15%를 재생에너지로 대체하는 것이다.


2011년 후쿠시마 원자력발전소 사고를 경험한 일본은 2015년에 수립된 장기에너지수급전망과 전력적 에너지계획을 통해 재생에너지의 역할을 강조하고, 2030년까지 총 전력공급의 22~24%를 재생에너지가 담당하는 것을 목표로 하였다. 중국은 제13차 5개년계획(에너지부문)을 세워, 2020년까지 비화석에너지 비중을 15%로 확대하도록 하였다. 친환경에너지로는 재생에너지원으로서 수력발전을 350GW, 풍력발전을 200GW(9개의 풍력기지 건설)과 함께 100GW의 계통연계 및 분산전원(시범사업)으로 태양광발전단지를 건설하는 계획을 발표하였다. 이에 질세라 인도도 중국과 유사한 12차5개년계획을 수립하여, “Faster, Sustainable, and More Inclusive Growth”라는 기치 하에 탄소원단위를 2020년까지 2005년 대비 20~25%를 개선하고, 30GW의 재생에너지를 보급하는 목표를 설정하였다.


온실가스 저감의 부문별 및 기술별 기여도


그렇다면 신기후체제에서 온실가스 감축은 어떻게 이루어질 것인가? 2014년 국제에너지기구(IEA)가 발표한 에너지기술전망(Energy Technology Perspectives: ETPs)에 따르면 2050년까지의 온실가스 배출에서 에너지부문의 기여도가 70% 이상에 이른다. 2100년도 지구표면 온도를 2℃ 이하로 낮추는 시나리오(2DS)의 경우, 에너지부문 중에서 전력부문이 41%를 담당하여 그 비중이 산업과 수송부문의 각각 19%, 그리고 건물부문 13%, 기타 전환부문의 8%를 압도하고 있다. 따라서 발전부문에서의 온실가스 감축 잠재량이 가장 큰 것을 알 수 있다.


에너지기술별로 보았을 때 기여도는 어떻게 될 것인가? 온실가스를 저감하는 에너지기술은 에너지효율 및 절약, 연료전환, 탄소포집/저장(Carbon Capture and Storage: CCS), 재생에너지, 그리고 원자력이 거론된다. 그림에서 보듯이 재생에너지의 기여도가 34%, 최종에너지소비(전력포함)효율 향상이 33%로 2/3 이상을 차지하고 있고, CCS와 최종연료전환, 발전효율증대/연료전환가 각각 14%, 10%, 2%를 차지한다. 이렇게 볼 때, 청정에너지기술들 중에서 최종에너지소비효율향상과 재생에너지가 온실가스 저감에 가장 큰 역할을 할 것이라는 전망이 유력시된다.


국제재생에너지기구(International Renewable Energy Agency: IRENA)가 2013년 발표한 ‘재생에너지미래보고서(Renewable Energy Futures Report)’에 따르면 각 국제기관별로 2050년까지 세계재생에너지 전망 시나리오를 제시하고 있다. 재생에너지의 비중을 혁신, 중도, 보수로 분류하여 혁신입장인 그린피스(2012)와 GEA(2012)는 80% 이상을, 중도입장인 IEA ETP(2012)는 40% 이상, 보수입장인 IEA WEO(2012)와 ExxonMobil(2012)는 20% 미만을 예측하고 있다.


세계 재생에너지 보급 및 투자 추이


국제재생에너지기구(IRENA)의 2015년 세계 재생에너지 보급을 보면, 총 1차에너지 공급에서 차지하는 비중이 19.2%에 이른다. 이에 비해 원자력발전은 2.5%에 불과하다. 재생에너지 중에서도 전통에너지원인 수력발전이 3.9%, 기타 현대적 재생에너지원인 바이오매스, 지열, 태양열이 4.2%, 그리고 고급 재생에너지원인 풍력, 태양광, 바이오매스발전과 수송용 바이오연료가 각각 1.4%, 0.8%를 차지한다. 전력부문에서의 재생에너지 보급은 좀 더 높아 23.7%를 차지한다. 이중 수력발전이 16.6%의 비중을 나타내면서 거의 대부분을 차지하고 있고, 기타 풍력, 바이오, 태양광, 지열/CSP(태양열발전)/해양에너지 등이 뒤를 따르고 있다.


