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[미네르바의 눈] 최근 태양광 등 재생에너지로의 전환점(Tipping Point) 임박했거나 이미 지나쳤을 가능성 제기 (下)
최봉 산업경제 전문기자
입력 : 2023.11.06 00:30
ㅣ 수정 : 2023.11.06 01:05
[기사요약]
금년 여름 지구 평균 기온 1.5도 넘긴 날 86일로 최고 기록 경신
결코 돌이킬 수 없는 에너지전환에도 걸림돌 많아
태양광 주도 에너지전환에 전력망 복원력, 재정 부족, 공급망 제약 및 쇠퇴산업의 저항이 장애로 작용
기존 정책 기조 넘어서는 글로벌 차원의 포괄적 구체적 정책 대안 필요
[뉴스투데이=곽대종 산업연구원 연구위원] 금년 9월은 전세계가 기상 관측 사상 가장 더운 9월이었으며 10월 초까지 연간 평균 기온이 1.5°C 기준점을 초과한 날이 86일로 최고 기록을 경신했다.
지구온난화가 가속화되고 있는 현실에서 재생에너지로의 전환은 어느 이슈보다도 최우선의 글로벌 과제가 되고 있다. 에너지전환 과정은 인류의 이제까지의 모든 제도와 관습으로부터의 결별을 의미한다.
• 금년 폭염 역대 최고, 그러나 태양광을 둘러싼 명암
한편 태양광 등 재생에너지 비중이 높은 선진국과 우리의 경우 폭염은 상반된 결과를 낳는 아이러니를 보여주고 있기도 하다.
네덜란드의 경우 재생에너지 비중이 30%가 넘는 상황에서 시장 효율성 극대화를 위해 마이너스 전력가격이 적용되고 있는데, 10월 29일 마이너스 전력가격이 적용됨에 따라 11시간 연속으로 해상풍력이 1GW 감발(차단) 되었다. 유연성이 큰 풍력이 가스, 석탄 및 원자력보다 희생된 것이다.
반면 국내에서는 매년 여름 계속되는 폭염에도 불구하고 설치량이 늘어난 태양광이 전력 총수요의 20% 정도를 책임진 것으로 나타났으며, 이에 따라 전력수요 피크 시간대를 오후 2~3시에서 5~6시 정도로 이연시킨 효과를 보고 있다.
한편 아래 표에서 보듯이 인도, 아프리카 및 중남미 등 개도국에서는 극심한 전력부족으로 경제성장도 제약을 받고 있는데 정전으로 인한 기업들의 매출 손실도 매우 큰 것으로 나타났다.
반면 주요 개도국들의 태양광 잠재량 대비 연간 전력부족량은 거의 수십 내지는 수백배 차이를 보이고 있다.
<주요 개도국의 태양광 잠재량 대비 연간 전력부족량 (단위: TWh)>
• 전력망의 한계, 재정여력 미흡, 공급망 문제와 함께 기존 연관 산업/고용 문제도..
태양광 주도의 에너지전환을 제약하는 가장 큰 요인은 기존 전력망의 복원력이다.
일조량 및 풍량 등 기상조건에 따라 간헐성이 문제인 태양광 및 풍력의 최적 조합을 네이처 커뮤니케이션 논문이 추산한 데 따르면 12시간 배터리 저장을 전제로 태양광의 최적 비중은 10~70% 범위로 스펙트럼이 매우 넓다.
배터리 용량에 제약이 있을 경우는 풍력 비중을 높이는 것이 대안이 될 수 있다. 만약 어느 하나라도 거의 없게 되는 경우 결국 전력망은 기상 변동에 따라 취약해 질 수 밖에 없다. 따라서 태양광이 지배적 전원인 전력망 구조는 바람직하지 않다.
풍력 등 여타 탄소 제로 에너지원을 지원하는 정책 조합과 배터리의 능력 향상, 그리드 연결 효율 제고 및 수요 대응 등을 통해 극복해야 한다.
