발표 자료

녹색성장과 고효율 저탄소 에너지 전략

- 5월 녹색성장 포럼

2009. 5. 19.

	□ 주제 1 - 이원우(에너지경제연구원 부원장) 국가차원의 고효율 저탄소 에너지 전략 □ 주제 2 - 강주명(서울대학교 에너지시스템공학부 교수) 에너지 부문의 그린 트랜스포메이션 □ 주제 3 - 강용혁(에너지기술연구원 신재생에너지연구본부장) 녹색성장과 고효율 저탄소 에너지 전략 : 신재생에너지

헤럴드경제․현대경제연구원

□ 국가차원의 고효율 저탄소 에너지 전략(주제 1)

5월 녹색성장 포럼

이원우

에너지경제연구원 부원장

1. 여건 및 동향

○ 우리나라는 세계 9대 에너지 소비국으로 총 에너지의 96.5%를 수입에 의존하고 있다. 작년도의 경우 에너지 수입액은 1,415억 달러로 총 수입액의 1/3(33.1%)에 달하여 에너지의 대외의존도가 매우 높다.

○ 높은 대외의존도에도 불구하고 에너지 소비는 ‘90년대에 연평균 7.6%, ’00년대 들어 2.8%씩 증가하고 있다. 작년도에도 고유가 및 경기불황에도 불구하고 에너지 소비는 1.4% 증가하였다.

○ 한편 온실가스 배출은 연간 6억톤에 달하며, 이중 84%는 에너지부문에서 발생하고 있다. 우리나라의 2005년 온실가스 배출량은 ‘90년 대비 99% 증가하였으며, 2030년에는 170% 증가할 전망이다.

○ 현재 발리로드맵에 따라 기후변화 협상이 선진국과 개도국이 분리되어 진행되고 있는데, 우리나라는 개도국그룹에 참여하고 있다. 하지만 우리나라의 온실가스 배출량이 세계 15위이고, OECD국가 중에서 멕시코와 우리나라만이 의무할당을 받고 있지 않다는 점에서 어떤 형태로든 의무부담을 지게될 가능성이 매우 높다.

○ 기후변화협상에 대한 각국의 입장이 다소 차이가 있기는 하지만, EU는 선진국이 ‘20년까지 ’90년 대비 25-40%의 감축을, 개도국이 추세적 배출량 대비 15-30% 감축을 주장하고 있다. 반면, 개도국은 대폭적인 재정지원과 환경기술의 이전을 요구하고 있다. 미국은 그 동안 소극적인 자세를 보여 왔으나 기후변화에서의 리더쉽 회복을 언급하고 있고, 하원 에너지위원장의 청정에너지법안(Waxman-Markey법안) 상정으로 미국의 자세변화가 예상되고 있어 기후변화 협상의 새로운 중요 변수가 되고 있다.

2. 국가에너지기본계획의 주요 목표

○ 저탄소 녹색성장을 위해서는 3가지 방향에서의 노력이 필요하다. 흔히 3대 요소라고 하는데, ①성장은 하되 에너지 사용량은 최소화, ②동일한 에너지를 사용하되 이산화탄소 배출 등 환경부하는 최소화, ③저탄소 녹색기술의 성장동력화 등이다.

○ 이를 위해 국가에너지기본계획에서는 에너지 효율, 환경, 안보를 기본방향으로 하여 4대 전략으로 ①에너지 저소비･저탄소 사회 구현, ②탈 화석에너지화, ③그린에너지산업의 성장동력화, ④에너지자립･에너지복지 실현을 설정하고 있다.

○ 에너지 저소비･저탄소 사회 구현을 위해 에너지 원단위를 0.34에서 2030년 0.185로 46% 향상한다는 목표를 설정하였으며, 이를 달성하기 위해 에너지효율 개선, 에너지시장의 효율화 및 합리적 가격체계 구축, 기후변화 대응능력 향상 등을 추진하기로 하였다.

○ 탈 화석에너지화를 위해서는 석유의존도를 43.6%에서 33%로, 신재생에너지를 2.4%에서 11%로 향상시키기로 하였다. 또한 원전의 설비비중을 25%에서 41%까지 확대함으로써 원자력 기여율을 14% 수준에서 27.8%로 2배 가까이 향상시키기로 하였다.

