태양광 발전 현주소와 국가 전략

이준신 이준신 교수는 성균관대학교 전기공학과 재직 중으로, 국내 최초로 태양전지를 산업화하기 위한 벤처 기업을 세웠다. 현재 한국태양광발전학회 회장, 한국신재생에너지학회 부회장이다

*이준신 필자의 문체는 건조한 보고체 형식이지만 풍부한 사실적 자료를 담기에 적당한 것으로 보여 문장 마무리를 서술체로 바꾸지 않았습니다(편집자주)

1. 국제적인 에너지 현황과 미래 예측

□ 세계 에너지 수급 현황 및 전망

ㅇ 2017년 기준 세계 1차 에너지 공급량은 139.7억toe로 꾸준히 증가하고 있으나, 최근 7년간 연평균 증가율은 이전 대비 감소하는 추세임. 지역별 에너지 수급 현황의 경우, OECD 외 국가들의 경제성장으로 에너지 수요가 매우 증가하고 있으며, 특히 중국과 아시아 지역에서 각각 연평균 2.7%, 3.1% 의 높은 증가율을 보임.

출처: World Energy Balances 2019(IEA)

ㅇ 국제에너지기구(IEA)는 2040년 세계 1차 에너지 수요가 2018년 대비 23.8% 증가한 177.2억 toe에 이를 것으로 전망하며, 재생에너지는 인센티브 정책, 기술 발전 등으로 비중이 확대될 것으로 전망함.

ㅇ 에너지 수요의 증가에 따라 온실가스 배출 등의 환경문제로 인해 이산화탄소 감축을 위한 방법으로 에너지 효율 개선과 1차 에너지에서 재생에너지로의 에너지 전환시대가 도래함.

ㅇ 2050년까지 탄소 배출을 10GtCO2 이하로 감소시키기 위해 에너지 효율 개선(37%)과 신재생에너지 보급(32%)이 주요 수단으로 대두됨.

ㅇ EU, 영국, 독일, 프랑스, 미국, 중국, 일본 등 주요국들은 탄소 배출 감소를 위한 에너지 효율 개선 및 재생에너지 부문에서 달성목표를 명시한 정책을 발표 실행하고 있음.

ㅇ 에너지 효율 부문에 대한 투자는 2018년 $2,400억에서 2030년까지 연간 약 $4,450억 증가하여 2040년까지 누적 총 $11조 7천억에 이를 것으로 추정됨.

출처: World Energy Balances 2019(IEA)
출처: 2020년 IEEE PVSC

ㅇ 2020년 미국 IEEE PVSC 학술대회에서 Christian Breyer(LUT Univ.) 교수의 Keynote 강연 제목“Dawn of Solar Age: On the History of PV in 100% Renewable Energy Scenarios and Future Prospects”향후 재생에너지가 2050년까지 최소 30% 점유에서 가속적인 시나리오에서 최대 80%의 에너지를 점유로 크게 증가할 것을 예견함.

ㅇ 2015년 전체 재생 가능 에너지 도입이 22%일 때에 태양광발전이 1%를 넘지 못하고 있었으나 2050년 RE100(renewable energy 100 percent) 시나리오에 따르면 태양광발전이 69%를 넘어서 제1의 재생에너지가 될 것으로 예견됨. 2019년의 태양광발전 누적 발전용량은 627GW임. 매년 150GW 이상으로 추가로 발전용량이 증가할 것으로 예견됨.

출처:Breyer et al., 2017, Progress in photovoltaic,
Ram et al., 2017 Global energy ststem based on 100% renewable energy

ㅇ 신·재생에너지 부문 역시 2018년 $3,900억에서 2030년까지 연평균 $4,400억으로 증가할 것으로 예상

ㅇ 2018년 전 세계 신규 재생에너지 발전설비 용량은 전년 대비 7.9% 증가하여, 171GW를 달성하였으며, 누적 2,351GW* 기록

* 수력 1,172GW, 풍력 514GW, 태양에너지 397GW, 바이오 109GW, 지열 7GW, 해양 0.5GW 순

■ 태양광은 2017년 대비 24% 증가한 94GW의 신규 설비가 설치되어 모든 재생에너지원 中 1위를 차지하며 재생에너지 보급 확대를 주도

* 2018년 태양광 신규 설비 중 약 70%에 달하는 64GW 설비가 아시아 지역에 설치됨

■ 풍력은 2017년 대비 약 10% 증가한 49GW의 신규 설비가 설치되었으며 중국과 미국이 각각 20GW, 7GW의 신규 설비를 설치하여 세계 풍력 시장을 주도

