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태양광, 화력발전과 경쟁을 시작하다

[환경일보] 이정은 기자 = 청정에너지 체제로의 이행 속도가 빨라지고 있는 현상은 신재생에너지의 확산뿐 아니라 에너지효율의 변화, 효과적 수요관리를 가능케 하는 기술과 시장의 변화, 이를 받쳐줄 지능형 인프라 측면에서도 나타나고 있다. <편집자 주>

2013년 태양광 발전설비 증설량이 풍력을 앞지르면서 청정에너지 선두주자로 나섰다.



금융위기 이후 주춤했던 신재생에너지의 부상이 최근 들어 주목을 받고 있다. 특히 태양광의 도약이 눈부시다. 2013년은 태양광 발전 투자에 있어 기념비적인 한 해로 기록될 것이다.

지난 7월 발표된 REN21의 자료에 따르면 2013년 세계 기준으로 39GW의 태양광 발전 설비가 새로 설치됐다고 한다. 이 증가분은 원전 39기와 맞먹으며 우리나라의 총 발전 설비용량의 43%에 해당한다.

2013년 말까지 누적 기준으로 총 139GW의 태양광 발전 설비가 전 세계에 깔렸다. 또한 2013년에 태양광이 풍력(35GW 증가)을 처음으로 앞질렀다. 주목할 현상은 2013년에는 태양광 발전 설비 증설이 2012년 대비 32%나 늘었는데 투자금액은 22%가 오히려 줄었다는 것이다.

태양광 발전 설비 투자 규모가 2012년에는 1429억 달러였지만 2013년에는 1137억 달러에 그쳤다. 규모의 확대와 더불어 태양광 모듈 및 설치비용이 빠르게 하락하고 있는 것이다. 미국의 경우 2013년 말 태양광 발전 시스템 가격이 가중 평균으로 2년 전에 비해 33% 떨어진 와트당 2.6달러를 기록했다. 같은 기간 태양광 패널 가격은 60%만큼 하락한 데 기인한다.

앞으로도 성장세 지속될 전망

외부 충전이 필요없는 순수 태양광 자동차가

상용화될 날이 멀지 않았다.

앞으로도 태양광 발전은 양호한 성장세가 이어질 전망이다. 올해도 40GW 이상의 설비가 추가될 것으로 예측된다. 태양광 발전 설비가 가장 많이 구축된 유럽은 독일의 투자 감소로 다소 주춤하는 형국이지만, 다른 국가들의 투자 확대가 이를 상쇄하리라는 분석이다.

작년에 11.3GW를 설치한 중국의 경우 상반기에는 다소 주춤했지만 올 하반기에만 10GW 규모의 태양광 발전 설비가 들어서리라는 예측이다. 상반기의 4배에 달한다.

후쿠시마 원전 사고 이후 신재생에너지 확충에 더욱 심혈을 기울이고 있는 일본은 세계 최고 수준의 발전차액제도(Feed-in Tariff) 등에 힘입어 작년의 6.9GW를 훌쩍 뛰어넘으리라는 전망이다.

일본태양광발전협회(JPEA)는 올해 작년과 비슷한 7GW 내외의 태양광 발전 능력이 설치될 것으로 전망했다. 하지만 1분기에만 전년 동기 대비 70% 성장한 2.7GW가 설치되는 등 상승세가 무섭다. 미국은 2013년 대비 39% 증가한 6.6GW 규모의 태양광 발전 설비가 들어설 것으로 보인다.

GTM Research는 2020년에는 태양광 발전 설비가 현재의 약 4배 수준인 528GW 규모에 이를 것이라 내다보고 있다. 또한 Morgan Stanley는 2020년까지 매년 47GW의 태양광 발전 설비가 증설될 것이며, 중국, 일본, 미국, 유럽 등 기존 시장 주도 국가에 인디아, 브라질 등이 본격적으로 가세할 것이라 예측했다.

태양광 발전 설비의 최대 시장으로 떠오른 중국의 경우 온실가스 배출 감축 목표를 달성하기 위한 중앙 및 지역 정부의 지원 정책이 향후의 성장 주도에도 크게 기여할 것으로 보인다.

Global Data는 중국의 신재생에너지 발전 규모가 2001년 17.8GW에서 2013년에는 183GW로 크게 성장한 것으로 분석했다. 중앙 및 지방정부의 발전차액지원제도에 기인한 바가 컸다. 2015년까지 15GW의 태양광, 5GW의 풍력, 0.53GW의 지열, 3.3GW의 바이오매스 발전 설비를 추가할 계획이다.

이렇게 되면 2015년이면 중국의 태양광 발전 용량이 35GW로 증가하게 되는데 이는 2012년에 세웠던 당초 21GW를 훨씬 능가하는 규모다. 아울러 2011~2015년 사이 395억 달러 규모를 태양광 발전에 투자하겠다고 할 정도로 중국 정부는 적극적이다.

한편 수년 전부터 중국 정부는 도시 대기오염 문제로 인해 인근의 석탄화력 발전소 가동을 멈출 계획을 표명하는 등 온실가스 감축에 대하여 다각적인 노력을 기울이고 있다. 중국이 세계 최대 온실가스 배출국인 점을 고려할 때 향후 청정에너지에 대한 투자와 지원이 더욱 확대될 공산이 크다.

기술혁신은 생산단가를 낮추고 이는 다시 투자 확대로 이어지는 선순환 구조를 만든다.



