[신, 재생에너지 주요 에너지원으로 부상 재생 에너지-①필요성과 우리기술의 현실] 교토의정서 이후 환경경제시대 본격 도래
[신, 재생에너지 주요 에너지원으로 부상 재생 에너지-①필요성과 우리기술의 현실] 교토의정서 이후 환경경제시대 본격 도래
  • 천석현 / 에너지관리공단 기획조정실 기술기획팀장
  • 승인 1970.01.01 09:00
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정부의 일관성있는 투자로 안정적 시장 창출해야
에너지 부존자원이 절대적으로 부족한 우리나라의 에너지 소비형태를 보면 2003년말 기준 에너지 수입액은 383억달러로서 에너지수입 의존도는 96.9%이다. 최종에너지 소비는 2003년말 기준하여 163.9백만TOE이며 에너지원별 소비현황은 석탄 22.6백만TOE(13.8%), 석유 96.1백만TOE(58.6%), 도시가스 15.5백만TOE(9.4%), 전력 25.2백만TOE(15.4%), 열 1.3백만TOE(0.8%), 기타 3.2백만TOE(2.0%)이다. 또한 부문별 소비현황은 산업부문 90.8백만TOE(55.4%), 가정상업 34.9백만TOE(21.3%), 수송부문 34.6백만TOE(21.1%), 공공기타 3.6백만TOE(2.2%)이다. 그리고 우리나라의 CO2 배출량은 총 131.2백만tC이며 부문별 추이는 산업부문 44.6백만tC(34%), 가정상업 16.8백만tC(12.8%), 수송부문 27.7백만tC(21.1%), 전환부문 40.5백만TOE(30.9%), 공공기타 1.6백만tC(1.2%)이다.

신*재생에너지 주요 에너지원으로 부상

최근에 에너지의 합리적인 이용과 청정연료의 지속적인 보급 확대가 눈에 띠게 부각되고 있으며 특히 신*재생에너지는 환경친화적인 청정에너지로서 화석에너지 고갈, 국제 환경규제 강화로 인해 향후에 주요 에너지원으로 부상될 전망이다. 선진국은 기후변화협약과 관련하여 온실가스 감축의무를 준수하고 지속가능한 경제발전을 위해 신*재생에너지 개발보급목표를 정하여 중점적으로 투자하고 있다. 태양광*풍력 등의 신*재생에너지 세계시장도 연평균 20~30% 급신장하고 있으며 OECD국가의 신*재생에너지 비중은 1993년 3.9%에서 2010년에 4.9% 수준으로 증가할 전망이다. 특히 미국과 국제에너지기구의 회원국가가 중심이 되어 화석연료 사용을 줄이면서 수소*연료전지 등 신에너지 경제로의 이행을 강력히 추진하고 있으며 우리나라도 신*재생에너지 확대보급정책을 적극적으로 추진 중에 있다.

신*재생에너지 개발보급의 필요성을 살펴보면 첫째로 세계 에너지시장의 불안정이 심화되고 있다는 점이다. 중동지역의 정정불안, BRICs국가의 에너지수요 증가, OPEC의 시장지배 강화 등에 따른 고유가 상황이 상당기간 고착화될 전망이다. 신*재생에너지는 에너지의 해외의존도를 낮추고 에너지수급의 불안정에 대비하여 에너지안보를 확보할 수 있는 에너지원이므로 지속가능발전을 견인하기 위해서도 국산에너지의 중요성이 매우 중요하다. 둘째로 세계 각국이 교토의정서 발효에 따른 온실가스 감축부담을 본격화하고 있다. 우리나라는 기후변화협약(교토의정서)에 의거 제2차 공약기간 중(2013~2017년)온실가스 감축의무부담이 가시화될 전망으로 2003년말 현재 온실가스 배출량 세계 10위인 우리나라가 감축의무 부담시에는 산업*경제활동에 미치는 영향이 매우 크다. EU 등 선진국을 중심으로 배출권거래제(CDM)가 2005년 1월에 전면 시행되어 본격적인 환경경제시대가 도래되었으며, 앞으로도 환경비용을 최소화할 수 있는 청정에너지가 지대한 관심의 대상일 수밖에 없다.

셋째로 미래 신에너지산업에 대해 전세계의 기술개발경쟁 돌입이다. 태양광, 풍력 등의 신*재생에너지산업이 세계적으로 연평균 20~30% 급신장하여 IT, BT산업 등과 함께 21C 첨단 신산업으로 급부상하고 있어 우리나라도 성장동력으로 체계적 육성이 필요한 시점이다.

물론 우리나라는 1987년부터 대체에너지법을 제정하여 기술개발 시작이후 다소의 성과는 있었으나 전반적으로 시장*산업화 여건은 아직도 취약하다. 전반적으로 기술수준이 선진국의 50~70% 수준으로 평가되고 있으나 수소*연료전지 등 주요 분야의 핵심기술은 30~50% 수준이다. R*D투자규모도 미국, 일본 등 선진국의 약 7% 내외에 불과하고 인력, 인프라 등 연구역량도 취약한 편이다.

