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재생에너지

재생에너지는 태양과 바람 물, 등 자연의 힘을 전기에너지로 만들어 사용하는 발전 방식이다. 탄소 배출을 하지 않으며 미세먼지 등 대기오염 물질을 발생하지 않는다. 세계적으로 기후변화 대응을 위해 탄소배출을 줄이기 위한 노력이 본격화되면서 재생에너지가 주목받고 있다. 발전단가가 점차 낮아지고 관련 투자가 증가하면서 글로벌 전력시장의 전체 발전량 중 재생에너지 비중은 점점 늘어나는 추세이다.

재생에너지 (2021년 기준) (출처 : 한국전력)

발전비중 : 7.5%
발전량 : 43.085GWh

재생에너지는 다양한 발전방식이 있다. 가장 쉽게 접할 수 있는 태양에너지는 열을 이용하는 태양열 에너지와 빛을 이용하는 태양광 발전이 있다. 태양열 발전은 거울을 이용해 한 점으로 태양빛을 모아서 집중된 열로 물을 끓인 후, 여기에서 발생하는 증기로 터빈을 돌려서 발전한다. 여러 개의 거울을 IT 기술로 제어해 태양빛을 모으기 때문에 넓은 부지와 햇빛이 강한 사막 지역에 많이 건설된다.

태양광발전은 빛의 입자가 특정한 물질에 닿으면 전자가 튀어나오는 ‘광전효과’를 기본원리로 한다. 전자가 튀어나오면서 N형 반도체와 P형 반도체를 결합시켜 만든 태양광 셀이 각각 다른 전하를 지니게 되는데 이 차이를 활용해 전류가 흐르게 하는 것이 태양광 발전이다. 태양광발전의 기본 단위인 태양광 셀은 크기가 작아 이를 타일처럼 배열해서 커다란 판으로 만든 것이 태양광패널, 또는 태양광모듈이다. 여러 장의 태양광패널을 직렬로 연결해서 사용하며 생산된 전기를 필요한 전압이나 주파수로 변환하는 인버터, 전체 전력시스템을 조율하는 컨트롤러로 구성된다. 태양광발전의 장점은 별도의 연료비가 필요 없고, 태양광 이외의 연료를 사용하지 않아 환경에 해로운 오염물질이 나오지 않는다는 점이다. 반면 날씨나 기후의 영향을 크게 받는다는 것은 태양광발전이 해결해야 할 과제다.

풍력발전은 바람으로 돌아가는 회전날개가 직접 터빈의 역할을 한다 간단한 구조로 자연의 힘을 이용할 수 있기에 재생에너지 중 가장 먼저 산업적 규모로 운영되기 시작했다 풍력발전기는 회전날개, 축, 발전기, 전선 외에도 발전기가 일정한 회전수로 돌아가도록 도와주는 기어 박스로 구성된다. 또 바람이 너무 강하게 불면 제동장치가 작동해 과열을 막아준다 풍력은 다른 에너지원에 비해 오염물질이나 온실가스 배출량이 현저히 적고 유지보수가 간편하나 소 음과 부피가 크다는 과제가 있다. 해상풍력발전은 이러한 단점을 해결할 수 있는 방법 중 하 나이다. 영국 등 세계적으로 해상풍력발전 시장이 증가하고 있는 추세이다.

해양에너지는 다양한 종류가 개발되고 있는데 바닷물 이용방식에 따라 조력에너지, 조류에너지, 파력에너지, 해수온도차 에너지로 분류할 수 있다. 조력에너지는 밀물과 썰물의 차가 큰 연안에 바닷물을 막는 댐과 수문을 설치해 수위 차이로 터빈을 회전시키는 방식이다. 연료가 불필요하고 발전량을 정확하게 예측 가능하나 바닷물의 염분에 발전설비가 노출되어 유지관리비가 많이 든다. 조류발전은 밀물과 썰물로 인한 바닷물의 흐름을 직접 이용하며 풍력과 유사한 방식으로 전기를 만든다. 비교적 안정적이나 대량의 조류가 충분한 빠르기로 흐르는 곳이 많지 않다. 파력발전은 파도의 운동에너지와 위치에너지를 이용해 터빈을 돌리는 방식이다. 설치 장소나 발전기의 유형 제약이 덜해서 소규모 발전도 가능하나 출력 변동이 심한 편이며 배의 운항이나 어업에 방해가 되므로 대규모 조성이 어렵다는 한계가 있다. 해수온도차 발전은 해수 표면의 온도와 심층의 온도 차이를 이용해 냉매를 증기로 만들어 터빈을 돌린다. 터빈을 돌리고 난 증기는 찬 바닷물로 다시 냉각, 액화하여 순환 사용이 가능하다.

