2015년 신재생에너지산업 어떻게 될 것인가?(上)

2012년 기준 세계 발전용량은 5,579GW였으며, 그 중 화력발전이 전체 용량의 64%를 차지했다. 수력발전은 1,095GW로 전 세계 발전용량의 20%를 점유했고, 원자력 발전은 345GW가 설치됐다. 이에 비해 신재생에너지는 501GW가 설치되어 세계 전력 포트폴리오에서 차지하는 비중이 9% 수준에 머물렀다.
2030년까지 세계 신재생에너지 설치량은 2,995GW에 달할 것으로 전망된다. 2014년 세계 신재생에너지 시장규모는 100GW를 넘어설 것으로 추정되며, 2030년 연 235GW 규모의 시장이 형성될 예정이다.
2013년부터 2030년까지 신재생에너지원별 설치량을 살펴보면, 태양광 1,738GW, 풍력 1,046GW, 바이오매스 169GW, 지열 30GW, 태양열 18GW 순으로, 2026년까지 신재생에너지산업에 4.0조 달러가 유입될 전망이다. 분야별로는 태양광 1.85조 달러, 풍력 1.55조 달러, 바이오매스 0.4조 달러가 투자될 것으로 예상된다.
본지에서는 이러한 상황에 맞춰 한국수출입은행 해외경제연구소에서 제시한 2015년의 신재생에너지산업에 대한 전망을 상, 하로 나누어 게재하고자 하며, 본 내용은 지면상의 이유로 재편집되었음을 참고하길 바란다.

자료. 강정화 한국수출입은행 해외경제연구소 선임연구원

1. 세계 발전산업 동향

(1) 세계 전력수요 현황 및 전망

2012년을 기준으로 세계 발전용량은 5,570GW였으며, 그 중 화력발전이 전체 용량의 64%를 차지했다. 석탄, 가스 및 오일 등 화력발전 설비용량은 3,577GW였으며, 석탄발전 설비용량이 1,850GW, 가스발전이 1,322GW 순이었다.
수력발전 설치량은 1,095GW로 전 세계 발전용량의 20%를 차지했으며, 원자력 발전 설비용량은 345GW로 파악됐다. 한편, 신재생에너지는 501GW가 설치돼 세계 전력 포트폴리오에서 차지하는 비중이 9% 수준이었다.
2012년 기준 주요 세계 발전량은 22,113TWh로 파악됐으며, 그 중 석탄발전량이 41%로 가장 높은 비중을 차지했다. 원자력 발전은 용량 기준으로는 6%에 불과했으나 발전량으로는 12%를 나타냈다.
또한, 신재생에너지 발전량은 992TWh로 전 세계 전력 생산량의 5%를 담당했다.
화력발전의 경우에는 저렴한 발전단가 및 안정적인 전력 공급으로 비중을 많이 차지하고 있으나, 최근 환경오염 및 온실가스 배출 문제 등이 이슈가 되고 있는 실정이다.
2012년 기준 OECD 국가들의 발전 설비용량은 2,550G였으며, 비 OECD 국가들의 설비용량은 3,029GW였다. 향후 2030년까지 OECD 국가들은 1,657GW, 비OECD 국가들은 4,124GW가 신규로 설치될 전망이다.
한편, 2011년을 기준으로 최대 전력사용 국가는 중국으로 4,094TWh를 사용했으며, 미국이 3,883TWh, 일본이 954TWh의 전력을 사용했다.

비 OECD국가들의 경우에는 전력사용량이 현재까지 OECD 국가들에게 못 미치고 있으나, 빠른 경제 성장으로 인해 전력 수요량이 급증할 것으로 전망된다.
2035년까지 OECD 국가들의 전력 사용 증가률은 0.9%인데 반해, 비 OECD국가들의 증가률은 3.3%로 OECD 국가 대비 3배 이상 높을 것으로 추정되며, 2035년 OECD 국가들의 전력사용량은 11,745TWh, 비 OECD 국가들의 전력사용량은 20,405TWh에 달할 것으로 업계에서는 내다보고 있다.
특히, 중국과 인도를 중심으로 한 아시아 지역의 전력 수요 증가가 가장 큰 폭으로 증가할 것으로 예상되며, 아프리카 지역 역시 높은 성장세를 기록할 것으로 보인다.
아시아 지역 전력 사용량은 2035년에 13,913TWh로 전 세계 전력 수요의 40%를 차지할 것으로 예상되며, 평균 성장률도 3.6%에 달할 전망이다. 또한, 아프리카 및 중동 지역의 전력 수요량은 비 OECD 평균 증가율을 넘어설 것으로 점쳐지나, 라틴 아메리카 지역은 2.6%로 평가 증가율을 하회할 것으로 판단된다.