둘째, 재정의 가용성이 방벽으로 작용할 수 있다. 저탄소 금융은 주로 고소득 국가에 집중되어 있는 반면 저소득 국가 특히 아프리카는 재정적으로 매우 취약할 뿐만 아니라 투자 조달을 위한 금융 시스템도 매우 취약하다.
전세계적 관점에서 태양광의 배치와 관련된 주요 과제는 개도국의 막대한 수요 대비 국제적 투자자금 흐름의 불일치에 있다.
최근 추산한 바에 따르면 개도국 재정 취약성을 보완하기 위해 재정 흐름은 4~8배 증가해야 하는 것으로 나타났다.
셋째, 공급망 관련 리스크 요인으로서 태양광 관련 금속 광물 및 생산 능력의 극심한 편중 구조이다. 대표적으로 중국과 콩고민주공화국은 현재 전세계 희토류 광물과 코발트 생산량의 60% 및 70%를 각각 점유하고 있다.
또한 대표적인 태양광 소재인 폴리실리콘의 경우 폭증하는 세계 수요에 따라 지난 12년간 단가는 계속 하락 추세인 반면, 생산 및 생산능력은 급증 추세를 보이고 있다.
아래 그림에서 보는 바와 같이 주요국별 시장 점유율은 2010년 중국이 30% 미만이었으나 2022년에는 거의 80% 중반대로 급증하여 세계 시장을 독점하다시피 하고 있다.
그러나 같은 기간 중 한국은 2010년에는 15% 내외를 점유한 적도 있었으나 2019년을 끝으로 미미한 수준으로 급락했다.
마지막으로 쇠퇴하는 산업의 저항이다. 재생에너지 설치를 위한 토지 및 물 부족(수상 태양광의 경우)은 정치적 긴장을 유발할 수 있다. 또한 화석연료 관련 산업에 종사하는 전세계 약 1300만명의 고용이 위협을 받을 수 있다.
• 정책적 창의성과 통합성 절실
태양광의 경우 새로운 전력시장 규칙은 발전하는 배터리의 능력에 따라 일일 규모에서 계절 규모까지 태양광 발전을 보완하는 발전기에 대한 투자를 장려하도록 설계될 필요가 있다.
전력 저장 비용을 그리드에 할당하고 소비자에게 직접 청구하는 것이 재생에너지가 저장 요구사항을 전적으로 부담하는 것보다 재생에너지 확산과 전체 시스템 비용을 낮추는 데 기여할 것이다.
특히 개도국의 재정능력 격차 해소를 위해서는 통화 및 투자 위험을 흡수할 수 있는 메커니즘의 개발이 필요하다.
공급망 구조 취약성과 관련해서는 현재 미국 및 유럽을 중심으로 글로벌 공급망의 재편 시도가 국가적/경제권역 차원에서 적극적으로 추진되고 있다.
이러한 공급망 재편이 특히 현재 독점하다시피 하는 중국과의 관계에서 긴장을 높일 수 있으므로 국가 및 경제권역간 공조가 매끄럽게 조율될 필요가 있을 것이다.
쇠퇴하는 기존 산업을 위해서는 효율적인 지역 경제 및 산업 발전 정책을 새로이 수립하여 불평등을 해소하고 쇠퇴하는 산업의 저항으로 인한 위험을 완화해야 할 것이다.
결국 태양광 주도의 에너지전환을 전세계가 한 방에 용이하게 실현할 수 있는 묘책을 찾기란 거의 불가능하다. 따라서 어느 한 국가를 넘어서는 글로벌 차원에서 정책적 창의성과 통합적 노력이 더욱 절실히 요구되고 있다.
[정리=최봉 산업경제 전문기자]
◀ 곽대종(Daejong Gwak) ▶ 한국외국어대학교 경제학박사 / 산업연구원 연구위원 / (전) 한국자동차산업협회 환경·기술분과 위원 / (전) 국가과학기술위원회 평가위원 / (전) 산자부 연구개발사업 평가위원 / (전) 규제개혁위원회 전문위원
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