전통적인 발전 방식으로 물과 지열을 이용하는 에너지가 있다. 수력발전은 물의 위치에너지와 운동에너지의 전환 현상을 이용한다. 높은 곳에 있는 물을 아래로 떨어뜨려 터빈을 돌리는 발전 방식으로 안정적으로 사용할 수 있어서 전력망을 구축하는 국가가 가장 먼저 고려하는 발전 방식이다. 또한 전력을 생산하는 시간이 5분 이내로 짧아서 전력 수요량 변화에 가장 민첩하게 대응할 수 있다. 우리나라의 경우 대부분의 수력발전소가 하루 4~5시간 정도 수요량이 높을 때만 운전하는 ‘첨두운전’을 하고 있다. 지열발전은 주로 화산활동으로 발생하는 지열을 이용하는 발전 방식으로 난방과 온수 급탕용으로 주로 사용한다.

이밖에도 옥수수, 사탕수수와 같은 전분작물에서 추출한 바이오 에탄올과 식물성 기름이나 동물성 지방을 원료로 만든 바이오디젤을 직접 태우거나 가스로 만들어 발전하는 바이오매스 발전이 있다.

‘해상풍력 특별법’, 탄소중립 순항을 위한 돛을 올리다!

지난 2월 중순, 국회에서는 하나의 주제를 다룬 2개의 법안이 연이어 발의되었습니다.

그것도 여당과 야당 간사들이 각각 대표 발의한 법안이죠. 어떤 법안인지 궁금하신가요?

국회 산업통상자원중소벤처위원회에 발의된 ‘해상풍력 계획입지 및 산업육성에 관한 특별법안’(국민의힘 한무경 의원 발의)과 ‘해상풍력 보급 활성화에 관한 특별법안’(더불어민주당 김한정 의원 발의)입니다.

법안 제목에서 알 수 있듯이 모두 해상풍력발전에 대한 법안입니다.

대체 해상풍력발전에 무슨 일이 있길래 국회 산자위에서 이슈가 된 것일까요?

바다에서 에너지를 수확하는 그물, 해상풍력

한국은 3면이 바다로 둘러싸인 바다 부자입니다.

바다는 늘 무궁한 가능성과 기회의 영역에 더해 이제는 에너지의 황금어장으로 새롭게 다가왔습니다.

바로 해상풍력발전을 통해서 말이죠.

수년 전부터 탄소중립이 세계적인 이슈입니다.

모든 국가와 기업이 따라야 하는 메가 트렌드가 되었습니다.

지구 온난화에 따른 기후변화 위기가 가속화됨에 따라 탄소배출 감축을 위해 총 137개국에서 탄소중립 선언을 했으며(`22.10월 기준), RE100에 가입하는 글로벌 기업들도 빠르게 증가하고 있습니다.

우리나라는 2022년 새 정부 출범 이후 탄소중립/녹색성장 정책의 컨트롤타워인 ‘탄소중립녹색성장위원회’를 발족했으며, ‘제10차 전력수급기본계획’에서 신재생에너지 발전량 비중 전망을 2030년은 기존(9차 전기본)의 20.8%에서 21.6%로 상향하고, 2036년은 30.6%로 전망했습니다.

하지만 2021년 기준 한국의 재생에너지 발전 비중은 6.3%,

목표대로 비중을 높이기 위해서는 태양광 발전과 더불어 풍력 발전을 육성해야 합니다.

하지만 국토가 좁고 산지가 많은 한반도의 지형은 결코 유리한 조건이라 할 수 없는데요.

우리가 해상풍력에 주목하는 이유도 이 때문입니다.

그러나 2021년 이전까지 국내의 해상풍력 누적 설치용량은 124.5㎿로 전체 풍력 설치량의 7.4%에 불과하며, 2021년에는 신규 설치된 해상풍력이 없었습니다.

출처: 산업부, ‘재생에너지 3020 이행계획(안) 발표’ (산업통상자원부, ‘17.12.19)

‘주민과 함께하고, 수산업과 상생하는 「해상풍력 발전방안」’(산업통상자원부, ‘20.7.15)

‘해상풍력 현황과 향후과제 : 인허가 지연 개선 및 주민 수용성 확보 중심으로’ (국회입법조사처, ’22.12.27)

이런 저조한 수치는 해상풍력에 대한 무관심 때문일까요?

아닙니다! 오히려 해상풍력발전 사업에 대한 관심과 시도는 높은 편입니다.