(2) 세계 발전산업 시장 동향

2030년의 세계 발전용량은 10,569GW로 추정되는데, 그 중 5,574GW가 신규로 설치될 전망이다. 신규로 설치될 화석발전 용량은 총 1,583GW이며, 분야별로는 가스 842GW, 석탄 685GW, 오일 56GW가 건설될 예정이다.
2030년까지 신규 화력 발전소 건설량의 81%가 개도국에 집중될 것으로 판단되며, 개도국은 빠른 경제성장으로 인한 저렴한 에너지원에 대한 필요성이 높아 석탄 발전을 중심으로 화력발전이 신규 수요의 대부분을 차지할 전망이다.
아시아가 539GW, 기타 개도국이 94GW가 석탄 발전소로 건설될 예정이나, 유럽이나 미국은 각각 48, 4GW 등 총 52GW에 불과할 것으로 추정된다. 가스발전의 경우에는 개도국 518GW, 미주 지역 262GW, 유럽 62GW의 수요가 발생할 것으로 예상된다.
특히, 유럽의 경우 이산화탄소 감축 노력 등으로 화력 발전소 중에서도 석탄 발전 건설은 제한적으로 이뤄질 예정이며, 이산화탄소 배출 비용이 2013년 $7.7/톤에서 2030년 $45/톤으로 증가할 것으로 추정되고 있다. 그에 따라 석탄 발전의 경쟁성이 낮아질 것이며, 특히 환경오염에 대한 사회적 비용 증가로 신규 건설이 더욱더 어려워질 것으로 보인다.
미국은 최근 셰일가스 개발로 가스 발전이 석탄발전 보다 저렴해져 가스발전이 석탄발전을 빠르게 대체하고 있다. 2013년 1월 이후 가스발전단가의 하락으로 가스발전이 석탄발전을 대체해 기저부하로 사용 가능한 수준까지 발전단가가 떨어졌다.
특히 환경규제 강화로 석탄발전소의 경제성이 하락하고 있어, 신규 석탄 건설 및 기존 발전소의 수명 연장에 대한 허가도 큰 폭으로 제한될 예정이다. 2030년 미국 가스발전 건설량은 200GW를 넘을 것으로 예상되는데 반해 석탄 발전소는 4GW에 불과할 것으로 추정된다.
2013년부터 2030년까지 연 평균 300GW 신규 발전소가 건설될 예정이며, 2026년까지 투자금액은 총 7.7조 달러가 소요될 전망이다.
2013년 세계 발전시장 규모는 금액기준 5,030억 달러였으며, 설치량 기준으로는 288GW 였다. 그 중, 석탄발전 금액 기준 시장규모는 620억 달러, 설치량 기준 6GW였으며, 향후 2026년까지 총 6,800억 달러 시장을 형성할 것으로 예상된다. 하지만 석탄발전에 대한 수요가 점차 감소되면서 2020년 500억 달러, 2026년 370억 달러로 축소될 전망이다.
2013년 가스발전 시장규모는 금액기준 550억 달러, 설치량 기준 57GW였으며, 2030년까지 총 6,270억 달러 시장을 형성할 것으로 예상된다.
2013년 세계 원전시장 규모는 금액기준 770억 달러, 설치량 기준 6GW였으며, 2026년까지 총 1.27조 달러 시장을 형성할 전망이다. 원자력 발전의 경우 1㎿ 건설단가가 8백만 달러로 석탄발전 3.3백만 달러, 가스 발전 1백만 달러 대비 투자비가 높다.
2013년 수력발전 시장은 금액기준 810억 달러, 설치량 기준은 51GW이며, 2026년까지 총 1.1조 달러의 시장을 형성할 전망이다.

2. 세계 신재생에너지 산업 동향

(1) 세계 신재생에너지 설치량 현황 

2004년부터 2013년까지 세계 신재생에너지 설치량은 502.8GW로 파악됐다. 2004년 15.6GW에 불과했던 신재생에너지 설치량이 연평균 20%씩 성장해 2013년 82.3GW로 증가한 것이다.
2000년대 중반 이후, 온실가스 감축 이슈와 독일을 중심으로 한 유럽 국가들의 신재생에너지산업 지원정책들은 산업 부흥에 결정적 역할을 했다. 독일의 발전차액지원제도 및 미국의 RPS(Renewable portfolio Standard) 제도 등의 지원 정책은 초기 시장 수요를 만들어 성장의 기반을 마련했다. 온실가스 감축을 위한 교토협약 체결로 2000년대 중반 이후 청정에너지원에 대한 사회적 관심이 급증하면서 신재생에너지 보급에도 탄력을 받았다.
또한, 풍력, 태양광 등 신재생에너지 발전단가 하락은 신재생에너지산업의 장기 성장 발판으로 작용했다. 1, 2차 오일쇼크 발발 후 신재생에너지에 대한 필요성이 크게 대두됐으나, 상황이 안정되고 유가가 하락하면서 신재생에너지 필요성이 약화되기도 했다. 그러나 중국 등 개도국의 경제 성장에 따른 원유 수요 및 채굴 비용 증가 등으로 고유가 상황은 고착화될 것으로 전망되는 것에 반해, 신재생에너지는 기술 개발에 따른 효율 증가와 대량생산에 따른 제조단가 하락으로 지속적으로 경제성이 향상되고 있다.
한편, 2009년까지 초기 신재생에너지시장은 풍력산업이 주도했으나, 2010년 이후 태양광산업이 신재생에너지산업의 성장동력으로 부상했다. 2004년 신재생에너지 설치량의 절반 이상을 차지했던 풍력발전은 2013년 40% 미만으로 하락했다. 2009년 69.7%을 정점으로 2010년 55.3%, 2011년 50.6%, 2012년 51.6% 풍력발전 비중이 점차 감소하고 있으며, 2013년에는 40% 미만으로 줄었다.
이에 반해 태양광발전은 2004년 7%에 불과했으나, 2013년 신재생에너지 설치량 중 50%를 점유하며 가장 높은 비중을 차지했다. 신재생에너지 중 태양광 비중은 2008년 16.7%, 2009년 14.2%, 2010년 29%, 2011년 36%, 2012년 35%으로 빠르게 높아지고 있다.
신재생에너지 중 태양광과 풍력 비중이 80%를 넘어서고 있어 향후에도 신재생에너지산업은 두 발전원을 중심으로 성장해 나갈 전망이다. 화력발전 대비 경쟁력을 갖춰가고 있는 태양광과 풍력산업은 신재생에너지산업 성장의 중추적인 역할을 할 것으로 판단된다.

(2) 세계 신재생에너지 시장 전망

업계에서는 2030년까지 세계 신재생에너지 설치량이 2,995GW에 달할 것으로 내다보고 있다. 2014년 세계 신재생에너지 시장규모는 100GW를 넘어선 것으로 추정되며, 2030년에는 연 235GW 규모의 시장으로 성장할 것으로 예상된다. 2013년부터 2030년까지 신재생에너지원별 설치량을 점쳐보면 태양광 1,738GW, 풍력 1,046GW, 바이오매스 169GW, 지열 30GW, 태양열 18GW 순이 될 예정이다.
지역별로는 아시아 지역이 신재생에너지 최대 시장으로 떠오를 전망이다.
아시아 지역은 세계 신재생에너지 수요의 47%를 담당할 것으로, 2030년까지 총 1,409GW 수요가 발생할 것으로 예측되고 있다. 특히, 중국 및 인도 중심의 경제 성장으로 인해 화력발전뿐만 아니라 신재생에너지 수요도 세계 최대 규모가 될 예정이다.
아시아 지역 태양광 수요는 약 894GW에 달해 전 세계 태양광 수요의 50% 이상을 담당할 것으로 추정되며, 해상풍력을 포함한 풍력 수요는 502GW 달할 것으로 전망돼 총 1,400GW 규모의 태양광 및 풍력 수요가 발생할 것으로 예상된다.
한편, 초기 신재생에너지 수요를 이끌었던 유럽지역은 소규모 태양광 발전을 중심으로 2030년까지 559GW 규모의 신재생에너지가 설치될 것으로 판단된다. 유럽지역은 지역 주민 반대로 인한 허가의 어려움으로 대규모 발전소 건설보다는 전기 수요가 필요한 곳에서 직접 전기를 만들어 쓰는 분산전원이 각광을 받고 있다. 그에 따라 소규모 태양광 발전이 유럽 신재생에너지 수요 중 48%인 271GW가 설치될 것으로 추정되며, 육상풍력은 191GW가 설치되어 유럽 신재생에너지 수요의 34%를 차지할 전망이다.
북미 및 중남미의 2030년까지 신재생에너지 수요는 557GW에 달할 것으로 예상되며, 태양광 수요가 315GW로 절반이상을 차지할 예정이다. 육상풍력 수요는 166GW가 생겨날 것으로 보이며, 중남미 지역이 풍력 수요의 상당 부분을 담당할 것으로 예상된다.
또한, 2026년까지 신재생에너지산업에 4.0조 달러가 유입될 전망인데, 분야별로는 태양광 1.85조 달러, 풍력 1.55조 달러, 바이오매스 0.4조 달러가 투자될 계획이다. 특히 소규모 태양광시장이 1.27조 달러에 달해 발전산업에서 분산전원의 중요성이 향후 크게 부각될 것으로 보인다. 육상풍력 시장은 1.1조 달러 규모로 특히 아시아 및 중남미 지역을 중심으로 수요가 크게 증가할 전망이다.
국가별 투자금액은 중국 1.98조 달러, 인도 0.75조 달러, 미국 0.75조 달러 순으로 이뤄질 것이며, 세계 발전산업에 투자되는 7.7조 달러 중 신재생에너지산업 비중이 52%에 달해 세계 발전산업은 신재생에너지산업을 중심으로 성장할 것으로 보인다.