* 독일(6GW), 인도(3.5GW), 스페인(2.3GW), 영국(2.1GW) 풍력발전설비 누적 설치

■ 수력 21GW, 바이오 6GW, 지열 0.5GW가 2018년 신규 설치됨

출처:IRENA 2018, 2019

ㅇ (발전량) 2017년 전 세계 재생에너지 발전량은 6,185TWh로 전체의 25% 차지

* 수력 4,030TWh, 풍력 1,343TWh, 바이오 495TWh, 태양광 437TWh, 기타 87TWh

ㅇ’19~’24년 신규 재생에너지 설비는 1TW가 넘는 용량인 1,220GW가 설치되어 ‘24년 누적 3,722GW 도달할 것으로 전망

* 재생에너지 보급 가속화 (accelerated case)시 2018년 누적 설치용량 대비 57% 증가한 1,540GW의 설 비가 설치될 것으로 전망

■ 태양광은 발전단가의 하락과 효과적인 정부 정책에 힘입어 예측 기간 동안 2.5배 증가하여 ’24년에 누적 설비용량 1.2TW가 설치될 것으로 전망되며, 중국이 전체 태양광 시장 성장의 40% 이상을 차지할 것으로 예상

■ 육상풍력은 2024년까지 57% 증가한 850GW가 설치될 것으로 예상하며, 해상풍력은 동기간 동안 약 65GW 예상됨

ㅇ ’19~’24년 기간 동안 재생에너지 예측 발전량은 37% 증가하여 총 9,000TWh에 도달할 것이며 전체 발전량 비중의 30%를 차지할 전망

■ ’24년 재생에너지의 총 발전량 중 약 75%(6,750TWh)가 중국, 유럽, 미국, 브라질, 인도에 집중될 것으로 예상

■ 여전히 ’24년에도 석탄이 가장 많은 발전량을 차지하지만, 석탄 발전과 재생에너지 발전의 격차는 빠르게 감소할 전망

출처:IEA Renewables 2019-Analysis and Forecast to 2024

ㅇ 신재생에너지의 발전단가는 기술발전 및 보급 확대에 따라 ’17~’22년 사이 발전원별 LCOE(Levelized Cost of Electricity)* 하락은 가속화될 전망

■ 태양광(25%), 육상풍력(13%), 해상풍력(33%) 대규모 프로젝트의 발전 단가 하락이 두드러질 것으로 예측

출처:IEA Renewables 2019-Analysis and Forecast to 2024

ㅇ IRENA는 에너지 탈수 소화에 재생에너지인 태양광과 풍력이 주축이 되어 에너지 전환시대가 올 것으로 예측하고 있으며, 2050년 재생에너지가 전체 에너지의 86%를 점유할 것으로 전망함.

출처: IRENA Global Renewables Outlook 2020

2. 국내 에너지 현황과 미래 계획

□ 국내 에너지 산업 현황 및 전망

ㅇ 2017년 우리나라의 에너지 소비량은 282백만 toe로 세계 9위이며, 석유소비 8위, 전력소비 7위로 이는 세계 14위인 경제 규모에 비해 높은 수준임.

출처:World Energy Balance 2019(IEA), Statistical Review of World Energy 2019(BP)

ㅇ 원유, 석탄 등 국내 공급되는 에너지자원의 93.4%는 해외 수입에 의존하고 있는 상황으로 에너지 안보에 취약한 수급구조로 되어 있음. 에너지 수입액은 ’19년 기준 1,267억$로 국가 총 수입액의 27.5%를 차지

출처:에너지통계월보(에너지경제연구원, 2020년 3월)

ㅇ 2019년 1차 에너지 공급량은 303.4백만 toe로 전년대비 1.3% 감소

ㅇ 에너지원별로는 석유(38.7%)가 많은 비중을 차지하고 있으며, 석탄 (28.7%), 천연가스(17.4%) 순으로 많은 비중을 차지하고 있음

ㅇ 국내 신재생에너지 산업은 최근까지 태양광을 중심으로 성장하고 있음.