이는 2013년부터 2022년까지 전기사업 허가를 받고 인허가 절차에서 지연되고 있는 해상풍력 프로젝트의 용량이 약 20.8GW로 보급 목표를 크게 상회하고 있다는 사실로 알 수 있습니다.

출처: 전력거래소 환경영향평가정보지원시스템 한국전력

국내 해상풍력 발전 보급 지연의 원인

국내 해상풍력 발전사업 보급이 지연되는 이유는 여러 문제가 있습니다.

사업자가 입지 선정부터 현장 조사, 각종 인/허가, 계통연계, 관련 인프라 구축까지 모든 부분의 책임이 전적으로 사업자에게 있다 보니 여러 구조적 문제로 신속한 사업추진이 어렵습니다.

국내에서 해상풍력발전 사업을 하기 위해서는 최대 10개 부처에서 집행하는 29가지 법률에 관한 인허가를 개별적으로 받아야 합니다. 이렇게 여러 부처의 다수 인/허가를 취득하는 데에도 평균 6년 이상이 소요됩니다.

더구나 전기사업법상 인허가의 허점으로 풍황계측기 선점과 사업권 매각과 같은 경쟁적 입지 선점이 조장되고, 그로 인한 사회적 비용으로 해상풍력 보급이 지연됩니다.

그리고 본격적인 사업 개발에 앞서 행정기관이 입지 검토를 진행하지 않은 채, 발전사업허가 이후 단계에서 여러 개별 법률에 따라 입지 인허가 검토하는 방식은 해상풍력 인허가의 불확실성을 높입니다.

또한 지방자치단체의 불분명한 재량권의 범위와 판단기준이 인허가 과정을 지연시킵니다.

해상풍력 사업 추진 과정에서 조업구역 축소에 따른 조업 감소, 생태자원 영향 등의 문제로 지역주민(어업인)들과 갈등이 발생할 경우, 이를 중재할 관리 시스템이 미비한 형편이고, 지역주민들의 민원이 지방자치단체의 인허가 과정에 큰 영향을 줄 수밖에 없습니다.

지금까지 여러 문제들을 살펴봤습니다.

그렇다면 국회 산자위에 새로 발의된 법안이 꽉 막힌 해상풍력의 앞길을 시원하게 열 수 있을까요?

여/야, 해상풍력에만 집중한 새로운 풍력발전 특별법안 발의

국회 산자위에서 여/야가 발의한 ‘해상풍력 계획입지 및 산업육성에 관한 특별법안’과 ‘해상풍력 보급 활성화에 관한 특별법안’은 지난 2021년 5월 발의되었다가 여러 이견으로 상임위를 통과하지 못했던 ‘풍력발전 보급 촉진 특별법안’(더불어민주당 김원이 의원 발의)을 수정/보완한 내용을 담고 있습니다.

2021년의 기존 발의 법안이 육상풍력과 해상풍력을 모두 다루었다면, 이번 신규 발의된 2개 법안은 여/야 모두 해상풍력만 초점을 맞추었습니다.

한국의 국토 여건상 향후 한국의 풍력발전 보급은 대규모 해상풍력 위주로 추진될 수밖에 없는 현실에서, 환경 영향 등으로 주민 반대 여론이 높은 육상풍력까지 포함하면 인/허가 의제만 20여개가 넘기 때문입니다.

따라서 지난 2021년 발의 법안의 검토 과정에서 나온 유관 부처/단체, 풍력업계, 지역주민 등의 의견이 반영된 것으로 보입니다.

어업인들과 상생으로 주민 수용성을 높이려는 노력

두 법안의 또 다른 공통점은 해상풍력발전 단지 조성 지역의 주민 수용성 확보입니다.

그동안 해상풍력발전은 지역주민인 어업인들에겐 어업권의 제한, 해양 생태계 파괴에 대한 우려 등으로 반대 여론이 높은 이슈였습니다.

따라서 두 법안은 어업인과의 소통과 상생으로 주민 수용성을 높이려는 노력을 담고 있습니다.

여당 법안은 해상풍력발전 예비지구 기본설계안과 발전지구 등을 논의하는 민관협의회에 어업인도 참여해 의견을 반영할 수 있으며, 직접 해상풍력발전 사업에도 참여해 이익을 공유할 수 있습니다.

야당 법안 역시, 어업인이 해상풍력발전위원회 위원직과 민관협의회 구성, 해상풍력발전 사업에 참여한다는 내용을 담고 있습니다.

해상풍력발전 사업에서의 정부 부처의 권한과 책임 명시

두 법안이 공통점이 있다면, 서로 차별화된 내용도 있습니다. 해상풍력발전 사업에서 정부 부처 간의 권한과 책임을 명시하는 부문입니다.