(3) 신재생에너지 금융시장 동향

신재생에너지 설치량이 증가하는 것에 반해 2011년 이후, 신재생에너지산업으로 유입되는 자금이 감소해온 가장 큰 이유는 제품 가격이 큰 폭으로 하락하고 있기 때문으로 판단된다. 태양광산업의 경우에는 중국발 공급과잉으로 제품 가격 하락률이 설치량 증가율을 넘어서 설치량이 증가하는데도 불구하고 설치 금액은 하락했던 것이다. 특히, 대량생산과 기술개발로 인한 효율 증가는 투자금액을 낮추는 결과를 낳아왔다.
그러나 2013년 하반기 이후, 수요 증가와 공급 안정에 따른 제품 가격 상승으로 신재생에너지산업의 투자액은 증가하고 있다. 2014년 상반기 신재생에너지 투자액이 전년대비 8% 증가했으며, 하반기 투자액은 이보다 증가한 것으로 추산된다. 중국, 미국 및 일본 등 주요 신재생에너지 시장이 활기를 띠어 투자액이 집중되는 하반기에 더 큰 폭의 증가세가 이어질 것이기 때문이다.
2014년 상반기 태양광산업 635억 달러, 풍력산업 358억 달러가 유입돼 전체 신재생에너지 투자액의 약 90%를 차지했다. 태양광산업의 투자액은 전년 상반기 대비 20% 이상 증가했으나, 풍력산업은 마이너스 성장을 기록했다. 태양광산업의 그리드패러티가 임박함에 따라 수요가 급증하고 있는 양상을 보이고 있으며, 성장세는 당분간 지속될 것으로 전망된다.
신재생에너지를 포함한 그린본드 발행 금액은 2014년 6월 기준 166억 달러에 달했다. 신재생에너지에 대한 트랙레코드(Track Record)가 쌓이고 있는 것에는 유럽 금융위기 완화에 따른 우호적인 금융시장 환경이 그린본드 발행에 원동력이 되고 있기 때문으로 판단된다.
2012년 50억 달러에 불과했던 그린본드 시장이 2013년 140억 달러 시장으로 급성장했으며, 2014년에는 400억 달러를 넘어선 것으로 추정된다. 하지만 세계 그린본드 시장이 매우 빠른 속도로 성장하고 있음에도 불구, 아직까지는 연 1.4조 억 달하는 미국 기업 채권시장 규모의 1% 수준에 불과한 실정이다.

(4) 신재생에너지산업 주요 이슈 

신재생에너지 수요 증가의 가장 큰 동인은 신재생에너지 발전단가가 화석에너지 대비 경쟁력이 높아지고 있기 때문으로 판단된다. 지역마다 차이가 있으나 세계 평균 태양광 발전단가는 2009년 $291/㎿h에서 2013년 $123/㎿h으로 4년 만에 절반 이하로 하락했다.
2009년 석탄발전이 $49/㎿h, 가스발전이 $56/㎿h로 화석발전대비 태양광 발전단가는 5배 이상 비싸 정부 보조금 없이는 시장 수요가 생길 수 없는 상황이었으나, 대량생산과 기술개발로 태양광 모듈가격이 2009년 $3.0/W에서 2013년 $0.8/W로 불과 4년 만에 70% 이상 하락했다. 현 가격 추세대로 태양광 모듈 가격이 하락한다고 가정하면 2030년 태양광 발전단가는 $50~80/MWh까지 내려갈 것으로 전망된다.
한편, 신재생에너지 중 발전단가가 가장 저렴한 육상풍력은 2009년 $96/㎿h에서 2013년 $81/㎿h로 하락했다. 풍력 발전단가도 기술 향상에 대한 설비 효율이 높아져 꾸준히 떨어질 것으로 예상돼 2030년 약 $54/㎿h에 이를 것으로 예상된다.
석탄, 가스 발전 등 화석에너지 발전단가는 2030년까지 상승하나 신재생에너지 발전단가는 지속적으로 낮아질 것으로 전망된다. 장기적으로 화석에너지 가격상승은 화석 발전단가 상승에 직접적인 영향을 미칠 것으로 예상되기 때문이다. 
현재 가장 저렴한 미국 가스 발전단가는 가스 상승과 함께 2014년 $61/㎿h에서 2030년 $104/㎿h까지 상승할 것으로 예상되며, 유럽의 경우에는 2014년 기준 석탄 발전단가 $82/㎿h, 가스 발전단가 $97/㎿h에서 2030년 석탄 $118/㎿h, 가스 $113/㎿h로 상승할 전망이다.
2020년을 기점으로 태양광, 풍력 등 신재생에너지의 발전단가는 화석발전 대비 경쟁력을 가지게 될 것으로 보이며 2025년 이후 격차는 더욱더 확대될 것으로 예상된다. 과거 청정에너지로 시장에 부각됐던 신재생에너지는 저렴한 에너지원으로 거듭나고 있으며, 가격적 강점으로 수요 기반을 만들어 가고 있기 때문이다.
한편, 신재생에너지 보급 확대는 전력회사들의 수익성 및 사업 전략에 변화를 가져오고 있다. 태양광을 중심으로 한 분산전원의 보급 확대는 유럽 및 미국을 중심으로 한 전력회사들의 매출 감소에 영향을 미치고 있다. 이러한 매출액 감소 예상으로 유럽 및 미국 전력회사들의 신용등급이 강등되고 있으며, 전력회사들의 주가도 시장 평균 수익률을 하회하고 있는 실정이다. 이에 전력회사들은 규제를 통해 신재생에너지 진입을 막거나, 신규 신재생에너지 사업 확대하는 등 방안에 대한 전략적 선택을 고민 중이다.
하지만, 대다수의 전력회사들은 신재생에너지 사업을 통해 매출 기반을 확대하고자 하는 움직임이 나타나고 있는 것으로 보인다.

