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재생 에너지의 주력 전원화를 실현하기 위해신 재생 에너지 연재 제5회
  • 한국에너지정보센터
  • 승인 2018.11.04 16:39
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현재 태양광 발전이나 풍력 발전 등의 재생 에너지가 주력 전원이 되려면 아직도 여러 가지 과제가 남아있다. 물론 이러한 문제를 해결하려면 많은 비용과 시간이 필요하다. 그렇다고 해서 마냥 미룰 수만은 없다. 향후 에너지 정세를 생각한다면 재생 에너지를 대량으로 도입하여 주력 전원으로 만들어야 하기 때문이다. 그렇다면 일본에서는 이 전략을 어떻게 추진하고 있을까?

일본의 재생 에너지 도입 확대 전략을 살펴보기 전에 일본이 직면한 문제에 대해 먼저 알아보자. 현재 일본의 재생 에너지 도입 확대에 제동을 거는 문제들은 어떤 것들이 있는지 다음과 같이 정리해보았다.

1. 다른 나라에 비해 높은 재생 에너지 비용 문제
세계적으로 재생 에너지 발전 비용은 점차 낮아지고 있다. 심지어 다른 전원과 비교해도 가격 면에서 경쟁력을 가지고 있다. 일본도 재생 에너지 발전 비용이 감소하고 있기는 하나, 국제적 수준과 비교하면 여전히 높은 상태다. 이에 여러 가지 제도적 장치를 통해 문제를 해결하려는 노력이 이루어지고 있다.

현재 재생 에너지로 만들어진 전기는 2012년에 시작된 '고정 가격 매입 제도(FIT 제도)'의 대상에 포함되어 있으며, 국가가 정한 가격으로 전력 회사가 매입하도록 의무화되어 있다. 또한 매입 비용의 일부는 전기 요금으로 부과되어 국민이 함께 부담하고 있다(재생 에너지 부과금). 만약 여기서 재생 에너지의 도입을 더욱 확대한다면 국민이 부담하는 비용이 증가할 우려가 있다.

2. 장기적인 관점에서의 안정성 문제
현재 일본에 도입된 재생 에너지는 태양광 발전에 치우쳐 있다. 이에 재생 에너지의 균형 잡힌 도입을 진행시킬 필요가 있다. 또한 재생 에너지 사업자는 소규모 사업자도 많아, 향후 설비 개선이 필요할 경우 제대로 된 투자가 이루어지지 않을 가능성도 있다. 게다가 특정 지역에 설치된 발전 사업이 자금 부족 등의 이유로 인해 종료될 경우 시설 폐기가 제대로 이루어질 것인가에 대한 의문도 존재한다.
 

3. 재생 에너지를 전력 계통에 연결할 시 발생하는 문제
기존의 대규모 전원이 입지하고 있는 지역, 재생 에너지로 전기를 만드는 지역, 재생 에너지 전원의 입지 잠재력이 있는 지역은 반드시 일치하지 않는다. 따라서 재생 에너지의 대량 도입에 ‘계통 제약’이 문제가 되고 있다. 예를 들어 기존 전력 계통과 재생 에너지 전원의 위치가 멀리 떨어져 있으면, 이를 연결하기 위해 새로운 전력 계통을 건설 혹은 증설해야 한다. 그러나 이 경우 시스템 건설 비용이 매우 높고, 재생 에너지를 기존 전력 계통에 추가할 시 비용 인상으로 이어질 수도 있다.

4. 적절한 조정 능력을 확보해야 한다는 문제

태양광이나 풍력 등 일부 재생 에너지는 그 발전량이 계절과 날씨에 크게 좌우되기 때문에 발전량을 제어하기가 어렵다. 때로는 전력 수요 이상으로 발전되는 경우도 있어, 그대로 두면 수요와 공급의 균형이 무너지고 대규모 정전이 발생할 수 있다. 따라서 재생 에너지를 대량 도입하여 주력 전원화 하기 위해서는 불안정한 발전량을 보완할 수 있는 별도의 전원, 즉 적절한 조정 능력의 확보가 필수적이다.

그런데 이 조정 능력의 확보로 인해 재생 에너지의 도입 비용을 증가시킬 수 있다. 이에 재생 에너지를 주력 전원으로 하기 위해서는, ①원가 경쟁력 강화, ②장기 안정적인 발전을 지원하는 사업 환경 정비, ③계통 제약의 극복, ④조정 능력의 확보 등의 과제에 대응해 나가야 할 필요가 있다.

[그림 1] 재생 에너지의 대량 도입을 위한 전략 개요도

 

과제를 해결하고 재생 에너지의 대량 도입으로

그렇다면 국제적인 수준까지 비용을 절감하기 위해서 일본에서는 어떤 정책을 추진하고 있을까? 우선 재생 에너지가 독립적인 전원이 되어야 한다. 이를 위해서는 다른 전원과 비교하여 경쟁력 있는 수준까지 발전 비용을 낮춰야 할 것이다. 이에 현재 일본에서는 대규모 사업용 태양광 발전이나 바이오 매스 발전을 입찰 제도로 진행하여 경쟁을 유도하고 있다.

또한 중장기적인 목표 가격 달성을 위해 비용 효율적인 사업자를 기준으로 매수 가격을 설정하는 ‘탑 러너 방식'을 도입하여 매입 가격을 줄여 나가고 있다. 기술적인 측면에서도 비용 절감을 위한 노력이 이루어지고 있는데, 압도적인 비용 절감이 가능할 것으로 기대되는 ‘페로브 스카이트형 태양 전지' 등 새로운 기술도 개발되고 있다. 또한 제도적 보완도 필수적이다. 즉 현재 운용되고 있는 FIT제도에서 벗어나 자립한 상태에서도 재생 에너지가 운용될 수 있도록 제도 자체를 재 검토할 필요가 있다. 이에 일본은 현재 해외 선진 사례를 참고하면서 입찰 제
도 도입과 도매 전력 시장에서의 직접 판매 등 자립화로 이어질 수 있는 방법에 대해 지속적으로 검토하고 있다.

