【홍상현, 플랜잇의 전환이야기】한국 재생에너지 3배 확대, 해상풍력 잠재력은? [카테고리 설정이 아직되어 있지 않습니다.] 전 세계는 파리 협정 목표인 지구온난화 1.5°C 제한을 달성하기 위해 2030년까지 재생에너지 용량을 3배로 확대하겠다고 선언한 바 있다. 2023년에 개최된 제28차 UN기후변화당사국회의에서 130여 개국이 이 목표에 서약했다.
대한민국도 서약국에 이름을 올렸다. 다만 현행 전력수급기본계획을 분석해 보니, 2030년까지 2023년 대비 태양광과 풍력발전 용량은 2.4배, 수력, 해양, 바이오를 포함하는 재생에너지 용량은 3배가 아닌 2.2배 증가에 그칠 것으로 전망된다.
부족한 발전량은 해상풍력에서 채워야 할 것으로 예측된다.
재생에너지 3배 확대, 현행 계획으로는 불가능
우리 정부는 제10차 전력기본계획(이하 전기본)에서 태양광과 풍력 발전의 과감한 확대를 예고했다.
태양광 발전량은 2021년 대비 2.4배, 풍력 발전은 무려 12.2배 증가할 것으로 전망된다. 또한 동일 계획에 따르면, 2036년까지는 태양광 3.3배, 풍력 24.3배 증가가 목표로 설정되어 있다.
제10차 전력기본계획에 따른 2021년 대비 2030년과 2036년의 태양광 및 풍력 발전량 증가량 및 증가율/플랜잇
하지만 현실적으로 재생에너지 3배 확대 목표를 달성하기가 녹록지 않음을 확인할 수 있다. 2023년을 기준으로 2030년까지 증가되는 발전량은 태양광의 경우 1.8배, 풍력은 10배이며, 두 재생에너지의 합은 2.7배로 3배에 미치지 못하게 된다. 모든 재생에너지 (태양광, 풍력, 수력, 해양, 바이오 등)의 총합의 증가율을 고려했을 경우에는 2.2배 증가에 그치며, 약속된 3배에 부족한 실정이다.
'제11차 전력수급기본계획(안) 주요 내용'에서도 2030년 재생에너지 용량은 76.1 GW에 그쳐, 2023년 대비 2.4배의 증가만을 전망하고 있다.
풍력발전 전망치의 함정...실제 발전량은 10분의 1 수준
과거 전기본들에 따르면, 태양광 발전이 과소평가되어 예상치를 크게 상회하는 수준의 설비 도입이 이뤄졌다. 태양광과 풍력이 따로 분리되어 표시되기 시작한 제5차 전력수급기본계획 이후 모든 계획에 걸쳐서 태양광 발전량이 과소평가됐다.
특히 제6차 전력수급기본계획은 2022년 태양광 발전량이 2498GWh(기가와트시)에 그칠 것으로 전망했으나, 실제 2022년 태양광 발전량은 3만726GWh에 달해, 전망보다 12배 이상을 웃도는 성과를 보여줬다.
이와 반대로 풍력발전은 전기본이 제시한 풍력 발전량 전망과 비교해 실제 발전량이 많이 적어서, 과대 추정된 것으로 확인된다. 가장 높은 발전량을 전망했던 제6차 전기본은 2022년 3만2091GWh의 풍력 발전량을 전망했지만, 실제 발전량은 10%를 겨우 넘는 3369GWh에 그쳤다.
제10차 전기본에서는 풍력 발전의 빠른 성장을 기대하고 있지만, 지난 여섯 번의 계획 모두에서 풍력은 예상치를 훨씬 밑도는 수준의 설비가 도입됐다.
전력수급기본계획 상 태양광 발전의 발전량 전망과 실제 발전량 비교/플랜잇
이런 결과가 나타난 이유로는 설비의 설치와 관리 수준 등에서 발생하는 차이 때문이다. 태양광 발전은 설치가 비교적 간단하며 지붕, 지면, 수상 등 다양한 환경에 적응할 수 있어 지형적 제약이 적다. 모듈식 설계로 규모 조정이 용이하고, 유지보수도 주로 패널 청소와 같은 단순 작업으로 이뤄진다.