2012년 기준 세계 발전용량은 5,579GW였으며, 그 중 화력발전이 전체 용량의 64%를 차지했다. 수력발전은 1,095GW로 전 세계 발전용량의 20%를 점유했고, 원자력 발전은 345GW가 설치됐다. 이에 비해 신재생에너지는 501GW가 설치되어 세계 전력 포트폴리오에서 차지하는 비중이 9% 수준에 머물렀다.
2030년까지 세계 신재생에너지 설치량은 2,995GW에 달할 것으로 전망된다. 2014년 세계 신재생에너지 시장규모는 100GW를 넘어설 것으로 추정되며, 2030년 연 235GW 규모의 시장이 형성될 것으로 보인다.
2013년부터 2030년까지 신재생에너지원별 설치량을 살펴보면, 태양광 1,738GW, 풍력 1,046GW, 바이오매스 169GW, 지열 30GW, 태양열 18GW 순으로, 2026년까지 신재생에너지산업에 4.0조 달러가 유입될 전망이다. 분야별로는 태양광 1.85조 달러, 풍력 1.55조 달러, 바이오매스 0.4조 달러가 투자될 것으로 예상된다.
본지에서는 이러한 상황에 맞춰 한국수출입은행 해외경제연구소에서 제시한 2015년의 신재생에너지산업에 대한 전망을 상, 하로 나누어 게재하고자 하며, 본 내용은 지면상의 이유로 재편집되었음을 참고하길 바란다.

자료. 강정화 한국수출입은행 해외경제연구소 선임연구원

3. 세계 태양광산업 동향

(1) 세계 태양광시장 현황 및 전망

2015년 세계 태양광시장 수요 전망치는 일본, 중국, 및 미국 주요 국가들의 수요 증가로 기존 50.1~57.4GW에서 52.5~58.3GW로 상향 조정됐다. 특히 일본 및 중국 태양광 수요 증가세가 두드러지고 있으며, 미국 태양광 수요도 예상치를 넘어설 것으로 전망된다.
2030년까지 세계 태양광수요는 약 1,750GW가 생겨날 것으로 예상된다. 2014년부터 2030년까지 세계 태양광 수요는 연평균 8%씩 증가할 전망으로, 2017년 세계 태양광시장은 60GW를 돌파할 것으로 예상되며, 2022년 경 세계 태양광 수요는 100GW 시대를 열 것으로 추정된다. 
세계 누적 태양광 설치량은 2013년 기준 143GW이며, 2020년에는 600GW에 달해 2013년 대비 4배 이상 늘어날 전망이다. 특히 중국, 인도, 일본을 포함한 아시아 지역이 세계 최대 태양광시장으로 발돋움을 할 것으로 보인다.
2030년까지 아시아 지역 수요는 중국 427GW, 인도 210GW, 일본 91GW 및 동남아시아 45GW 등 800GW 달할 것으로 예상된다. 초기 태양광 시장을 이끌었던 유럽 지역이 293GW로 뒤를 이을 것으로 추정되며, 가정용 수요를 중심으로 200GW 이상 설치될 전망인 미국 시장은 중국, 인도와 함께 3대 태양광 시장으로 성장할 것으로 보인다. 특히, 다양한 금융과 결합한 사업모델로 가장 진화된 시장이 될 전망이다. 
우수한 일사량을 바탕으로 한 중동을 포함한 북아프리카 지역과 중남미 지역은 각각 120GW 및 100GW 시장이 형성될 것으로 보이고, 그 외 기타 지역은 약 230GW 설치될 것으로 예상되며, 그 중 아프리카 지역이 태양광 분산전원 보급과 함께 가장 잠재력이 높은 시장으로 평가받고 있다.

(2) 지역별 태양광시장 동향

① 중국
2014년 중국 태양광 설치량은 12~14GW로 예상되어 세계 최대 태양광 시장으로 발돋움한 것으로 파악된다. 2014년 1분기 태양광 설치량이 부진했으나, 2분기부터 태양광 설치량이 서서히 살아나 하반기에는 큰 폭으로 증가한 것으로 판단된다. 부진한 분산형 태양광 수요 촉진을 위해 중국 에너지성은 프리미엄 보조금과 지방정부의 발전차액 지원 제도 중 선택할 수 있도록 제도를 변경했다.

② 일본
2013년 이후 호황을 누리고 있는 일본 태양광시장은 2014년에도 10GW 이상 설치된 것으로 추산된다. 2014년 1분기 전년 동기 대비 100% 증가한 1.9GW가 신규로 설치됐으며, 갈수록 설치량이 큰 폭으로 증가할 것으로 예상된다. 1~10㎿ 규모의 태양광 설치량이 4.8GW로 가장 많은 비중을 차지할 것으로 보이며, 1㎿ 규모의 중대형 태양광 수요도 4.5GW에 달한다. 10kW 미만 소형 태양광 수요는 2012년 이후 매년 30% 이상 빠르게 성장하고 있으며, 에너지저장과 결합한 수요도 점차 생겨날 것으로 보인다.
특히, 후쿠시마 원전 사고 이후 독립전원에 대한 필요성이 인식되고 있어, 에너지저장과 결합한 태양광 수요의 선도 국가가 될 것으로 예상된다. 일본 태양광 시장의 호황으로 외국산 모듈 수입량이 2013년 이후 증가하고 있는 추세로, 일본 기업들의 자국 생산 물량은 2014년 1분기 1.2GW에 달한 것으로 나타났다. 외국 공장에서 생산돼 수입된 일본 브랜드 물량은 900㎿이며, 순수 외국 태양광 모듈 제품 수입량은 630㎿로 일본 태양광 수요량 증가와 함께 늘어나고 있는 추세다.