■ 2017년 신재생에너지 신규 설비용량은 40.2% 증가한 2.1GW 기록, 태양광은 1.36GW 추가되어 신규 설비용량의 65.1% 차지

■ 2017년 기준 신재생에너지 설비용량은 15.7GW이며 태양광이 37%를 차지

* 원별 현황(‘17년): 태양광 5.8GW, 폐기물 3.8GW, 바이오 2.3GW, 풍력 1.1GW

<2017년 신재생에너지 설비용량>

출처:에너지경제연구원 연구보고서, 한국에너지공단 2018, 2017년 신재생에너지 보급통계를 재구성

■ 2017년 신재생에너지 기업의 총매출은 9.6조 원이며 태양광이 67%인 6.4조 원

■ 2017년 국내 신재생에너지 제조업 산업 관련 기업체 수는 438개로 전년 대비 8.1% 증가, 투자액은 전년 대비 17.7% 증가한 8,097억 원을 기록

<국내 신재생에너지 산업 현황 변화>

출처:에너지경제연구원 연구보고서, 한국에너지공단 2018, 2017년 신재생에너지 산업통계(확정치) 조사결과

ㅇ 태양광 산업은 국내 신재생에너지산업의 고용 인원, 매출액, 내수, 수출액, 투자액 등 대부분 부문에서 가장 큰 비중을 차지함

■ 태양광 업체 수는 118개로 26%를 차지하고 있지만, 고용과 매출에서 차지하는 비중이 각각 54%, 67%로 절반 이상을 차지함.

■ 태양광 산업의 수출은 내수의 거의 2배에 이르며 전체 신재생에너지 수출의 85%를 차지하고 있음.

■ 태양광의 해외공장 매출은 3조 6,740억 원으로 신재생에너지 해외공장 매출액의 71%를 차지하고 투자액의 95%가 태양광 산업에서 이루어짐.

ㅇ 풍력업체 수는 27개로 전체 신재생에너지 기업체 수의 6%이지만 매출은 태양광과 바이오 다음인 11%를 차지.

■ 풍력은 전체 신재생에너지 산업 수출의 12%를 차지하며, 수출액과 해외 공장의 매출이 풍력산업 매출액의 77%를 차지

ㅇ 바이오와 폐기물 업체 수는 태양광과 비슷하나 고용 인원은 각각 태양광의 1/4 수준이고, 매출액 기준으로 바이오는 태양광의 1/5, 폐기물은 태양광 매출의 5%에 불과

ㅇ 연료전지는 15개 업체가 신재생에너지 산업 고용의 4%, 매출의 3%를 차지하고 있으며, 다른 재생에너지 산업의 규모는 상대적으로 작음.

<국내 신재생에너지 산업 현황(2017)>

출처:에너지경제연구원 연구보고서, 한국에너지공단 2018, 2017년 신재생에너지 산업통계(확정치) 조사결과

ㅇ 정부는 2017년 8.08%인 신재생 발전 비중을 2030년까지 20%로 확대한다는 의지를 밝히고 태양광, 해상풍력, 수소 연료전지에 대한 육성 방안을 발표

■ 신재생에너지 발전 비중을 확대하기 위해 「재생에너지 3020 이행 계획」 에서 태양광과 풍력을 각각 30GW, 16GW 증설 계획

■ 수소 연료전지의 경우 「수소 경제 활성화 로드맵」을 통해 2040년까지 2017년의 약 60배에 해당하는 15GW로 확대를 추진하고 있음

3. 국내외 태양광 시장현황

□ 세계 태양광 시장 동향

ㅇ 2019년 세계 태양광 시장은 중국 시장은 부진하였으나 미국, 유럽 및 개도국의 수요 증가세를 나타냄.

ㅇ 2020년 세계 태양광 수요는 미국 수요 증가와 중국 시장의 회복 및 개도국의 수요 증가로 인한 성장세를 예측하였으나 코로나19사태 발생으로 90~120GW로 전년 대비 감소할 전망임.

자료: BNEF, 전망치는 수출입은행

ㅇ (중국) 태양광 시장의 보조금 지급 정상화에 따른 수요 40GW를 회복할 것으로 예상되었으나 코로나19 발생으로 35GW를 하회할 전망임. 신재생에너지 전력구매를 의무화하는 전략 추진 중, 자국 태양광 업체에 부가세 50% 환급, Golden Sun Model Project를 통해 보조금 지급.

ㅇ (미국) Photovoltaic Beyond the Horizon 사업, SunShot Initiative Program 추진하여 기술 수준에 따라 프로그램을 구분 적극 지원 중. 2021년 투자세액공제 제도 설치 수요가 증가할 것으로 예상하며 가정용 시장도 증가할 전망임.

ㅇ (일본) Cool Earth 에너지 혁신기술계획, All Japan Project와 Advanced PV Generation Program을 통해 태양광 원가 절감 및 효율 향상 기술 개발 지원, 2050년 목표로 PV2030+ 설정, 정부 차원의 대규모 R&D를 통해 글로벌 태양광 시장 점유율 확대 계획.