여당 법안의 경우, 2021년 발의 법안에선 적었던 해양수산부의 영향력이 크게 부각되었습니다. 어민들이 대다수인 주민 수용성을 높이기 위해 해양 사업에 전문성을 보유한 정부 부처에 권한을 몰아준 것으로 보입니다.

우선 환경성 평가 권한을 해양수산부로 일원화하였으며, 입지 정보망 구축/운영, 예비지구 지정. 예비지구 기본설계안 수립 등 해상풍력발전 관련 사항 전반에 걸쳐 해양수산부의 역할이 강조되었습니다.

야당 법안의 경우, 국가의 해상풍력발전 보급 책무도 국가/지방자치단체 등의 담당 책무 규정으로 세분화해 명시, 국가 주도로 해상풍력 입지를 발굴해 난개발을 방지하고자 하였습니다.

이에 따라 환경성 평가는 풍력발전 주무 부처인 산업통상자원부와 함께 해양수산부, 환경부도 권한과 책임을 명시하고, 3개 부처가 협의해 기본설계안에 대한 전략환경영향평가를 실시한다는 내용입니다.

다만, 해양수산부와 환경부가 전략환경영향평가 협의 결과를 토대로 환경영향평가와 해역이용협의 등의 일부 절차를 생략할 수 있다고 규정해 인허가 과정의 간소화를 추구하였습니다.

향후 법안 논의의 예상 쟁점들은?

풍력업계는 해상풍력 예비지구에 풍황계측기를 설치한 기존 사업자의 권리를 얼마나 인정할 것인지에 주목하고 있고, 법안 논의에서 쟁점이 될 것으로 보고 있습니다.

이에 대해 여당 법안은 산업부 장관이 예비지구를 지정한 목적을 달성하기 위해 예비지구에 설치된 풍황계측기를 매수하도록 규정하고 있습니다.

야당 법안은 기존 사업자들이 해상풍력 유효면적에 경쟁적으로 설치한 풍황계측기를 평가하고 재검토하는 조항을 마련한 것으로 알려졌습니다.

두 법안은 국가 주도로 해상풍력 입지를 발굴해 난개발을 방지하고 해상풍력사업을 질서 있게 보급하기 위한 것으로, 예비지구의 재편을 전국단위로 할 것인지 지역별로 나눌 것인지도 향후 법안 논의의 주안점으로 예상됩니다.

풍력산업 육성을 위한 지원책도 함께 담은 법안.

법안은 산업통상자원부의 입장도 반영하여 풍력산업에 대한 지원책도 언급하고 있습니다.

해상풍력산업 육성을 위한 기술개발, 전문인력 육성, 실증단지 조성, 풍력사업 운영 및 수출지원 등의 내용입니다.

또한 수산업 발전 정책 수립 및 조사, 연구 등의 지원방안도 포함되어 있습니다.

풍력업계의 기대를 모으는 해상풍력 특별법안.

한국의 탄소중립과 재생에너지 산업 발전을 위해서도 꼭 필요한 법안입니다.

두 법안은 세부적인 차이는 있지만 해상풍력의 육성이라는 방향성이 일치하는 만큼 여야 사이 큰 이견 없이 순조롭게 법안 처리가 진행되길 기대해봅니다.

[자료 출처]

국회입법조사처 ‘이슈와논점’ 2032호-20221227

해상풍력 현황 및 향후과제 –인허가 지연 개선 및 주민 수용성 확보를 중심으로-

사단법인 기후솔루션(Solutions for Our Climate, SFOC) 보고서

‘해상풍력 인허가 문제점과 개선방안’ 2023-01-25

KEA 에너지 이슈 브리핑 제206호 2023. 1. 30.

‘국내 해상풍력의 현황과 향후 과제’

출처 한국에너지정보문화재단

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정책

재생에너지3020 이행계획

국내 에너지정책은 2008년부터 ‘재생에너지 중심의 청정에너지 체제로 전환’을 추진해왔으며, 이에 대한 구체적인 시행 방안과 달성 시점을 확정하고자 2017년 10월 ‘에너지전환 로드맵’을 발표했습니다. 2030년까지 재생에너지 비중을 20%로 높이겠다는 큰 윤곽을 제시한 후 2017년 12월, ‘재생에너지 3020 이행계획’을 발표해 계획을 구체화했습니다.