③ 미국
2014년 미국 태양광시장은 약 5GW를 형성한 것으로 추산되며, 2015년에도 30% 이상 증가한 6.5~7.5GW 태양광 수요가 생길 전망이다.
2016년 RPS 데드라인을 맞추기 위한 전력회사들의 2014년 PPA 예정 물량이 2GW에 달하며, 가정용 태양광 수요도 큰 폭으로 늘어나고 있다. 2017년 세금공제제도(ITC: Investment Tax Credit) 만료 전까지 미국 태양광 수요는 큰 폭의 성장세를 지속할 것으로 예상된다. 물론, 제도 변경에 따른 불확실성으로 2017년 이후 미국 태양광 시장의 변동성은 존재하나, 정책 불확실성을 상쇄하여 태양광 수요는 지속적으로 늘어날 것으로 전망된다.
특히, 다양한 금융 프로그램 등장은 미국 태양광 수요를 촉진하는데 큰 밑거름이 되고 있다. 세금공제제도는 다양한 사업모델 출현의 원천이 되고 있으며, SolarCity사의 가정용 리스모델 등이 대표적인 사례라고 할 수 있다. 태양광 프로젝트를 기반으로 한 채권, 자산유동화 증권 발행이 증가하고 있으며, 최근 들어 주식발행을 통한 자금조달 방식이 주목을 받고 있다. 
미국 상무부는 중국 모듈에 대한 19~35% 반보조금 관세 부과 예정으로 미국-중국간 태양광 무역 분쟁이 재발할 예정이라고 밝혔다. SolarCity사는 Silevo사를 인수하여 뉴욕주에 1GW 모듈 공장을 건설하는 등 미국 태양광 제조기업들은 미국내 생산시설 확대에 나서고 있다. 이에 발맞춰 미국 정부의 자국 제조기업들의 보호를 위한 중국 및 대만 등 아시아 지역 태양광 기업에 대한 경계감이 커지고 있다.
2013년 4분기 기준 중국산 모듈의 미국 시장 점유율이 50%를 넘어간 상황으로 무역 불공정에 대한 미국 정부의 제재 조치가 시행될 예정이다. 중국에 대한 제재조치로 태양광 설치비용이 올라갈 것으로 예상되나, 미국 태양광 제조기업 육성에 대한 미국 정부의 더 강할 것으로 판단된다. 

④ 독일
세계 태양광시장을 이끌었던 독일 태양광시장은 성장단계를 지나 성숙단계에 진입하고 있다. 2014년에는 2.1~2.8GW가 설치된 것으로 추산되며, 2015년에도 태양광 수요량은 2014년과 비슷할 것으로 보인다.
가정용 태양광 발전을 중심으로 태양광시장이 재편될 것으로 보이며, 보다 효율이 높은 모듈로 교체하고자 하는 수요도 서서히 생겨날 전망이다.

⑤ 그 외 국가
칠레는 이산화탄소 배출량에 톤 당 $5에 세금을 부과할 계획을 가지고 있으며, 이 법안이 통과될 경우 태양광 설치량은 더욱더 촉진될 것으로 예상된다. 석탄 사용에 따른 대기오염이 심한 칠레는 이를 해결하고자 풍력 및 태양광 등 신재생에너지 보급을 촉진하기 위해 많은 노력을 기울이고 있으며, 2015년의 경우 800㎿가 설치될 것으로 보인다.
남아프리카는 약 500㎿가 설치돼 아프리카 지역 최대 태양광 설치국으로 자리매김할 전망이다. 아프리카 지역은 높은 일사량등 태양광 발전에 적합한 기후를 가지고 있어 향후 성장 가능성이 높은 시장으로 평가된다. 또한 인구가 분산돼 거주하는 특성상 석탄 및 가스 등 대형발전보다는 태양광 발전을 사용한 분산전원 수요 잠재력이 매우 큰 지역이다. 그에 따라 아프리카 지역 태양광 수요는 2014년부터 2017년까지 약 3.3GW 발생할 전망이다. 

(3) 태양광발전 경제성 및 투자동향

원가절감, 생산기술 혁신, 모듈 효율 증가 등으로 태양광 시스템 가격은 2020년까지 꾸준히 하락할 전망이다. 대규모 상업용 시스템 가격은 2014년 $1.52/W에서 2020년 $1.19/W까지 하락할 것으로 예상된다. 시스템 가격 중 모듈 가격이 차지하는 비중이 2010년 57%에서 2020년 44%로 내려갈 것으로 보이며, 2017년 이후 모듈가격은 $0.6/W 이하, 2020년에는 $0.5/W 초반까지 떨어질 것으로 판단된다.
2020년 태양광 시스템 가격에 하락에 따른 태양광 발전단가도 현재 가격대비 10% 이상 저렴해  것으로 전망된다. 2020년 이후에는 태양광 발전은 발전시간이 낮 시간에 한정돼 있는 단점을 제외하고는 경제성 측면에서 석탄 및 가스 발전과 경쟁이 가능할 것이다.   
한편, 세계 태양광시장 호황으로 태양광 기업에 투자하는 벤쳐캐피탈 및 사모펀드들의 투자액이 2014년 2분기 들어서면서 급증하고 있다. SolarCity사의 성공으로 다운스트림 분야의 기업에 대한 투자가 큰 폭으로 늘어나고 있다. 저금리 기조 및 안정된 수익 창출 가능한 다운스트림 기업에 대한 투자가 제조기업 투자 대비 증가하고 있는 추세다. 
2014년 2분기 1㎿ 이상 대형 태양광 프로젝트에 대한 대출은 131억 달러에 달한 것으로 파악됐다. 특히, 일본 및 중국 지역의 태양광 건설 붐으로 이 지역 대출이 크게 늘어나고 있으며, 미국도 꾸준히 증가세를 기록하고 있다. 태양광 시스템 가격하락으로 액수 측면에서는 2011년 대비 감소했으나, 태양광 프로젝트 개발 건수는 크게 증가하고 있다.

4. 세계 풍력산업 동향 

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(1) 세계 풍력시장 현황 및 전망  

2014년 세계 풍력시장은 전년대비 54% 증가한 48GW 규모로 판단된다. 2014년 세계 풍력시장 성장의 동인은 세계 최대시장인 중국 풍력 수요가 견고했고, 인도 및 독일 풍력 수요가 예상보다 크게 증가했기 때문이다.
2015년 세계 풍력시장은 전년대비 10% 증가한 54GW에 달할 것으로 예상된다. 미국 및 브라질 수요가 크게 증가에 힘입어 2015년 세계 풍력시장은 최초로 50GW를 넘어설 것으로 보이기 때문이다.
미국 PTC(Production Tax Credit) 제도가 2015년 이후 재연장이 안 될 경우, 2015년에 수요가 집중되어 미국 풍력수요가 큰 폭으로 증가할 가능성이 존재한다.    브라질 풍력시장의 경우 과거 연기됐던 프로젝트들이 재개될 것으로 예상된다.