○ 그린에너지산업의 성장동력화를 위해서는 선진국의 60% 수준에 불과한 기술을 선진국 수준으로 향상시키는 목표를 설정하였다. 또한 그린에너지 기술의 향상을 통한 산업화 및 이의 수출산업화를 위해 에너지산업의 해외진출 확대를 도모하고 있다.

○ 한편 에너지 자립･에너지 복지 실현을 위해 자주개발율을 3.2%에서 40%까지 확대할 목표를 설정하였다. 이를 위해서는 해외자원개발 역량을 확충하고, 에너지의 안정적 공급을 추진할 계획이다.

3. 평가

○ 국가에너지기본계획이 착실히 이행될 경우 에너지 수입량은 2.1억톤에서 1.8억톤으로 14% 감소할 전망이며, 화석에너지 의존도도 83%에서 61%로 감소할 전망이다. 이에따라 에너지부문의 온실가스 배출량이 5.2억톤에서 4.7억톤으로 10% 감소하게 된다.

○ 따라서 에너지 저소비･저탄소 사회구축 및 기후변화 협약에의 대응이 어느 정도 가능한 수준이라고 평가할 수 있다.

○ 아직 계획의 실행이 초기단계여서 추진실적을 평가하기는 어렵다. 하지만, '08년 에너지원단위는 0.331(‘06년 0.341), 석유비중은 41.8%(43.6%), 자주개발율은 5.7%(3.2%) 등으로 향상되는 추세를 보이고 있다는 점에서 긍정적이다.

○ 또한 그린에너지산업과 관련하여서는 국가에너지기본계획 발표 직후인 지난해 9월 “그린에너지산업 발전전략”을 발표한바 있으며, 최근 그린에너지전략 로드맵을 수립하였다. 유망분야의 효율적 집중육성을 위해 ‘우선 성장동력’으로 9개 부문(태양광, 풍력, 고효율 조명, 전력IT, 수소연료전지, 청정연료, 석탄IGCC, CCS, 에너지저장)을 ‘단계적 성장동력’으로 6개 부문(히트펌프, 소형열병합, 원자력, 에너지절약형 건물, 그린카, 초전도)을 선정하여 구체적인 기술개발 및 상용화 전략을 마련하였다.

○ 하지만 에너지시장의 효율화 및 합리적 가격체계 구축은 진전이 매우 느린 편이다. 특히 전기, 도시가스, 열 등은 원가(연료가격 등)를 제대로 반영하지 못하여 가격체계의 왜곡이 심화되었으며, 이로 인해 에너지소비 행태의 불규칙성을 확대하였다.

○ 특히 전력가격의 저수준 유지는 전력수요의 확대를 불러와 총에너지 소비가 경제성장률을 밑도는데 비해 전력소비는 경제성장률을 웃돌고 있다. 즉 2000년대 들어 경제는 연평균 4.4%씩 성장하였는데 비해 총에너지소비는 3.1%, 전력소비는 6.1%씩 증가하고 있다. 또한 전력소비 증가는 석탄 및 LNG의 소비증가를 유발하고 있다.

○ 현재와 같은 가격체계의 유지는 에너지시장의 효율화 및 합리적 가격체계 구축과는 거리가 있으며, 결국 불필요한 에너지소비를 유발하여 4대 전략 중 첫 번째인 에너지 저소비･저탄소 사회 구축을 어렵게 할 수 있다. 따라서 보다 장기적인 측면에서 가격체계를 합리화하는 노력이 필요하다.

□ 에너지 부문의 그린 트랜스포메이션(주제 2)

강주명

서울대학교 에너지시스템공학부 교수

○  각국의 에너지 고효율화 전략

○  에너지 저소비 산업 구조로의 전환

○  에너지 효율 향상을 위한 실천 대안

□ 녹색성장과 고효율 저탄소 에너지 전략 : 신재생에너지(주제 3)

강용혁

에너지기술연구원 신재생에너지 연구본부장

현재 세계적으로 기후변화협약 같은 환경규제 강화가 빠르게 진행되고, 국제유가가 강세를 지속되고 있는 시점에서 지속가능한 발전을 위한 신․재생에너지의 중요성이 급격히 부각되고 있으며 미래 에너지의 흐름은 석유시대에서 천연가스시대를 거쳐 수소를 기반으로 한 신․재생에너지시대로 전환될 전망이다.