세계 재생에너지 투자를 보면 2015년 2,860억 달러에 이른다. 이는 전통에너지원으로 간주되는 5만 kW규모 이상의 대수력을 제외한 것이다. 만약 이러한 대수력까지 포함시킨다면 투자액은 3,289억 달러에 달한다. 이에 비해 석탄과 가스화력발전의 신규투자는 1,300억 달러에 불과해 재생에너지 투자의 1/2에도 미치지 못하고있다. 이러한 재생에너지투자를 기술별로 살펴보면 태양광과 풍력이 각각 57%, 38%로 대부분을 차지함을 알 수 있다. 국가별로 보면 중국과 유럽연합(EU)이 각각 36%, 17%를 차지하면서 재생에너지 투자를 주도하고 있는데, 특히 최근들어 중국의 투자 강세가 두드러진다.


국내 신재생에너지 현황 및 전망


우리나라 신재생에너지 보급 현황을 보면 지난 10년간 큰 폭으로 증가하여 왔다. 1차에너지의 공급은 매년 평균 2.5%씩 증가한 것에 비해 신재생에너지의 보급은 이를 훨씬 상회하는 9.7%를 나타내면서 급속한 증가세를 보여왔다. 2014년의 보급량은 11,537Mtoe를 기록, 1차에너지에서 차지하는 비중은 4.08%에 이른다. 발전부문에서의 신재생에너지의 비중은 좀 더 높은 4.92%를 보이고 있다. 그러나 이를 좀 더 자세히 살펴보면 문제점이 없지 않다. 2015년의 경우 신재생에너지 원별로 보았을 때, 폐기물의 비중이 60%를 차지했고, 고급에너지인 태양광, 풍력 등의 비중은 상대적으로 극히 낮았다.


발전부문에서도 마찬가지로 폐기물이 53%로 이를 제외하면 신재생에너지의 비중이 반 이하로 줄어든다. 따라서 이러한 폐기물에 많이 의존하는 편향된 공급구조를 개선하기 위한 노력이 요구된다. 국내 신재생에너지 산업 동향을 살펴보면, 최근 5년간(2009년~2014년) 기업수는 2.1배, 매출액은 2.3배 성장하였다. 2012년에는 신재생에너지 산업이 글로벌 구조조정 시기를 겪으면서 크게 위축되어 민간투자가 2011년 정점을 찍은 이후 1/5 이하로 급감하는 일시적인 침체기를 겪기도 하였으나 곧 회복세를 보여 정상을 되찾고 있다.


4차 신재생에너지 기본계획에 대하여


제4차 신재생에너지 기본계획은 제2차(2003년) 및 제3차 기본계획(2008년)에 이어 2035년을 목표연도로 하는 가장 최근에 수립된 기본계획이다. 신재생에너지 기본계획은 신재생에너지를 둘러싼 국내외 정치·경제·사회·에너지환경을 반영, 매 5년마다 20년을 시계로 새로이 수립하는 기본계획이다. 동 기본계획 상의 보급목표의 핵심내용을 살펴보면 다음과 같다.


• 첫째, 2035년까지 1차에너지 공급 중 신재생에너지의 비중을 11%로 설정하였다. 전망기간(2014~2035년) 동안 신재생에너지의 연평균 증가율은 6.3%이고, 반면 1차에너지 연평균 증가율은 0.7%에 그칠 것으로 예상된다.
• 둘째, 2035년까지 발전량 기준 신재생에너지 비중을 13.4%로 설정하였다. 전망기간(2014~2035년)에 신재생에너지 발전량은 연평균 5.8%로 증가하는 반면, 전력수요의 연평균 증가율은 1.8%에 그칠 것으로 예상된다.