ㅇ (유럽) 독일, 프랑스 및 스페인 등이 주도할 것으로 예상하며 독일은 2020년 1분기 1.48GW를 추가함. 유럽 시장은 탄소 배출량 50% 감소를 목 표로 2021년부터 다시 성장할 것으로 보임.

ㅇ 전 세계 태양광 발전 누적 설치 용량은 2019년 634GW를 달성하였 으며, 향후 5년간 지속적인 증가세를 전망함. 글로벌 시장 전망은 2024년 1,448GW를 예상하며 중국, 미국, 인도가 시장을 주도할 것으로 예상함.

ㅇ 2020년 상위 20위 안에 이스라엘, UAE 및 베트남이 새로 등장하였으며 베트남 시장이 크게 성장세를 보임.

자료: Grobal market outlook 2020-2024

ㅇ 2020년 1분기 REC 발급량 기준 1.16GW를 기록하였으며 현 추이가 지속될 경우 4GW에 육박할 것으로 예상함.

ㅇ 국내 태양광 시장은 정책 드라이브로 10% 이상 설치가 증가하는 추세임.

ㅇ 정부는 재생에너지 발전량 비중을 2016년 7.2%에서 2030년 20%로 확대할 계획임.

ㅇ 2023년 10%인 공급 의무화(RPS) 비율을 2030년 28%로 대폭 상향할 계획임.

□ 태양광 산업 동향

ㅇ 태양광 발전단가는 발전원 중 가장 경쟁력 있는 수준으로 하락, 향후 효율 증가, 원가 절감 등으로 추가적인 제품 가격이 발생할 경우 태양광 발전의 가격경쟁력 상승을 전망함.

ㅇ Jinko Solar, Longi사 등 기업은 제품 가격 급락에도 매출 및 영업이익이 증가하는 추세를 보임.

ㅇ 2020년 세계 태양광 수요가 120~150GW를 달할 것으로 예상하였으 나, 코로나19 영향으로 90~120GW로 조정됨에 따라 폴리실리콘의 공급과잉 상황이 악화될 전망임. 수요 감소 및 공급과잉 상황이 맞물리며 단결정 웨이퍼용 $7~9/kg, 다결정 웨이퍼용 $4~6/kg을 형성할 것으로 예상함.

ㅇ 단결정 태양전지 가격은 $0.10/W, 다결정 태양전지 가격은 $0.065/W 로 수요 감소로 인한 가격 하락 폭이 커짐. 수요 감소로 인한 재고 증가와 중국 공장 생산 재개로 인한 공급과잉이 우려됨.

자료: BNEF

ㅇ 단결정 실리콘 모듈 가격은 $0.208/W, 다결정 실리콘 모듈 가격은 $0.187/W로 수요감소로 인한 가격 하락. 2021년 수요 증가 예측으로 모듈 가격 안정세를 가질 전망.

4. 국내 현황과 미래에 바람직한 신재생 정책 방향

□ 국내 기존의 보급 기술, 설비, 정책 현황

ㅇ (재생에너지 3020) 재생에너지 3020 이행계획(’17.12)을 계기로 빠르게 확대 추세

■ 재생에너지 신규 설치(MW) : (’15) 1,482 → (’16) 1,445 → (’17) 2,059 → (’18) 2,989 이행 첫해인 ’18년에 당초 목표(1,737MW)보다 1,252MW(72%) 초과 투자

■ ’18~’30년 신규 투자 규모 : 총 48.7GW(태양광 30.8, 풍력 16.5, 기타 1.4)

ㅇ (그린뉴딜) 그린뉴딜은 기후 위기를 촉발한 화석연료 기반 탄소 배출 시스템을 친환경적이고 지속 가능한 재생에너지경제로 전환하고, 그 과정에서 산업과 경제의 경쟁력을 강화하고, 양질의 새로운 일자리를 창출을 목표로 함

ㅇ (태양광 탄소인증제) 재생에너지산업 경쟁력 강화 방안으로 저탄소 태양광 모듈 확대를 위한 탄소인증제를 시행함.

■ 태양광 탄소인증제는 태양광 모듈 제조 全 과정(폴리실리콘-잉곳·웨 이퍼-셀-모듈)에서 배출되는 단위출력당(1kW) 온실가스의 총량을 계량화 (CO2 ·kg)하고 검증하는 제도임.

* 온실가스 총량은 태양광 모듈 제조과정에서 ①직접 발생하는 배출량 (N2 O, CO2 등)과 ②소비된 전력 생산을 위한 배출량을 합산하여 평가한다.