반면, 풍력 발전은 대형 터빈 설치를 위해 복잡한 토목 공사와 안정적인 풍속을 고려한 입지 선정이 필요하다. 터빈의 블레이드 설계, 기계적 부품 관리, 전력 변환 기술 등 다변수 최적화가 요구되며, 특히 해상 풍력은 고난도의 해양 건설 기술이 필요하다. 유지보수 또한 고도의 전문 장비와 인력을 필요로 하며, 정기적인 부품 점검과 교체가 필수적이다.
비용도 문제다. 최근 에너지경제연구원에서 발표한 '2023년 재생에너지 균등화발전비용(LCOE) 동향' 조사에 따르면, 대한민국의 태양광 발전 균등화 비용의 중위값은 $111/MWh로, 가장 낮은 국가인 오스트레일리아, 인도 중국에 비해서 3배 가까이 높은 수준다. 반면, 해상풍력은 $233/MWh로, 타 국가에 비해서 높을 뿐만 아니라, 태양광에 비해서도 2배 가량 높은 수치로, 상대적 경제성을 확보하기 어려운 위치에 있다.
해상풍력, 태양광보다 2배 효율...잠재력 또한 높아
해상풍력은 재생에너지 3배 확대의 핵심 열쇠다. 태양광(15%)에 비해 높은 이용률(>30%)을 갖고 있어 동일한 1GW 설치 시 발전량이 두 배에 달한다. 또한 단위 면적당 발전량이 높아 환경영향을 최소화한 효율적인 전력생산이 가능하다.
최근 송전망의 한계와 태양광 발전 증가로 출력제어 조치가 도입되는 상황에서, 해상풍력은 이러한 공급 과잉 문제를 피해 갈 수 있는 잠재력을 가진다. 태양광은 주로 낮 시간대에 집중적으로 전력을 생산하기 때문에 전력망에 과부하를 초래하는 반면, 해상풍력은 낮과 밤, 계절을 가리지 않고 안정적으로 발전하여 전력망을 효율적으로 활용할 수 있다.
해상풍력은 기술 도입이 전세계적으로 태양광보다 늦게 시작됐다보니, 경제적 잠재량이 상대적으로 낮은 상황이다. 신재생에너지백서(2020)에 따르면, 태양광의 경제적 잠재량은 495TWh이고, 해상풍력은 경제적 잠재량이 119TWh다. 다만, 해상풍력 기술이 성장한 시점을 고려하면 1176TWh가 되어 잠재성을 기대해볼 만하다.
물론 높은 초기 비용이 가장 큰 과제다. 에너지경제연구원에서 발표한 '2023년 재생에너지 균등화발전비용(LCOE) 동향' 조사에 따르면, 한국의 해상풍력 발전 균등화 비용은 MWh당 233달러(약 34만원)로, 111달러(약 16만원)인 태양광의 두 배에 달한다.
그러나 장기적으로는 조선업 및 철강산업과의 연계를 통해 글로벌 시장에서의 경쟁력을 확보하고 관련 산업의 발전 및 수출 기회를 창출할 수 있다는 점에서 전략적 투자가 필요한 상황이다.
☞ 홍상현 대표는
홍상현 대표는 에너지 전문가로, 2025년 에너지 정책 연구기관인 플랜잇(PlaniT)을 공동설립했다. 플랜잇은 전환 경로를 식별하는 모델 기반의 분석 솔루션을 제공하는 정량적 연구 기관이다. 홍 대표는 세계대학평가 상위 1%의 명문대학인 호주 애들레이드 대학교에서 에너지 정책 분석 모델링으로 박사학위를 받았다. 2007년부터 한국생산기술연구원, 영국 버밍엄대 연구소, 호주 태즈매니아대, 싱가포르의 난양기술대학 등의 국내외 유수 연구기관에서 경험을 쌓았다. 특히 에너지 시장 시뮬레이션 소프트웨어 분야의 선도적인 글로벌 공급업체인 에너지 이그젬플러(Energy Exemplar)에서 에너지 시장 선임 애널리스트를 역임했으며, 사단법인 넥스트에서 수석연구위원으로 한국의 에너지 정책 시뮬레이터의 개발을 주도했다.
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