신․재생에너지는 교토의정서 등 국제환경규제에 대비할 수 있는 청정에너지이자, 지속가능발전을 견인할 기술주도형 미래에너지원으로서, 현재도 태양광 풍력 등 분야는 IT, BT의 시장규모를 뛰어 넘어 지난 5년간 평균 성장율이 30%이상 되고 있는 신재생에너지 분야는 고도성장이 예상되는 미래 신에너지 산업이다.

오늘날 화석연료의 유한성과 지역적 제한성으로 향후 에너지 확보에 따른 정치적 경제적 급격한 변화를 예측하지만, 새로운 대안인 신재생에너지는 단지 기술력만 확보하면 청정에너지자원을 확보할 수 있기 때문에 기존 에너지자원의 한계성을 벗어나는 엄청난 정치적 경제적 변화를 예측할 수 있다.

신․재생에너지의 정의는 각 국가별로 정의를 조금씩 달리하는 데, 한국의 경우는 석유․석탄․원자력 또는 천연가스가 아닌 에너지로서 신재생에너지법 제2조에 규정하고 있으며, 재생에너지로 8개 분야 (태양에너지, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지)와 신에너지로 3개 분야 (연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지)가 여기에 속한다.

현재 미국은 태양에너지 및 바이오 연료 실용화를 위해 100만호 태양에너지 (태양광, 태양열) 지붕 (million solar roof program) 프로젝트와 수송용 바이오 연료 생산기술 개발 추진에 주력하고 있다. 수소연료전지의 세계주도권을 선점하기 위해  “수소․연료전지강국 건설”을 선언(’03, 대통령 연두교서)하고 Hydrogen Fuel Initiative 12억불 (수소제조․ 인프라, ’03～’07), FreedomCAR (연료전지차, ’02～’06) 5억불 등 총 17억불을 투자하고 있다. 미국이 주도하여  미국, 일본 등 15개국이 참여중인 수소․연료전지분야 최대 국제협력 채널인 수소경제 국제파트너쉽(IPHE, '03) 등 세계 주도권 선점을 위해 주력하고 있다.

일본은 태양광분야 주도권 유지에 과감한 투자하고 있으며, 2010년까지 원전(1,000MW급) 약 5기에 해당하는 4,820MW의 태양광설비를 보급하고, 세계설비시장 50%이상 점유를 목표로 하고 있다. 연료전지는 2010년까지 자동차 5만대, 가정․상업용 약 220만kW 등을 보급할 예정이다.

중국은 막대한 자국 시장수요에 맞춰 발전분야 보급목표를 2020년에 전체 발전의 10%를 재생에너지로 대체하고 열에너지 보급목표도 400 MTCE로 국가개발계획을 수립하였다.

EU는 2010년까지 신․재생에너지를 총 에너지소비의 12%, 총 발전량의 22%까지 보급한다는 전체 목표 하에 역내국가의 신․재생에너지 개발을 추진 중이다.

올해 확정된 제 3차 신재생에너지 기본계획을 중심으로 신성장동력으로써의 신재생에너지의 산업화를 살펴보고자 한다.

□ 신재생에너지 기본계획 목표

○ 양적 목표는 원별 보급목표의 차별화로 투자의 비용‧효과성에 의거 단기 및 장기로 구분

○ 질적 목표는 기술개발 속도 및 경제성 확보시기, 투자에 따른 경제 및 환경 파급효과에 근거하여 신‧재생에너지를 녹색성장 동력 산업으로 육성

○ 보급목표 보다는 산업화 촉진에 무게 중심을 이동

○ 정부주도에서 민간주도로 전환을 통한 시장기능의 도입 및 활성화로 신‧재생에너지 산업의 자생력 제고

□ 신재생에너지 산업화 방향

○ 신‧재생에너지 부존여건과 기술수준, 낮은 경제성, 열악한 산업기반 등 불리한 국내여건을 극복하고 원활한 신‧재생에너지 개발, 보급을 위해서는 일관성 있는 정책을 통해 안정적 투자환경을 조성하고, 선택과 집중에 따는 전략적 투자로 기술개발과 산업화를 지원.