<표 3>은 신재생에너지 원별 보급목표를 1차에너지 기준 비중으로 나타낸 것이다. 원별로 보면 폐기물의 비중이 크게 감소하는 반면, 동 감소분을 자연 청정 재생에너지원인 태양광과 풍력이 대체하는 것으로 전망되었다. 폐기물의 경우 2014년 68%였던 것이 30% 이하로 비중이 감소한 반면, 풍력과 태양광은 2014년 각각 2.2%, 2.7%에서 2035년에는 각각 18.2%, 14.1%로 증가하는 것으로 전망되었다.이러한 2035년 신재생에너지 보급목표 11%를 차질 없이 달성하기 위해서 기본정책 방향과 전략을 수립하였는데 크게 6대 정책방향과 각각의 정책방향에 주요 추진 과제를 선정하였다([그림 5]참조).


4차 기본계획이 이전 기본계획과 다른 점은 여러 가지를 들 수 있으나, 가장 대표적인 것은 정책방향에서 수요자 맞춤형과 해외진출확대를 새로이 포함시킴으로써 신재생에너지 산업의 자생력을 키우고 더 나아가서 국내보급의 한계를 인식, 해외진출을 통해 신재생에너지 산업의 시장확대를 도모하는 것이다. 따라서 주요 추진 과제도 이 두 가지 정책방향을 염두에 두고 선정하게 되었다.


신재생에너지 산업의 미래


신재생에너지는 전 세계적으로 미래에너지 시스템을 견인할 성장동력으로 기대를 모으면서 세계 각국은 자국의 부존여건에 맞는 신재생에너지원을 선택하여 투자를 집중하는 선택과 집중 전략을 펴고 있다. 일본은 태양광에 미래를 걸고 1980년대 초반부터 선샤인 계획을 전개하여 세계시장을 석권하여 왔으며, 독일과 덴마크는 자국의 풍부한 풍력자원에 착안, 풍력발전에 집중투자를 통해 산업화를 촉진한 결과 현재 전 세계 풍력시장의 80%를 장악하면서 1, 2위 자리를 고수하고 있다. 이러한 가운데 태양광과 풍력 분야에서 일본과 독일에게 주도권을 빼앗긴 미국은 자국의 풍부한 농지와 기계화된 농업기술을 바탕으로 바이오연료, 이 중에서도 휘발유의 대체연료로서 에탄올 보급과 산업화에 주력하고 있다.


우리 정부는 제4차 신재생에너지 기본계획 수립을 통해 에너지안보 제고 및 기후변화에 효과적 대응을 위해 2013년 현재 3.5%에 불과한 신재생에너지 보급비중을 2035년까지 11%로 확대하고 신재생에너지를 신성장동력, 더 나아가서 녹색성장의 한 축으로 삼아,국내 관련 산업을 일으키고 궁극적으로 우리나라 미래의 먹거리를 창출하는 수출산업으로 육성하는 청사진을 발표하였다. 이에 따라 정부 각 부처, 그리고 관련 공공기관 및 민간기업, 시민단체는 너도나도 녹색성장과 창조경제를 기치로 각종 포럼과 연구회, 위원회를 조직하여 일일이 열거하기도 힘든 각양각색의 계획과 프로그램 등을 제시, 신재생에너지가 대세인 시대적 흐름에서 낙오되지 않기 위해 안간힘을 쓰고 있다.


바야흐로 신재생에너지는 전례 없는 황금시대를 맞아 최대의 호황기를 누리고 있다. 일부 전문가들은 이러한 정부의 장밋빛 청사진과 실체가 뚜렷하게 드러나지 않는 미래전망에 대해 우려를 표명하면서 냉엄한 현실을 직시하고 실현가능한 청사진을 만들어 내야 한다고 지적한다. 그러나 지난 30년간 우리가 이룩했던 조선 및 자동차 산업을 위시해 반도체산업, IT산업의 경이로운 발전속도와 우수한 중공업 기반을 생각한다면, 태양광발전과 풍력발전, 연료전지 등이 차세대 성장동력으로 우리의 먹거리를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 우리나라는 현재 1차에너지공급의 97%를 수입에 의존하고 있다. 또한 파리협정 및 신기후체제 출범에 따라 우리정부가 국제사회에 약속한 30년까지 온실가스 37% 저감을 달성해야 한다는 점 등을 고려한다면 청정, 무공해 에너지원인 신재생에너지의 보급 확대는 시대적 사명이라 하지 않을 수 없다.

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