목표

재생에너지 발전량 비중을 20%까지, 누적 설비용량을 64GW까지 보급
신규 설비용량의 95% 이상을 태양광ㆍ풍력 등 청정에너지로 공급

주요국가 재생에너지 발전 비중

(단위 : %. 2015년 기준)

덴마크
31.1
스페인
14.6
독일
13.8
프랑스
9.2
미국
7.0>
일본
5.7
한국
2.4

자료 : 국제에너지기구 (IEA)

주요 이행 계획

1 국민참여 확대
- 도시형 태양광 보급 사업을 확대하고, 생산한 전력 중 소비하고 남은 잉여 전력은 현금 정산을 하는 등 상계거래제도를 개선
- 제로 에너지 건축물 인증 의무화 등을 통해 재생에너지 기반 건축물 확산
- 협동조합이 참여한 사업, 시민참여 펀드가 투자된 사업 등에 REC 가중치 추가 부여 등 인센티브를 제공
- 농업진행구역 내 염해 간척지, 농업진흥지역 이외 농지, 농업용 저수지 등에 태양광 설치를 활성화하여
  30년까지 10GW 규모의 태양광을 보급하는 등 농촌 태양광 확대
2 지자체 주도의 계획입지 도입
- 수용성, 환경성을 사전에 확보하고 부지를 계획적으로 조성하기 위해 계획입지 제도 도입을 추진
- 광역지자체 주도로 발굴한 부지는 관계 부처 협의를 통해 입지 적정성 검토 후 재생에너지 발전기구로 지정하는 등 사업자의 원활한 추진 지원
3 대규모 프로젝트 추진
- 수용성 및 환경성을 고려하여 단계적 추진
  - 1단계2018~2022년
    
    민간과 공공기관이 제안한 프로젝트 가운데
    5GW 규모의 프로젝트를 집중 추진
  - 2단계2023~2030년
    
    대형발전사의 재생에너지공급의무화(RPS) 비율을 단계적으로 상향 조정하여 대규모 프로젝트 추진 유도
4 재생에너지 확대를 위한 보급여건 개선
- 농업진흥구역 내 규제 완화, 공유재산 제도 개선 등 입지규제 및 사업 수익성을 저해하는 각종 제도 개선 추진
- 지역별 보급계획 수립, 전담조직 보강 등 지자체 역량 강화 지원
- 중앙정부와 지자체 간 재생에너지 정책협의회 상시 운영
5 환경을 고려한 재생에너지 확대
- 폐기물·우드펠릿 등에 대한 REC 가중치를 축소하고 국제기준 및 국내여건을 감안하여 비재생 폐기물을 재생에너지에서 제외 추진
- 태양광 폐모듈 재활용센터 건립 및 관리체계 구축, 풍력 대형블레이드 등에 대한 폐기지침 개발 등 재생에너지 폐기물 처리기반을 구축

주요국가 재생에너지 정책 동향 및 시사점

중국
- 재생에너지 목표 상향 조정 전망, FIT 기준가격 인하와 RPS 비중 확대를 통해 경제성 확보와 보급목표 달성 추진
  - - 재생에너지 13·5 계획(’16년)에서 ’20년 15%, ’30년 20%의 달성 목표 비중을 발표했으나,
    ’18년계획 수정안 초안에서 ’30년의 달성 목표를 35%로 상향한 것으로 확인되어 공식 목표가 조만간 조정될 전망
일본
- 보급 단가를 낮춰 경제성을 확보하고, 해상풍력 도입을 적극적으로 추진
- FIT 기준가격 인하 및 경매를 통해 태양광 시장의 가격 경쟁력 강화를 도모하고, 매년 FIT 기준가격을 고시하여 점차 FIT 기준가격을 인하하는 추세
- ’18년 3월 『해양재생에너지발전설비 정비 관련 해역 이용 촉진 법률안』을 각의 결정하며, 해상풍력 보급 촉진 정책 도입
미국
- 주정부를 중심으로 재생에너지 확대정책을 활발하게 추진하고 있으며, 각 지방정부에서는 재생에너지 목표 발전 비율을 상향
  - - 코네티컷 주 : ’30년 48%
  - - 뉴저지 주 : ’30년 50%
  - - 캘리포니아 주 : ’45년 100%
  - - 워싱턴 D.C. : ’40년 100%
EU
- ’30년까지 최종에너지 소비 중에서 재생에너지가 차지하는 비중을 27%에서 32%로 확대하는 재생에너지지침의 목표를 ’18년 6월에 상향 확정
- 재생에너지 보급 확대를 위해 허가 절차를 간소화하여 정기 프로젝트의 경우에는 최대 2년, 기존설비 현대화(Repowering)는 1년,
  10.8kW 이하의 소규모 프로젝트는 간단한 통지절차로 가능하도록 하여 보급 확대 전망