○ 신성장동력으로서의 기술력확보가 필요한 분야(수소‧연료전지, 태양광, 풍력)에 대한 전략적인 기술개발을 확대하되, 국내여건을 고려하여 미래 기술우위가 가능한 분야를 선별, ‘선택과 집중’에 의한 재원배분 효율화방안 마련

○ 단기적으로는 정부주도의 기술개발 및 보급정책 추진이 필수적이고, 장기적으로는 기술개발 및 양산에 의한 제조원가 하락, 대기업의 본격적 참여, 수출산업화 등을 감안하여 시장주도형으로 전환

○ 본격적인 신‧재생에너지 시장 및 산업 정착을 위해서는 민간부문, 특히 대기업의 참여를 통한 대형투자를 유도

○ 그동안 R&D와 보급사업, 발전차액지원 등을 통해 정부의 지원을 확대하여 왔으나, 오랜 기간 관련분야에 투자해온 선진국에 비해 절대투자액 미흡 (과거 10년간 R&D 투자액은 일본의 7%, 미국의 4% 수준)

○ 특히 민간부문의 투자는 정부의 투자규모와 비례하여 이루어져 왔는바, 안정적 투자환경 조성과 함께 정부의 신재생 에너지원별 산업성숙도에 따른 지원확대

○ RPS도입, 발전차액 지원 기준가격 재조정 및 지속적인 가격관리 등 신재생에너지 시장창출에 대한 재정부담 경감 유도

○ 녹색성장에 보다 효과적인 이용보급사업을 위하여 사업의 세부적 실천목표의 설정 및 가이드라인 구축, 신‧재생에너지 통계분류의 재분류를 통한 일관성 있는 이용보급 통계체계의 구축, 설치된 기기에 대한 이용현황 모니터링 강화 및 설치자에 대한 에너지공급 의무부여 방안 수립을 통한 에너지공급안정성 제고

○ 기술개발사업과의 연계 강화 및 종합적 R&D/인력양성 인프라 기획과의 연계강화를 통한 녹색성장산업화 촉진 및 보급사업에서의 시장기능 강화를 통한 기술경쟁력 및 산업경쟁력 강화

□  제3차 기본계획에서는 신재생에너지 보급목표를, 1차 에너지 대비 신재생에너지 비중으로 ‘15년 4.3%, ’20년 6.1%, ‘30년 11.0% 달성을 제시하였음. (’07년 신재생에너지 비중 : 2.4%)

□ 보급전망은 기준안(BaU, Business as Usual)으로, 1차 에너지 대비 신재생에너지 비중은 ‘15년 3.6%, ’20년 4.2%, ‘30년 5.7%에 이를 전망이나,

○ 보급목표는 ‘15년 4.3%, ’20년 6.1%, ‘30년 11.0% 달성을 제시

○ 원별 목표전망을 살펴보면, 현재의 폐기물 중심에서 바이오에너지, 태양에너지, 풍력 등 자연 재생에너지 중심으로 전환될 전망

- 해양에너지, 지열, 태양열, 풍력 등의 증가율이 높게 나타나는 반면, 현재 비중이 높은 폐기물과 수력의 증가율은 낮을 전망

- 바이오에너지의 경우 증가율은 비교적 낮은 편이나, 증가량은 가장 많을 것으로 전망

□ 제2차 기본계획에서 기술개발과 보급확대간 연계가 부족했던 것으로 평가되어, 제3차 기본계획은 보급달성에 집중해야 할 분야와 R&D에 집중해야 할 분야를 구분하여 추진하는 한편, 신성장동력화를 위해 기술력확보가 필요한 분야에 대한 전략적 기술개발을 확대키로 함

○ 특히 차세대 태양광, 해상풍력, 해양에너지 등 자연재생에너지의 보급확대정책을 적극 개발‧추진하고, 이를 통해 민간투자를 촉진시킬 계획임

○ 또한 단기적으로는 정부주도의 기술개발 및 보급정책을 추진하되, 장기적으로는 경제성 확보와 대기업 참여를 바탕으로 시장주도형으로 전환할 계획임

□ 제3차 기본계획에서는 ‘30년 신재생에너지 보급률 11% 달성과 신재생에너지 녹색성장동력 산업화를 위해,

○ 산업화 촉진, 보급확대, 기초인프라 확충, 시장기능 도입을 주요전략으로 추진할 계획임

□ 그리고 단계별‧원별로 달성해야 할 기술개발 로드맵(Techonology Road-Map)을 제시하고, 기술개발 후 시장에서 상용화되는 제품화 로드맵(Product Road-Map)도 함께 제시하여,

