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.
기후 변화에 맞서자!
[ 세계 각국 에너지 정책 & 미래 ]
우리나라의 에너지 정책
<제 10차 전력수급기본계획>
2022년부터 2036년까지 15년간의 전력 수급 전망과 전력 설비 계획 등을 담은 계획
- 실현 가능하고 균형 잡힌 전원믹스 구성 2030년 전원별 발전비중
원전 32.4% ▲석탄 19.7%
▲LNG 22.5% ▲신재생에너지 21.6% ▲수소·암모니아 21% 등
- 14GW 규모 노후 석탄발전 LNG로 전환
석탄발전 감축을 확대
현재 38GW 규모인 석탄발전
2030년 31.7GW에 이어 2036년 27.1GW로 축소
- 2036년까지 재생에너지 설비용량 증가
풍력을 34GW로 증가
(2021년 대비 20배 이상)
태양광을 65GW로 증가
(2021년 대비 3배 이상)
- 2030년까지 온실가스 배출 전환부문 149.9백만 톤으로 감축 목표
신재생 설비의 보급, 원전 확대, 노후 석탄 폐지,
수소·암모니아 혼소발전 도입
우리나라의 에너지 규제개혁
1. 태양광 발전시설 설치 시 전기사업 허가와 개발행위 허가 절차 일원화
▶ 용량 3MW 이하인 발전시설에 대하여 발전사업 허가 시 개발행위 허가 의제 처리
2. 자전거 도로의 지붕 없는 구조물에 태양광 설치 시 공급인증서 가중치 인정
▶지붕이 없는 경우라도 자전거도로에 태양광 발전설비를 설치한 경우 가중치 1.5 부여
3. 정부연구지원 대상 발전설비의 REC 정부 환수 비율 합리화
▶초기투자비 외에 연료비를 반영하여 무상지원비율 일부 경감 (REC 환수량 경감)
4. 국내산 원목활용 발전 연료에 공급인증서 가중치 적용
▶ 국내산 원목 활용 연료에 공급인증서 가중치 부여
5. 원목을 활용한 목재펠릿에 대해 REC 가중치 적용
▶원목을 활용한 목재펠릿에 대해 REC 가중치(1.0~1.5) 부여
선진국의 에너지 정책
[미국]
<캘리포니아 지구온난화 해결법>
온실가스 배출을 1990년 수준에서 2030년까지 40%,
2050년까지 80% 수준까지 저감하도록 목표 설정
<캘리포니아 에너지 보존 지원법>
공공학교를 대상으로 300만 달러 범위 내에서 에너지 효율증가 공사에 무이자 융자 제공
시정부 대상 에너지 효율화 프로젝트에 저리 융자 제공
[독일]
<신재생에너지법>
2050년 이전 온실가스 중립목표를 규정
2030년까지 재생에너지 목표 (전력소비 비율) 65% 달성
2030년까지 설치용량과 연간 경매물량을 규정
재생에너지 확대를 위한 수용성제고, 인허가절차개선, 전력망통합 등을 위한 제도개선 사항을 포함
[스위스]
<에너지 전략 2050>
원자력에너지의 점진적 폐쇄
수력발전 및 신재생에너지 확대
에너지효율성 증대를 통한 장기적 에너지 확보를 목표로 국제적 에너지 정책 환경에 맞춘
에너지 제도를 재구축하려는 정책 2050년까지 인센티브 제도로 전환하고자 함
개발도상국의 에너지 정책
[브라질]
<에너지 설비 확장 10개년 계획 (2018년~2027년)>
신재생에너지 설비 시설을 2017년 126GW에서 2027년 164GW로 30.4% 증가시킬 계획 제시
신재생에너지 비중은 수력비중이 감소하는 반면 풍력, 태양광이 각각 4.9%, 3.8% 증가할 예정
[모로코]
<2035년까지의 모로코 중장기 발전 방향에 대한 로드맵을 담은 신발전모델>
(Nouveau Modele de Developpement)
에너지 분야 개혁을 통한 에너지 비용 절감 재생 및 저탄소 배출 에너지 개발 확대를 주요 과제로 제시
[멕시코]
<신재생에너지 이용 및 에너지 전환 자금조달법>
풍력, 태양력, 수력, 조력, 바이오에너지 등 재생에너지 및 청정에너지기술의 개발 촉진 및 효율 증대를 위해 제정 신재생에너지 개발을 위한 에너지부 및 에너지규제위원회(CRE)의 역할 규정
Policy Save Earth
정책
(단위 : %. 2015년 기준)
자료 : 국제에너지기구 (IEA)
민간과 공공기관이 제안한 프로젝트 가운데
5GW 규모의 프로젝트를 집중 추진
대형발전사의 재생에너지공급의무화(RPS) 비율을 단계적으로 상향 조정하여 대규모 프로젝트 추진 유도