앞서 언급한 문제 중 하나인 사업 종료 후 태양광 패널의 폐기 대책에 대해서는 폐기 비용을 담보하기 위한 정책이 검토되고 있다. 실제로 현재 FIT제도의 운용에서 폐기 비용의 적립 및 진행 상황의 보고를 의무화했다. 또한 FIT제도에 의한 매입 기간이 종료된 후에도 발전을 계속할 수 있는 환경을 만들기 위해 관련 사업에 대한 개발과 검토가 진행되고 있다.

이 외에도 재생 에너지 공급의 균형을 위해 태양광뿐만 아니라 다른 전원의 도입도 추진해야 한다. 예를 들어 해상 풍력 발전은 유럽 등에서는 활성화되어 있고, 일본에서도 발전 가능성이 큰 재생 에너지로 주목 받고 있다. 그러나 활용을 위해서는 여러 과제가 남아 있다. 이에 관련 규칙과 절차의 효율화, 신속화 등 해상 풍력 발전의 도입을 위한 법 정비가 진행되고 있다.

 

계통 제약의 문제를 새로운 규칙의 정비로 극복

계통 제약의 문제에 대해서는 계통 강화에 많은 비용과 시간이 들기 때문에 우선 기존 시스템을 최대한 활용하는 방법을 선택할 수 있다. 실제로 일본에서는 기존 시스템에 해외 선진 기술을 도입함으로써 계통 제약을 해소하는 새 규칙 제정을 시작했다. 현재의 규칙을 살펴보면, 전원의 종류를 불문하고 새 전원 연결 시 계약 신청 순으로 계통 공간의 범위 내에서 송전 용량을 확보하고 있다(선착순 우선). 또한 송전선이 고장 난 경우에는 다른 송전선으로 전기를 흘려 정전을 방지함으로써 송전선 용량에 일정한 여유를 두고 있다. 언뜻 보면 계통에 여유가 있는 것처럼 보이지만, 비상 시 적절한 대응이 어렵다는 문제가 있다.

이러한 사태에 대비하기 위해 기존 시스템을 최대한 활용하면서 일정한 조건 하에서 계통 연결을 허용하는 '일본판 연결 및 관리'의 적용을 추진하고 있다.

[그림 2] 전력 네트워크의 비용 개혁에 관한 3가지 기본 방침(개념도)

이는 계통의 공간을 유연하게 운용할 수 있는 규칙을 정비하여 더 많은 전기를 흘릴 수 있게 하는 장치다. 이러한 전략은 앞서 언급한 바와 같이 국민에게 주어지는 세금, 추가 비용의 최소화를 전제로 해야 한다. 이를 기반으로 재생 에너지의 대량 도입을 비롯한 환경 변화에 대응하고 차세대 네트워크로의 전환을 실현해 나가는 등 다각적 전략이 필요하다.

 

재생 에너지 도입 확대를 위해 필요한 전략

현재 일본이 추진하고 있는 전략으로 미루어 볼 때 일본이 추진하고 있는 재생 에너지 시대의 미래상은 ‘향후 급격한 비용 절감이 예상되는 전원과 공생을 도모하면서 완만한 자립화를 추진하는 것’이다. 따라서 앞으로 진행될 재생 에너지의 주력 전원화를 위한 정책도 이러한 미래상을 기반으로 이루어질 것으로 예상된다 .

여기에서 ‘향후 급격한 비용 절감이 예상되는 전원’은 태양광 발전, 풍력 발전 등을 들 수 있다. 물론 현재 일본의 발전 비용은 해외에 비해 여전히 높지만, 기술 개발 등을 통해 상당한 비용 절감을 실현할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서 앞으로는 생산 지역에서 직접 소비하는(지산지소) 에너지원으로써, 대형 전원으로써 매전 시장에서 활용될 것으로 전망되고 있다.

한편 지역과의 공생을 통해 완만한 자립화를 추진하게 될 재생 에너지로는 지열 발전, 중소 수력 발전, 바이오 매스 발전을 들 수 있다. 지역과의 공생을 위해서는 지역의 자연 환경, 자원에 대한 깊은 이해와 협력이 필수적이다. 이처럼 지역 밀착형 협력으로 지역의 치수(治水) 계획 및 농림업 등과 함께 추진해 나가는 것이 중요하다. 또한 태양광이나 풍력 등 출력 변동이 쉬운 재생 에너지의 도입에 빠뜨릴 수 없는 조정 능력은 당분간 화력 발전이나 양수 발전으로 대응해 나가고 있다. 하지만 전력 시스템 전체의 개혁을 통해 광역적인 조달 등 더 유연하고 효율적인 조정 능력을 확보해 나갈 방침이다. 한편 조정의 필요를 줄일 수 있도록 발전 계획과 발전 실적과 격차를 줄이는 노력 등을 통해 재생 에너지의 변동으로 인한 차이(불균형)을 최대한 줄여 나가도록 추진해야 한다.

이처럼 재생 에너지는 가격 경쟁력, 계통 제약, 조정 능력의 문제 등 도입 확대를 위해 해결해야 할 과제가 아직 많다. 하지만 석유나 석탄 등 화석 연료 자원이 없는 일본에서 자연 환경을 고려한 재생 에너지 발전은 사회를 유지하고 발전시키는 데 매우 중요한 의미를 가지고 있다. 따라서 앞으로도 재생 에너지의 주력 전원화를 향한 꾸준한 노력이 진행되어야 할 것이다.

 

 

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