○ 기술개발된 국산품이 국내보급시장에 진입하여 산업화되는 과정을 단계별로 제시하였음

□ 기술개발과의 연계 강화 및 산업화 촉진

○ 주요 기술개발 R&D 사업과 연계한 보급사업 추진

- 해상풍력/태양열발전/지열발전 등 기술개발 연계 시범사업 실시

- 바이오매스 원료확보/전처리 기술개발 통한 상용화 추진

- 연료전지와 같은 신에너지 시범보급사업 실시

- 기술개발 및 산업화 정도와 연계하여 보급사업의 시기와 규모 설정

·기술이 성숙되어 있고 국제 경쟁력이 있으며 국산화율이 높은 에너지원은 자유경쟁형 보급사업 적극 추진

·생산단가가 높으나 향후 기술개발에 의해 단가가 크게 낮아질 것으로 기대되며 현재 국산화율이 낮은 에너지원의 경우, 보급사업의 시기‧규모를 조정하고 실증사업 위주로 추진

○ 기술개발과 실증연계를 통한 개발기술의 조기 상용화 추진

- 시장진입에 필요한 Track Record 확보를 위해 대형 풍력 상용화 발전단지 조성

· 육상풍력 : 20MW 규모의 2개 상용화 시범단지 조성

· 해상풍력 : 300MW 규모의 해상풍력 단지 건설

· IGCC 실증 플랜트 건설을 통해 개발기술의 시장성 검증

○ 기반/생산기술보유기업 인증제도 신설로 산업 Value Chain 완성

- 기존 설치기술업체 인증에 이어 원천기술․중심기술․생산기술 등 기반기술․생산기술 보유기업 인증제도 신설로 성장 동력화

- 원천기술부터 설치기술까지 산업 Value Chain 완성

- 기술기업 인증을 통하여 융자, 공단입주 등에 특혜 부여

- 기술개발 및 인력양성사업과의 연계 강화

○ 신․재생에너지설비에 대한 인증제도 강화를 통해 국산설비 품질 제고 및 저품질 외산제품 저가 덤핑수입 방지

- 인증제도 강화내용 : 인증의무화 확대, 인증기준 강화, 인증설비 품목 확대, 인증시스템 국제화 등

- 각종 이용ㆍ보급사업의 대상을 인증 설비제품으로 한정 추진

○ 시스템 표준화․인증 사업 시행

- 신․재생에너지 보급사업 설치기기의 효율조건 신설 및 조건의 단계적 상향 조정

- 에너지원별, 기술별 시스템 표준을 시스템 운영 표준으로 통합․전환

○ 보조지원 감소 및 융자로 대체

- 현행 보조지원의 규모 및 비율 축소

- 궁극적으로 보조를 철폐하고 융자로 전환

- 외국기술보유회사 M&A시 지원․융자 방안 모색

· 국내기업의 외국기술보유기업 인수․합병 시 지원 등

○ 공공부문의 선도적 초기수요 창출을 통해 개발 제품의 산업화 촉진

- 2020 그린홈 100만호 사업 등 보급사업, 공공기관의 공공구매 확대와 연계

○ 수출산업화를 통한 세계 시장 개척 지원

- 그린시장 조사센터를 설치하여 시장‧기술 동향 및 비즈니스 정보 제공

- 국제전시회 개최

- 국내기술의 국제표준화를 통한 기술선점 및 수출산업화 지원

□ 또한 이러한 기술개발 및 제품화 로드맵을 거쳐 화석연료와 경쟁할 수 있는 경제성 확보시기도 예측하였는데, 대부분이 ‘20년 이전에 화석연료의 경제성수준을 확보하여 정부의 보급지원 없이 민간에 의해 보급될 수 있는 기반이 마련될 것으로 전망되었음

○ 이와 같이, 집중적인 기술개발을 통해 2020년 이전에 신재생 에너지의 Grid Parity(화석연료 수준의 발전단가와 동일수준) 달성을 목표로 하고 있음

* 국산 신재생에너지의 경제성 확보시기(전망)

▪(태양광) 제1, 2세대 태양전지 : ‘15년,  제3세대 태양전지 : '20년

▪(풍  력) 2MW급 풍력발전기 : ’10년,   5MW급 풍력발전기 : ‘16년

▪(태양열) 10kW급 접시형 태양열발전시스템 : ‘12년