신*재생에너지 분야별 현황으로는 수소*연료전지가 R*D 및 실증단계로 아직은 보급실적이 없으나 최근 수송용으로 승용차(80kW) 및 버스(200kW)용 연료전지차 국산화 개발을 현대자동차가 착수하였고, 천연가스*납사 등의 개질형 충전소 건설을 위해 SK, 한국가스공사, LG화학이 수소스테이션을 개발 중이다. 발전용으로는 국산 100kW 연료전지발전소에 대해 전력연구원이 계통연계 실증연구 중이고, 250kW급 연료전지발전도 포스코가 신뢰성 확보차원에서 실증연구를 추진하고 있는 등 대기업의 참여가 시작되고 있는 분야이다.

세계 에너지 시장 불안정 심화

태양광은 일반주택을 대상으로 보급 확대 중이나 산업화 단계는 아니며, 에스에너지 등 중소기업을 중심으로 생산보급 및 수출 중이나 일부 기업을 제외하고는 셀은 수입에 의존하고 있다. 셀은 실리콘을 원료로 한 대규모 장비산업으로 반도체산업과 유사하며 최근 전세계적인 원료공급문제로 가격이 급등하고 있으나, 국내의 경우 일본 등 외국에 비해 내수기반이 취약하여 산업화에 어려움을 겪고 있다.

풍력은 국산설비는 실증연구단계이고 상업용 보급은 외산에 의존하고 있는 형편이다. 효성, 유니슨 등이 국내 최초로 750kW급 풍력발전기를 개발하여 실증연구 중이고 지자체, 민간주도로 제주도(행원, 한경), 영덕 등에 풍력발전기가 수입 설치되어 가동 중이다. 특히 육상풍력의 기술을 바탕으로 해상풍력의 본격적인 개발을 위해 3MW급 해상풍력발전기 개념설계를 실시 중이고, 건설*운영기술 확보를 위해 산학연 컨소시엄을 통한 소규모 해상풍력 실증단지 개발을 추진 중에 있다.

바이오분야는 바이오디젤, 매립지가스(LFG) 등이 제한적이나마 개발하여 활용 중이고, 조력*소수력분야는 투자비부담, 경제성 부족 등으로 개발이 미흡한 형편이다, 2004년부터 수자원공사가 시화호 조력발전소(240MW) 건설을 결정하였고, 소수력도 전국적으로 33개 시설에 48MW의 전기에너지를 생산하고 있다.
태양열*지열은 가장 상용화에 접근해 있으나 산업구조가 영세 중소기업위주로서 열악한 형편이며, 가정용*골프장*양어장 등을 중심으로 전국에 태양열설비가 19만대 보급되어 있다. 최근에는 진공관형 태양열 개발로 새로운 산업화의 가능성이 모색되었고 지열은 2003년말까지 30개소가 설치되었으나 근래에 수요증가 추세에 있다.

우리나라 온실가스 배출량 세계 10위 수준

제2차 신*재생에너지 기술개발 및 이용*보급 기본계획에 의하면 신*재생에너지의 보급목표가 2010년 OECD 평균전망치를 감안하여 2006년에 1차에너지 소비량의 3%, 2011년에 5%로 설정되어 있지만, 신*재생에너지의 개발보급지연에는 낮은 경제성, 투자규모의 절대적 부족, 국내 개발기반 부족 등 악순환의 고리가 존재하여 많은 어려움이 예상된다. 낮은 경제성 문제는 설비단가 기준하여 태양광은 원자력의 약 6배, 풍력은 약 4배 수준으로 현 기술 수준에서는 자생적 시장창출이 곤란하다. 따라서 발전차액지원을 통해 일반전력 보다 2~12배 높은 가격을 보장해 주고 있으나 바람 등 자연조건에 따른 가동율 제약(20% 내외) 등으로 경제성 확보에 어려움이 있으며, 협소한 시장규모로 대량생산을 통한 원가절감에도 한계가 있다. 그리고 투자규모의 절대적 부족문제이다. 그동안 R*D, 보급사업, 발전차액 등을 통해 지원을 확대해 왔으나 민간이 인센티브로 느끼지 못하는 수준이다. 정부 재정여건상 앞으로도 미국, 일본과 같이 투자규모를 대폭적으로 확대하기에는 어려운 상황이며, 특히 발전차액지원의 경우 민간사업자는 기준가격이 낮다는 불만이 있는 반면에 일각에서는 굳이 예산으로 비싼 에너지를 지원해야 하는가에 대한 회의도 상존하고 있는 현실이다. 또한 국내 개발기반의 취약성 문제에 대해서는 국내 업계의 기술력 부족, 산업구조의 영세성 등 산업화 기반이 극히 열악하며, 보급측면에서도 국내 자연여건이 타국에 비해 특별히 우월하지 않아 보급확대에 애로가 되고 있다.

그러나 신*재생에너지 개발보급의 어려움은 선진국도 동일하게 겪고 있는 문제이며, 우리나라가 이러한 어려운 여건을 극복하기 위해서는 먼저 정부가 과감하고 일관성 있는 투자를 통해 안정적인 시장을 창출해 나가야 한다. 또한 국내 가용자원을 효과적으로 활용할 수 있도록 원별로 다양한 프로그램을 개발하여 추진해야만 한다. 그래야만 기본목표에서 정한 목표달성을 원활히 이룰 수 있고 향후에는 OECD 등 신*재생에너지 선진국으로 발돋움하는 계기가 마련될 것으로 보인다.

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