세계 풍력시장은 2030년까지 약 1,000GW 규모의 수요를 형성할 전망이다. 2030년까지 연 60GW 이상의 안정적인 풍력 수요가 생겨날 것으로 예상되는데, 이는 풍력발전의 뛰어난 경제성 때문이다. 2014년 설비이용률 32% 기준 풍력 발전단가는 70원/㎾h 수준으로 석탄 및 가스 발전과 대등한 수준이다. 향후 터빈 효율 향상 및 제조단가의 하락 등으로 풍력 발전의 경제성은 더욱더 높아질 전망이다.

(2) 지역별 풍력시장 동향

① 중국
2014년 중국 풍력시장은 17.7GW 규모이며, 2020년까지 연 18GW 풍력 수요가 생겨날 전망이다. 중국 정부의 석탄 사용 과다에 따른 환경오염 문제로 친환경에너지 사용 확대 정책을 지속할 계획이기 때문이다. 또한, 신재생에너지 보급 확대에 따른 전력망 확충 등 기반시설 확대로 신재생에너지 건설 여건도 개선될 것으로 예상된다.
2020년까지 연 18GW 규모의 풍력 수요가 생겨날 것으로, 세계 최대 풍력 수요국의 지위는 지속될 예정이다.

② 북미
2014년 1분기 풍력 설치량은 1.5GW로 전년 동기대비 두 배 이상 증가했으며, 2016년 세금공제제도가 다시 연장될 가능성이 낮아 풍력 설치량은 제도 만료 전인 2015년에 집중될 것으로 전망된다. 
2015년 미국 풍력시장 규모는 11GW로 예상되며, 2015년 이후에는 연 5GW 수준으로 큰 폭으로 감소할 것으로 판단된다. 한편, 캐나다 풍력시장은 2014년 1분기 600㎿가 설치됐으며, 2014년 2GW 시장을 형성한 것으로 추산되나, 캐나다 풍력시장도 2015년을 기점으로 점차 하향 안정세를 이룰 것으로 예상되고 있다. 

③ 유럽
2014년 유럽 풍력시장은 전년과 비슷한 수준을 유지할 전망이다. 
2014년 유럽 풍력시장은 약 11GW 규모를 형성한 것으로 예상되며, 2020년까지 연 10GW 내외의 안정적인 풍력 수요가 발생할 전망이다. 유럽 풍력시장은 독일 2.9GW, 영국 1.3GW, 터키 1GW, 프랑스 0.9GW 순으로 형성돼 있으며, 향후 독일, 프랑스 및 터키가 유럽 풍력시장을 주도할 것으로 예상되고 있다.

④ 중남미
2014년 중남미 풍력시장 규모는 5.4GW로, 전년대비 300% 이상 증가했다. 2013년 1.2GW 불과했던 중남미 풍력시장은 중남미 풍력 수요의 80%를 차지하고 있는 브라질 및 멕시코 수요 증가로 큰 폭의 성장세를 기록한 것으로 나타났다. 브라질은 수력 발전량 감소로 대체 발전원으로 풍력 수요가 증가하고 있으며, 금융위기로 연기되었던 프로젝트들이 재개되고 있다. 2014년 브라질 풍력시장 규모는 3.1GW였으며, 2015년에는 3.2GW를 형성할 전망이다. 멕시코 풍력시장 역시 2014년 1GW에 달한 것으로 판단되며, 2015년에도 비슷한 수준을 유지할 것으로 예상된다.

(3) 해상풍력 시장 동향

해상풍력 시장은 연평균 18%씩 성장해 2020년까지 총 37GW가 설치될 전망이다. 금융조달의 어려움으로 연기됐던 프로젝트들이 2014년 설치량으로 반영됐기 때문으로 판단된다.
하지만 아직까지 높은 건설단가가 해상풍력 확대에 가장 큰 걸림돌로 작용중이다. 해상풍력 시장은 유럽에 국한된 시장이며, 육상풍력 대비 5배 이상 높은 건설단가는 해상풍력 수요 확산에 장벽으로 평가되고 있다.
그에 따라 2020년에도 해상풍력 수요는 10GW를 밑돌며 여전히 초기 시장 단계에 머무를 것으로 예상된다. 2020년에도 해상풍력 발전단가는 획기적으로 떨어지기 어려울 것으로 때문이며, 기술 개발과 규모의 경제를 확보하는데 추가적인 시간이 소요될 전망이다. 

(4) 풍력터빈 수요 & 공급 동향

세계 풍력터빈 공급량은 69.3GW로 수요량 49GW대비 약 20GW가 공급과잉인 상황이다. 그에 따라 2012년 79GW를 정점으로 세계 풍력터빈 생산용량은 감소 추세에 있으며, 2015년까지 생산용량은 지속적으로 축소될 것으로 전망된다.
중국 터빈기업들의 생산용량은 약 28GW로 전 세계 생산용량의 40%를 차지하고 있으나, 수출이 아닌 내수공급에 한정되어 있다. 중국 생산용량을 제외한 풍력터빈 공급 가능량은 41GW이며, 중국 수요를 제외한 세계 풍력수요는 약 30GW로 파악되고 있다.
향후 터빈 생산을 위한 투자는 자제될 것으로 예상돼 공급과잉 상황은 이후 큰 폭으로 개선될 전망이다.

수급 안정으로 풍력터빈 가격도 안정세를 유지할 것으로 보인다. 과거 공급과잉으로 가파르게 하락했던 풍력터빈 가격이 안정세를 기록 중이다. 2009년 이후 연 10% 이상 하락했던 풍력 터빈 가격이 2014년 이후 완만한 하락세를 보이고 있다. 하지만 과거와 같은 급격한 터빈 가격 하락은 2020년까지 나타나지 않을 전망이며, 견고한 수요 증가세와 기업들의 투자 조절로 2020년까지 수급상황은 양호할 것으로 판단된다.