■ 태양광 모듈 탄소인증제를 통하여, 글로벌 온실가스 감축에 기여할 뿐만 아니라 국내 태양광 산업계의 경쟁력 강화 가능함.

* 국내 설치되는 태양광 모듈당 10% CO2 감축 가정 시 연간 약 23만 톤 CO2 감축 가능
* 국내 업계 평균 탄소 배출량 약 770kg·CO2 /kW(사전 검증 결과) × 연간 국내 태양광 설치량 약 3GW(19년 기준, 잠정) × 10% = 231,000ton·CO2

ㅇ (산업단지 태양광 금융지원사업) 산업부에서 산단 유휴부지 또는 공장 지붕을 활용한 태양광 발전사업을 희망하는 공장주나 해당 대상지 임차인 등은 동 사업을 통해 태양광 설치비용의 지원함.

■ 산업단지 태양광은 유휴부지를 활용해 환경훼손이 없고, 주택 등과도 떨어져 있어 주민 수용성도 높은 우수한 태양광 설치 모델로서, 동 사업을 통해 산업단지 내 태양광 설치를 확대하는 한편, 대표적 전력 다소비 공간인 산업 단지를 친환경 에너지 생산 공간으로 탈바꿈하여 에너지 자립도를 제고해 나갈 수 있을 것으로 기대함.

ㅇ (태양광 폐패널 재사용·재활용 확대) 산업부-환경부-태양광 산업 협회, 태양광 패널 생산자책임재활용제도(EPR) 도입을 위한 업무협약 체결. 2022년까지 태양광 패널 회수·보관 체계 구축, 재활용 기술 개발 등 재활용 기반 마련 후, 2023년부터 태양광 패널 EPR 제도 시행.

ㅇ (태양광발전 계통 접속 허용기준 확대) 접속허용 기준 확대로 태양광발전 계통 접속 용량이 일반 배전선로는 기존 10MW에서 12MW, 대용량 배전선로는 15MW에서 18MW까지 20% 상향이 가능해질 예정이다.

* (전력 연구원) 배전선로 연계 용량 기준 상향 타당성 연구(‘18.9∼’19.8), (한전) 빅 데이터분석 (‘19.3∼’19.10)·실증(‘19.4∼’19.9)

ㅇ (소재/부품/장비 기술) 신재생에너지의 기반기술 역량 강화를 위한 부 품/장비 기술 개발에 중점 투자 필요. 소재 부품 산업 육성을 위한 정부 정책 강화에 따라 제품뿐만 아닌 소재 기술에 대한 지원과 제도가 마련되고 있음

ㅇ 중국의 저가. 대량생산에 대응하기 위한 발전 효율 증대 및 가격 경쟁력 강화(단위 생산전력당 모듈 제조비용 35% 절감)를 위해 정책적 지원 중

□ 국내 재생에너지 산업 경쟁력 강화 방안

ㅇ (보급 확대 지원) 국산 제품이 경쟁력을 갖출 수 있도록 보급 확대 시 지 원할 필요가 있음. 폴리 실리콘 및 잉곳/웨이퍼 등 전력비용이 제조원가에서 차지하는 비중이 높은 소재산업의 경쟁력 확보 방안 도출이 아쉬우며, 반도체 및 디스플레이 분야와의 소재 등의 융복합 방안을 도출할 수 있기를 기대함.

* 디스플레이 산업에서 중국의 원가경쟁력 등에서 약화된 국내 기업이 LCD 사업에서 철수 및 OLED 사업으로 전환하는 사례를 태양광 발전 분야에서 반복하게 될 가능성이 높으며, 다른 기술 분야로 전환할 수 있는 선택이 거의 없는 상황이 커다란 문제임.

ㅇ 경쟁력 강화를 위한 방안 (기술, 시장, 시스템 및 비즈니스 모델)

1) 기술: 배터리, 재생에너지 대 열, 재생에너지 대 수소, 디지털 기술 (사물 인터넷, 인공 지능 및 빅데이터, 블록체인), 스마트 그리드 및 기존 자산의 개조. 회사 주도의 RND Fab. 구축과 IoT, AI 결합한 생산 제조업 지원 활성화로 경쟁력 강화.