기술혁신→단가하락 ‘선순환’


미국의 2013년 태양광 발전 설비 증가는 정부 지원금보다는 설비의 비용 하락과 태양광 자원이 풍부한 지역에서의 적극적인 투자에 기인한 것으로 분석됐다. 태양광 발전의 비용 하락이 빠르게 이뤄지는 가운데 캘리포니아주를 비롯한 미국 중서부 지역, 하와이주 등 일조량이 많은 지역의 투자 확대로 경쟁력이 상승한 것이다.

Citigroup은 2008년 이후 태양광 모듈의 누적 생산량이 2배 증가할 때마다 생산 단가가 40%만큼 하락하는 경향을 보인다고 지적했다. 태양광에너지산업협회(SEIA)는 가정용 태양광 발전 설비 가격이 지난 1분기에 전년 같은 기간에 비해 7% 떨어진 와트당 4.56달러였다고 분석했다. 이는 2년 전에 비해서는 무려 22% 넘게 하락한 값이다.

유틸리티용 대규모 태양광 발전 설비의 경우에는 올 1분기 와트당 1.85달러로 전년에 비해 14%나 떨어진 것으로 나타났다. 정부 지원에 따른 생산 확대 및 기술 혁신, 그리고 단가 하락의 선순환이 이뤄졌다는 분석이다.

또한 Deutsche Bank는 작년 7월에 이미 2015년 초 세계 태양광 발전의 75% 가량이 보조금 없이도 발전 단가 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 내다봤다. 비록 태양광 발전에 대한 투자세액공제율이 2017년에는 현행 30%에서 10%로 낮아져 정부 지원에 의한 성장은 다소 힘을 잃을 것으로 보이지만 소비자들의 선택과 참여를 유도하며 금융을 연계한 다양한 사업모델의 구축, 기존 유틸리티 기업들의 참여 등을 통해 성장 탄력을 유지할 수 있을 것으로 예측된다.

전력 인프라 구축이 한창인 중국 외 신흥국에서도 지역분산형 전력 인프라 구축에 힘입어 태양광 발전이 확산될 가능성이 높다는 점도 시장 전망을 더욱 밝게 해준다. 파키스탄은 지난 5월 첫 메가와트급 태양광 발전 플랜트를 가동했는데, 현 100MW 규모에서 2016년에는 1GW로 확충할 계획이다.

아프리카의 르완다, 아시아의 라오스, 필리핀 등 지역에서도 지역분산형 태양광 발전 프로젝트가 한창이다. 이들 지역에서는 전력 인프라를 효과적으로 구축하기 위해 지역별 자연자원 특성을 고려해 중앙집중형의 대단위 발전 체계보다는 태양광 발전과 같은 분산형 신재생에너지를 선택하고 있는 셈이다.

독일은 점심시간 총 수요전력의 절반을 태양광이 차지하는 기록을 세웠다.



독일 전력 수요 절반은 태양광

일찌감치 태양광 발전에 투자한 지역을 중심으로 최근 실질적인 성과가 나오기 시작하고 있다. 총 23.1GW의 태양광 발전 용량을 가진 독일에서는 지난 6월9일 점심시간에 총 수요 전력의 50.6%를 태양광 발전이 차지한 것으로 나타났다. 독일의 태양광 발전량은 2014년 1~5월까지 전년대비 34% 증가했다.

한편 4.7GW의 태양광 발전 용량을 보유한 영국에서는 지난 6월21일 낮에만 전체 전력 수요량의 7.8%를 태양광이 담당하기도 했다.

호주에서는 태양광 발전이 석탄 화력 발전을 대체하는 일도 벌어지고 있다. 지난 7월 초 지붕이나 옥상에 설치된 태양광 발전 설비로 인해 Queensland의 전력 가격이 한낮임에도 마이너스로 떨어진 것이다.

Queensland는 35만 개의 건물에 총 1.1GW의 태양광 발전 용량을 가졌는데, 여기에서 만들어진 전력으로 인해 화력발전에서 만들어져 전력망에 공급되는 전력이 불필요했던 것이다. 업계에서는 태양광 발전의 발전 단가가 kWh 당 12~18센트로 형성되고 있으며, 10센트 아래로도 떨어지는 것도 시간문제라고 예측하고 있다.

태양광 발전이 전력 저장과 결합되면 경쟁력은 더욱 높아질 것이다. 낮에만 이뤄지는 간헐적 발전의 약점을 보완할 수 있다. 전력 저장의 최대 관건은 2차전지 가격이다. 올 상반기를 거치면서 작년 말 대비 리튬이온 2차전지 가격이 30% 가량 떨어졌다. 해외 시장에서 2013년 kWh당 500~600 달러 수준이던 2차전지 가격이 350달러 안팎에서 수주되고 있다.

실제 전력저장장치(ESS)를 생산하는 일본 니치콘의 경우 3kWh급 가정용의 경우 2013년 2300만원 하던 것이 올 상반기에는 1600만원대로 떨어졌다. 2차전지만의 비용은 kWh당 최소 300달러 선으로 추정되고 있다.

태양광 발전의 상승세가 빨라지면서 건물의 옥상에 설치한 태양광 발전 설비를 통해 전력을 만들어 망에 파는, 즉 생산자가 소비자가 되는 사례도 크게 증가할 것으로 보인다. 나아가 기존 전력망으로부터 독립하는 사례도 허다해질 것이다. 호주의 국립 과학기술 에이전시인 CSIRO(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation)는 2040년이면 전력 생산의 절반 이상이 소비자가 직접 생산하게 될 것으로 예측한다. <자료제공=LG경제연구원>

 

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이정은  press@hkbs.co.kr

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