 5. 시사점 및 결론 

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2014년 신재생에너지산업은 회복세를 넘어서 호황 단계에 진입했으며, 2020년까지 성장세를 지속할 전망이다.
2010년대 초반 극심한 공급과잉으로 큰 폭으로 떨어졌던 제품 가격이 신재생에너지산업 발전의 원동력이 되고 있다. 2010년부터 2013년까지 태양광을 중심으로 연 10% 이상의 제품 가격하락은 신재생에너지 발전의 경제성을 키우는데 결정적인 역할을 했으며, 신재생에너지 발전은 비싸지만 성장가능성이 높은 에너지원에서 현재는 일반소비자가 싸고 손쉽게 사용할 수 있는 친환경에너지원으로 자리 잡았다.
전 세계적인 저금리 환경도 신재생에너지 시장 활성화에 견인차 역할을 하고 있다. 신재생에너지 발전에 대한 Track Record가 쌓이면서 금융기관들의 신재생에너지 발전에 대한 경제성 및 위험 요인에 대한 평가가 이뤄지고 있는 것이다. 세계적인 신용평가 기관인 S&P, 무디사 등이 신재생에너지 프로젝트에 대한 신용평가를 하고 있는 상황은 신재생에너지 프로젝트의 안정성이 그만큼 높아졌다는 증거로 판단된다. 특히, 신재생에너지 프로젝트의 안정적인 현금흐름 및 수익률은 저금리 시대에 투자자산으로 각광을 받고 있는 것으로 나타났다. 신재생에너지 프로젝트에 자금이 몰리면서 주식 및 채권 발행 등 다양한 금융수단이 나타나고 있으며 신재생에너지시장을 더욱더 활성화시키는 견인차 역할을 하고 있다.
한편, 태양광산업 구조조정에서 살아남은 신재생에너지 기업들을 중심으로 영업실적 개선이 가시화되고 있다. 신재생에너지산업의 구조조정은 2013년 상반기 정점을 찍었으며 이후 살아남은 기업들을 중심으로 업황 개선에 따른 실적 수혜를 받고 있다. 그에 따라 선도기업들의 이익 개선 추이가 빠르게 나타나고 있으며, 2015년 이후 선도기업들의 영업실적이 더욱더 양호해지는 Survivor's Party 나타날 것으로 예상되고 있다.
2011년부터 2013년까지 나타났던 중국발 공급과잉 현상은 재현될 가능성이 낮으며, 수급상황은 향후 더욱더 개선될 전망이다. 중국발 공급과잉은 세계 태양광산업에 큰 영향을 미쳤으며, 중국 정부의 전폭적인 지원은 영광과 상처를 동시에 남겼다. 중국은 세계 태양광 모듈 생산량의 80%를 차지할 정도로 태양광산업에서 중국 위상이 높아졌으나, 중소기업들의 구조조정에 따른 대규모 은행 부실이 발생했다. 그에 따라 은행권 부실 확대로 과거와 같은 신재생에너지 기업들에 대한 전폭적인 설비 확장 지원은 지양될 전망이다. 중국 정부는 신재생에너지 기업들의 해외사업 개발 부분으로 지원방향을 선호하고 있으며, 중국 금융권도 설비 확장보다는 해외사업에 대한 여신을 늘려나가고 있다.

세계 신재생에너지시장의 회복에도 불구하고 우리 기업들의 체감도는 여전히 낮은 상황이다. 국내 신재생에너지 기업들의 실적도 개선되고 있으나, 개선폭은 선도기업 대비 더딘 상태다. 이는 경쟁력이 향상되고 있지 않기 때문으로 판단된다. 태양광 분야의 경우 기술경쟁력은 어느 정도 수준에 올라와 있으나 여전히 가격경쟁력에서는 세계 수준과는 거리가 있는 것으로 나타났으며, 풍력산업은 해외진출이 지연되면서 선진업체와 격차가 오히려 늘어나고 있는 실정이다.

그에 따라 내수시장 활성화 및 해외진출 지원을 통해 일자리 창출 및 국내 기업들의 경쟁력 확보에 도움을 줘야 할 것으로 판단된다. 미국의 경우 태양광 시장 활성화를 통해 양질의 일자리를 창출하고 있으며, 2013년 기준 약 140,000명이 태양광산업에 종사하고 있다. 내수시장 활성화를 위한 인허가 규제 완화 및 기금 조성을 통해 국내 기업들의 해외 프로젝트 개발 지원으로 국내 신재생에너지산업에 활력을 불어넣어야 할 것으로 판단된다.

창조경제 활성화의 주축, ‘스마트그리드 기술’

신성장동력 창출 및 전력시장 경제 활성화 등 범국가 차원에서의 필요성 강화!

스마트그리드는 새로운 개방형 플랫폼으로서 에너지 부문 창조경제 활성화의 중심축이라 할 수 있다. 애플 앱스토어와 같이 스마트그리드 기술과 플랫폼 위에서의 다양한 애플리케이션을 개발하는 개방형 비즈니스 모델로의 확대가 가능하기 때문이다.

에너지 부문의 창조경제를 달성하기 위해서는 에너지, 정보통신, 자동차, 건설 등 다양한 산업이 융합하면서 산업과 일자리를 창출하는 스마트그리드 산업의 활성화가 매우 중요하다고 할 수 있다.

글 이명규 기자(press6@engnews.co.kr)

1. 스마트그리드 기술의 개요

(1) 스마트그리드 기술의 정의

스마트그리드 기술은 전력망 부문, 소비자 부문, 전기자동차 및 운송 부문, 신재생에너지 부문 그리고 전력서비스 부문 등 5개 부문으로 구분할 수 있다. 

(2) 스마트그리드 기술의 종류

① 지능형 전력망 기술

지능형 송전시스템, 지능형 배전시스템, 지능형 전력기기, 지능형 전력통신망 기술 등이 있으며, 스마트그리드 구현을 위해서는 특히 전통적인 전력기술과 결합하는 통신기술의 개발 및 이를 실제 계통에 적용하는 상용화 전략이 요구된다.

② 지능형 소비자 기술

소비자 측에 양방향 통신망의 AMI 시스템을 구축해 전력의 수요·공급 정보에 따라 전력소비를 최적화하고 전력망의 효율을 높이고자 하는 기술로 AMI(Advanced Metering Infrastructure), 에너지 관리시스템(EMS: Energy Management System), 양방향 통신 네트워크 기술 등이 있다.

③ 지능형 운송 기술

전력망과 전기자동차가 상호 자유롭게 접속해 전력망의 효율을 높이고 온실가스 배출량을 감축시키는 기술을 총칭하는 것으로 충전인프라 기술, V2G 기술, 부품·소재 기술 등이 있다.