2) 시장: 계통연계형 및 독립형 재생에너지 공급 시장(예: 애그리게이터, P2P 전기 거래, 프로슈머 및 전력 도소매 시장 메커니즘)

3) 시스템: 유연성을 제고할 도매시장 변화, 계통 안정화 서비스 시장(가격 신호, 보상체계, 정교한 시공간 모듈화), 소비자의 유연성을 제고할 소매 시장 (시간 요금제 등)

4) 비즈니스 모델: 배전선로 운영, 분산 전원 통합시장(예, 전기차), 유연성 강화 운영 기술(기후 예측, 발전 예측), 무효전력/유효전력 보상

ㅇ (시장 경쟁 구도 전환) 제품 효율·품질 기반으로 시장 경쟁 구도의 전환이 필요함. 국내 시장을 단순 가격경쟁에서 탈피, 친환경·고효율·융복합 제품 중심의 혁신 경쟁형으로 전환하여 산업 경쟁력 확보.

1) REC 제도 개선 및 안정화: 제품 및 산업 전주기의 친환경화 추진

•(탄소인증제 도입) 재생에너지 설비의 생산·운송 설치·폐기 등 全 주기에서 탄소 배출량이 적은 설비에 대한 REC 가중치 우대

•(REC 거래 시장 경쟁입찰 확대) 복잡 다양한 REC 거래를 친환경성(입지), 산업 기여도 등을 고려할 수 있는 경쟁입찰 방식으로 단계적 전환

* 현행 거래 시장 : 자체 건설, 경쟁입찰, 자체 입찰, 수의계약, 현물시장, 한국형 FIT

– ’20년부터 자체 입찰·수의계약(공급의무사)에 시범 적용을 추진하고, 성과를 토대로 ’22년부터 확대 추진

– 친환경·고품질·산업 기여도가 우수한 설비를 우대하여 재생에너지 거래 시장을 혁신 경쟁형으로 전환

2) 제품의 고품질화

•고효율 제품 우대 방안

– 효율이 1% p 높은 태양광 모듈 사용 시 토지면적은 4∼6% 감소

– 국내 시장을 고효율 제품 중심으로 전환하여 품질 경쟁력에 대한 우위를 유지하고 지속적인 기술혁신을 유도

•태양광 설치 후 소비자 보호, 효율 유지 등을 위해 KS 인증심사 기준에 국내 서비스(A/S) 조직·인력·설비 요건 등 강화 추진

– 현행 기준에는 3인 이상의 A/S 조직 유지에 관한 사항만 의무화

3) 융·복합 신기술 제품 및 신서비스 시장 육성

•재생에너지 + ICT 융복합하여 제품 자체를 차별화하고 시스템 차원의 새로운 비즈니스 창출

① 고부가 건물 외장재용 태양광 제품 시장 창출(BAPV)

건물형 태양광 : 건물 외장재의 약 10%를 고효율 BAPV로 설치 시, ’22년 약 1.5조 원 시장 전망

– 설치 지원 및 건축 허가 단계에서 설치 기준 제도화

② IoT·빅데이터·AI·5G 기반 운영 체계 구축하여 발전량 예측, 고장 예측, 운영관리, 유지보수 등 新 서비스 개발·확산

③ (대규모 풍력 단지 최적화) 대규모 단지 설계·시공·O&M 등에 ICT를 적용하여 풍력시스템을 고부가가치화하고 시장 차별화

④ 재생에너지+수소 등 재생에너지 활용 확대: 재생에너지로 생산된 전기를 활용한 수전해 방식 (Power to Gas)의 청정(Green) 수소 생산 상용화 추진

ㅇ (산업생태계 경쟁력) 시장·기술·기업 체질 등 산업생태계 경쟁력 보강

1) 내수시장의 안정적 확대 : 재생에너지 투자 확대 모멘텀 유지

•입지규제 완화, 주민 수용성 제고, 주민참여형 사업 등 투자지원 확대

– (재생에너지 3020 가속화) 풍력 중심으로 일감 창출 및 인프라 개선

* ’18~’30년 신규 투자 규모 : 총 48.7GW(태양광 30.8, 풍력 16.5, 기타 1.4)

•대규모 프로젝트 28.8GW, 농가 태양광 10GW, 소규모 발전 7.5GW 등

•(풍력) 풍력자원 실태, 단지 경제성 등을 사전 조사하여 민간 제공 등

• (태양광) 도심 건물 및 농촌 태양광 설치 확산, 공공기관 설치 의무 확대

•(계통 확충) 지역별 재생에너지 입지계획을 마련하여 선제적 송변전설비 투자 확대

•(주민 수용성 강화) 계획입지제도 도입, 발전소 주변지역 범위 합리화, 주민 동의 최소 기준(예: 全 주민의 2/3) 마련 등 추진

•(지자체 적극적 참여 유도) 이익공유 대상에 지자체도 포함하고, 부지 발굴·제공 등 지자체 참여 사업에 인센티브 부여 등

•(기업 투자 지원) 제도 개선 및 인허가 지원 강화

– (제도 개선) 입지규제 완화 등 지속적인 규제 해소 추진

* 이격 거리 규정 폐지 지자체 인센티브 부여, 국 공유지 임대 기간 확대 및 임대료 인하, 공유수면 점 사용료 기 준 개선 등(참고. 제도 개선 및 규제완화 추진과제)

