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(월요객석)재생에너지 글로벌 생태계 전망과 이슈
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전세계적으로 재생에너지에 대한 투자가 크게 늘면서 신규 발전용량이 태양광과 풍력중심으로 크게 증가하고 있다.
최근, 영국 로이드 선급은 전세계 792명의 에너지산업계 고위임원들을 대상으로 설문조사를 수행하여 2018년도 재생에너지산업 전망보고서를 발간하였다. 먼저 재생에너지 균등화 발전단가(LCOE)가 화석연료와 같아지는 그리드 패러티 도달을 재생에너지의 생태계가 급변하기 시작하는 팁핑 포인트로 보고 이 시기를 예측하고 있다.
보고서에 의하면 태양광 발전은 2023년 중국과 2024년 미국에서, 해상풍력은 2024년 독일과 영국, 2025년 미국과 덴마크에서, 육상풍력은 2024년 독일과 미국에서 도달할 것임을 밝히고 있다. 그러나 재생에너지에 대한 비용이 여전히 높은 점이 그리드 패러티 달성에 가장 큰 장애요인이 되고 있으며, 파력발전, 조류발전과 같은 해양에너지나 바이오매스 분야에서는 기술보다 발전규모가 더 중요함을 지적하고 있다.
다음으로는 적정한 가격의 에너지저장장치가 부족한 점을 들고 있다. 아직은 배터리 ESS의 대응시간이 매우 부족하여 계통운영자가 만족할만한 급전방식까지는 좀 더 시간이 걸릴 것으로 예상하고 있다.
또한 정부의 조령모개식 정책이나 제도변화가 선진국에서도 재생에너지 발전에 여전히 걸림돌이 되고 있으나 태양광이나 풍력분야에서의 다양한 기술혁신이 재생에너지 비용을 크게 감소시킨다. 이에 따라 비용에 대한 불확실성을 잠재울 수 있으며 향후 기대되는 몇 가지 기술적인 사례를 소개하고 있다.
해상풍력은 터빈의 크기가 중요하다. 현재기술로 터빈출력을 최대 10MW까지 실현가능하나, 향후 로터 직경이 200m를 넘는 12~14MW급 까지도 계획하고 있다. 초대형 터빈 설치를 위해 고정식보다는 부유식 플랫폼이 보다 유력하며, 플랫폼제작에 필요한 새로운 소재의 개발이나 해상에서의 위치제어가 가능한 설치전용선의 건조, 운용기술의 개발이 요구되고 있다. 태양광 발전은 새로운 기술개발보다는 기존 기술을 점차 개선함으로서 중단기적으로 성능을 향상시키는 것이 가격 경쟁력과 효율 증가를 꾀할 수 있을 것으로 보여진다. ESS에서는 리튬이온 전기배터리 방식이 현재 널리 사용되고 있지만 향후에는 화석연료의 개질방식이 아닌 전기 수분해에 의해 생산되는 수소저장 방식이 저장용량 면이나 환경친화적인 면에서 대안이 될 수 있다.
다음으로는 재생에너지에 관련된 디지털 기술 개발이다. 태양광이나 풍력발전 단지의 발전량 정밀예측, 계통과 관련된 대규모 데이터 관리, 해상풍력 설치선박 자세제어를 위한 해상·해중 센서 통합기술, 육해상용 드론 운용기술 등에 필요한 머신러닝 기술이 조만간 중요해 질 것으로 보여진다.
최근 Ernst & Young사는 보고서에서 계통운영과 발전사업자를 위한 새로운 비지니스 모델 관점에서 재생에너지에 관련된 세 가지의 팁핑 포인트를 예측하고 있다.
우선 앞서 소개한 그리드패러티 도달을 첫 번째 팁핑 포인트로 언급하고 있으나, 여기에서는 자가발전에 의한 오프그리드 발전 가격과 성능이 그리드에서 생산되는 에너지와 같아지는 시점으로 정의한다. 그러면서 빠르면 2021년 호주, 2022년 유럽에서 나타날 것으로 예상하고 있다. 이때부터 소비자는 기존의 계통에 더 이상 의존하지 않게 되면서 계통부하가 점차 감소하고, 디지털 기반과 탈 중앙집중식 에너지 시스템으로의 변화를 가져올 것이다. 두 번째 팁핑포인트로서 전기차의 가격이 내연기관과 같아지는 2025년 시점이다. 대량의 전기차는 배터리를 이용하여 계통의 ESS 역할을 수행해서 피크부하 절감 등에 유용하다. 계통전체 부하를 감소시킴으로서 전기차 증가에 따른 전력수요를 대체하는 효과가 있다. 세 번째 팁핑 포인트는 그리드의 전력 송배전 비용이 자가발전 및 오프그리드에서 생산되는 비용을 초과하는 시점이며 대략 2040년 전후를 예상하고 있다.
우리나라는 에너지전환3020 실행목표에서 재생에너지 확대를 위한 다양한 정책과 제도를 선보이고 있다. 재생에너지 후발주자로서 갈 길이 먼 우리나라는 우선 일관성있는 정책수립이 시급하다. 이와 함께 재생에너지 선진국에서는 환경문제를 우선적으로 해결하고, 재생에너지 발전비용을 낮추기 위한 기술의 혁신만이 정책의 불확실성을 줄일 수 있는 유력한 대안임을 인식할 필요가 있다. 이제 우리는 두 마리의 토끼를 한꺼번에 잡을 수 있는 지혜를 모으기 위하여 다 함께 노력하여야 할 때를 맞이하였다
작성 : 2018년 04월 12일(목) 10:36
게시 : 2018년 04월 13일(금) 15:04


(사) 한국신·재생에너지학회 이영호 회장

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