•(원스톱 통합지원 시스템 구축) 복잡하고 장기간이 소요되는 발전사업인·허가 절차*에 대한 종합적인 상담 및 정보제공

* 발전 사업 허가, 개발행위허가 등 인허가, RPS 제도 활용 등 사업 全 과정

•(RE 100* 확산) 민간기업의 RE 100 이행 기반 마련으로 투자 확대 유도

– 기업 PPA 제도 등의 활용을 통한 기업의 신재생에너지 투자 확대

* 기업 사용전력의 100%를 재생에너지로 이용하는 것을 목표로 하는 자발적 캠페인으로 구글·애플 등 글로 벌 기업 참여

•전력 계통 문제 해결 및 분산전원 시스템 정착

– 선정된 계획입지에는 선제적으로 계통망을 구축하여 발전 사업 및 보급 확산에 기여

– 분산전원 시스템 활성화를 위한 제도 마련

2) 기술 고도화 : 민간주도 R&D 로드맵을 수립하여 가격·기술 격차 조기 극복 및 선진기업과의 전략적 제휴도 병행

•(태양광) 양산 셀 제품의 기술적 한계 효율인 24% 이상을 달성하고, 단가저감 등 고성능 고효율 세계 최고 상용화 기술 확보

* 저전력 제조설비, 저저항 전극소재, 태양광 제조 스마트 공장 실증 등

– 중장기적으로 페로브스카이트/Si, GaAs/Si 등 35% 이상 초고효율 태양전지 개발을 통한 기술 경쟁력 확보

– 소재, 장비(박막 증착 등) 개발을 통한 경쟁력 확보

•(풍력) 4대 핵심부품(블레이드, 발전기, 증속기 등) 국산화 및 풍력서비스(단지 시공 O&M 등) 핵심기술 조기 개발

– 10MW급 이상 초대형 터빈과 관련 부품을 패키지로 개발, 부유식 풍력터빈 및 부유체 개발·실증 등 차세대 기술 고도화

– 터빈 등 부족한 핵심기술은 외부 기술 도입 등을 통해 조기 확보

3) 기업의 체질 개선 : 글로벌 경쟁이 가능토록 구조 혁신

•재생에너지 관련 금융 지원 확대: 지원 대상, 지원 한도 확대

•태양광 셀 등의 공동구매 지원 및 스마트 공장 구축 등으로 경쟁력 보강

4) 지역기반의 생태계 조성

•재생에너지 산업기반이 있는 지역에 혁신 인프라 보강, 지역별 차별화 생태계 구축

– (지자체) 지역 맞춤형 대규모 프로젝트 발굴·추진 등 주도적 역할 수행

– (정부) 연구·기반 시설 등 인프라 구축, R&D·실증·인력양성 지원

□ 국내 재생에너지 시장 확대 방안

ㅇ 기본적으로 국내 산업에 대한 시야를 무조건 공평하게 대하겠다는 우리만의 공정성을 생각하는 데서 다른 의식의 변화가 절실하다. 중국의 제품은 국가에서 공장 지원에 공간, 자금 대출, 사용 유틸리티 지원뿐만 아니라 한국에 수출하면 보조금을 수출금액에서 지원하는 형식이다. 거꾸로 한국 기업은 고용을 유발하고, 비싼 토지비용과 프로젝트 재정에 이자율 등에서 벌써 한국에 공장 1G 능력이면 중국에서 3G 용량으로 사업이 가능한데 무조건 WTO 규정만 보며 기업을 보호하기 위한 노력을 아예 하지 않는 것은 보강이 필요하다. 미국도 중국도 유럽도 모두 자신들의 산업을 보호하기 위한 다양한 방안을 마련하고 있음을 인지하여야 한다. 즉 한국 내에서 고용을 유발한 것을 점수화하고, 한국 내에서 투자와 제품 생산된 것도 평가 항목에 삽입하고, 국내에서 신기술로 개발한 제품에 관련해서도 점수화하여 국내 산업이 버티고 경쟁력을 가지고 갈 수 있는 최소한의 지원과 장치 보강을 정부 지원 사업들에서 적용하기 위한 지혜가 필요하다.

ㅇ 재생에너지 확대에 따른 에너지 수입의존도는 2012년 96% 수준에서 2019년 1월 93.8% 수준으로 낮아졌으나 여전히 수입의존도가 높은 수준이며, 재생에너지 3020 이행 계획에 따른 재생에너지 보급 확대는 지속하여야 할 것입니다. 이를 위한 국내 제품의 보급 확대를 위한 방안을 다음과 같이 제안함

1) 현재 태양광 발전의 REC 가중치가 0.7로 낮아져서 사업화 매력도가 낮아진 경사도 5도 이상 산지(국내 산지 비중이 70% 이상 추정)를 태양광 발전소 용지로 활용하는 방안 도출

2) 새만금 부지(간척지 및 제방 내 수면)를 이용한 대규모 태양광 발전소와 해상풍력 발전소 건립을 조속히 하고, 금융 지원 및 국내 제품 우대를 통한 특별지역 지정 등으로 에너지 뉴딜정책의 일부로 실시하고, 이를 기반으로 한 신규 재생에너지 연관 산업단지를 후속 연계사업으로 진행하는 방안 도출

* 간척지는 발전 기간(15년~20년) 이후 제염 상태 확인, 농지 등 활용방안 재검토 가능

3) 재생에너지 3020 이행 계획을 보다 확대하여 재생에너지 3030 및 재생에너지 4040/5050 등의 장기적인 확대 방안 도출 및 이에 따른 전력망 안정화 방안 병행 추진

* RPS 제도 상 재생에너지 발전의무 비중을 더욱 빠르게 확대하여 REC 가격 안정화 필요

4) REC 가격의 안정화(수급 균형)

5) 제도 개선 규제 완화, 지자체별 발전 허가 등 제도 통일: 발전사업 허가, 개발행위허가 등 인허가 등

6) 개통 확충: 계통이 충분치 않아 허가가 난 발전소도 설치가 지연됨.

7) 개인 및 기업의 태양광 PPA 확충으로 투자 유도: RE100 기업의 확대

8) 태양광 시스템+ICT 등 새로운 비즈니스 창출

9) 공공기관 설치 의무 확대(RPS 제도 확대)

10) BAPV, 농촌형, 수상 및 해상 태양광 등 다양한 형태의 시스템에 관한 기술 개발 및 확대: 제도 개선 및 규제 완화

□ 태양광 보급 확대와 산업 육성

BNEF & IEA의 2050년까지 전력 구성 전망

자료: BNEF, 2018, New Energy Outlook 2018, p.78.

ㅇ BNEF & IEA의 2050년 신재생에너지의 비중은 64%이며 이중 태양광과 풍력이 76% 이상의 비중을 차지할 것으로 예측함

ㅇ 따라서 미래 에너지 시장의 주인 신재생에너지 산업은 선순환 구조가 가능할지에 대한 고민보다는 투자와 보급 확대를 통해서 산업의 선순환 구조를 만들어야 하는 산업임.

ㅇ 유럽은 에너지 절약 기술과 재생에너지로, 미국은 공급 기술과 셰일가스로 에너지의 안정적인 공급과 동시에 기후변화협약 대응이라는 두 가지 목표 달성을 위해 국가에너지 계획을 추진하는 반면, 우리나라는 재생에너지 발전 목표량보다 기술 개발과 산업 육성 계획이 미흡함

ㅇ 태양광 보급량 목표 달성도 중요하지만, ‘원재료-제조-운영-재활용-폐기’ 등 재생에너지의 라이프 사이클에 맞춘 산업 생태계 구축을 통해 ‘지속가능한’재생에너지로의 전환이 필요함.

ㅇ 태양광 산업이 일자리 창출과 혁신성장의 동력이 되기 위해서는 R&D 투자 확대와 산업 생태계 조성을 통해 내수시장을 확충하고 수출로 이어지는 선순환 시스템 구축이 필요함.

선순환구조: 기술투자→내수시장 확보→산업 경쟁력 강화→수출

•선순환 구조를 만들기 위해서는 기술 개발에 대한 투자와 산업 육성이 절실함.

•내수시장 확보를 위한 보급 확대를 위한 제도 개선 필요하고, 환경 훼손, 주민 갈등 안전 문제 등에 대한 부작용을 최소화해야 함

•기술 개발과 내수시장 확대에 의한 산업 육성은 경쟁력을 강화로 이어지고, 수출 증대로 이어져 선순환 시스템 구축이 가능함.

– 이준신

지구와에너지
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