④ 지능형 신재생에너지 기술

다양한 신재생에너지를 사용해 발전된 전력의 보급을 어렵게 하는 기술적인 장벽을 극복하며 신재생전원을 기존의 전력망에 안정적으로 연계하는 기술을 의미한다. 마이크로그리드(Micro Grid), 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System), 전력품질 보상기술, 전력거래 인프라 기술 등이 있다.

⑤ 지능형 전력서비스 기술

여러 가지 전기요금제도를 개발하고 소비자 전력거래시스템을 구축하여 전력망의 효율을 증대시킴으로써 수요반응 및 지능형 전력거래 등 다양한 비즈니스를 가능하게 해 주는 기술을 의미하며, 실시간요금제(RTP), 수요반응(DR), 전력거래 기술 등이 있다.

2. 스마트그리드 산업의 현황

(1) 세계 스마트그리드 시장 현황

BNEF(Bloomberg New Energy Finance)에 따르면 스마트미터링, 배전자동화 등 스마트그리드 관련 프로젝트 투자규모는 2010년 109억 달러, 2011년 130억 달러, 2012년 139억 달러에 달했다고 한다.

2012년 투자액 성장률은 전년대비 7% 가량으로 이는 대부분 중국 및 여타 아시아 국가의 지출 증가에 기인했다. 북미 지역의 지출은 감소했으며, 유럽은 소폭 증가하는 데 그쳤다.

BNEF는 당초 2012년의 스마트그리드 지출 규모를 144억 달러 규모로 전망했으나, 아시아 지역의 스마트그리 보급계획이 당초 예상보다 느리게 진행되면서 139억 달러로 줄었다. 그러나 일본의 경우에는 2012년 스마트커뮤니티 및 가정용, 건물 에너지 관리 프로그램에 대한 투자가 확대되었다.

(2) 국내 스마트그리드 시장 현황

2012년 기준, 스마트그리드 국내 시장은 약 3,947억 원으로 추산되었다. 

① 지능형 전력망: HVDC 기존 사업들을 포함하면 2012년 지능형 전력망 부문은 약 2,900억 원 시장규모를 보였고 이는 5대 스마트그리드 부문 중 가장 큰 규모를 차지했다.

② 지능형 소비자: 2012년 기준 시장규모는 약 874억 원 수준으로 AMI 총 설치목표량의 3.9%만이 완료되었으며, xEMS 도입 미진 등으로 시장초기 단계에 머물고 있었다.

③ 지능형 서비스: 국내 도입단계이다. 2012년에는 52.5㎽ 규모의 수요반응(DR) 서비스 시행으로 국내 시장규모는 약 34억 원에 불과했다.

④ 지능형 운송: 시장이 성장하고 있으며, 국내 공공 및 민간 EV 충전 설치 규모를 바탕으로 분석한 결과 2012년 기준 약 51억 원 수준이었다.

⑤ 지능형 신재생: ESS 프로젝트를 포함하면 2012년 기준 약 88억 원 정도로 추산됐다

(3) 국내 스마트그리드 기술 현황

정부에서 추진하는 5대 전략 분야별 국내 기술 수준은 AMI, 스마트미터 등 기술적인 측면을 포함하는 지능형 전송망과 지능형 소비자 부분은 세계 수준에 근접하고 있는 것으로 파악된다. 

그러나 선진국들은 서비스 및 S/W분야에서도 기술수준이 높은데 반해 국내 S/W 관련 기술 수준은 낮은 것으로 파악되며 아직까지 전반적인 통합/운영기술은 확보하지 못하고 있는 상황이다.

3. 스마트그리드 산업의 전망

(1) 세계 스마트그리드 시장 전망

BNEF는 단기적인 스마트그리드 시장의 전망에 대해 스마트그리드 법안 도입, 관련 프로그램 또는 프로젝트 착수 등의 가능성을 고려해 이전 예상치보다 느린 속도로 진행될 것으로 내다봤다. 이러한 하락세는 일부 유럽 국가, 한국, 일본, 태국 등에서 나타난 스마트그리드 투자 증가 속도의 둔화에 따른 것이다.

2013년 초, 세계 스마트그리드 도입 진행상황을 검토한 결과, 다수의 국가 계획, 로드맵, 프로젝트가 금융, 규제 등 여러 문제로 인해 어려움을 겪은 것으로 나타났다. EU가 특히 이러한 사례라 할 수 있는데, 개별 회원국은 2012년 3분기까지 스마트미터링 사업을 개발했어야 하나, 대다수가 여전히 이를 실행하지 못하고 있다. 이에 따라 2020년대 초까지는 스마트미터링 도입 완료가 어려울 것으로 예상된다.

그럼에도 불구하고 전 세계 전력회사 및 정책 입안자들은 여전히 스마트그리드의 유용성을 인식하고 있다. 또한 기존 전망 대비 단기적인 추정치는 감소하고 있으나, 투자계획이 다소 지연될 뿐 투자의 전면 철회는 나타나지 않았다.

스마트그리드의 부문별로 봤을 때, 지능형 전력망 분야의 투자가 여전히 가장 큰 비중을 차지하며 가장 빠른 증가를 보일 것으로 예상된다. 배전자동화 역시 점진적인 성장을 할 것으로 판단되며, 신재생에너지의 안정적 계통연계, 전기자동차 지능형 충전 등 기타 부문의 스마트그리드 투자도 지속적으로 증가할 것으로 전망된다.

(2) 국내 스마트그리드 시장 전망

2020년 국내 스마트그리드 시장규모는 약 2.5조 원으로 전문가들은 추정하고 있다. 

제주 실증단지에서 개발된 기술을 거점도시에서 시범 적용함으로써 상호운용성 시험 및 수요반응 및 계시별 요금제(TOU)를 도입할 계획이며, 향후 원격검침 인프라와 에너지저장장치의 도입, HVDC 송전시설 추가 건설 및 전기차 충전기 설치가 증가할 것으로 전망된다. 

① 지능형 전력망

5대 부문 중 가장 큰 시장규모를 차지하며, 향후에도 선전할 것으로 전망된다. 연평균 22.7% 수준으로 성장해 2020년 시장규모는 약 1.5조 원에 달할 것으로 예상된다. 

2020년까지는 주로 HVDC, FACTS, DAS 관련 프로젝트 중심으로 시장이 성장할 것으로 추정되는 반면, SCADA, WAMS, EMS와 같은 기술은 전망기간 동안 성장이 다소 제한적일 것으로 판단된다.

국내 스마트 전력망 기업으로는 LSIS, 효성, 현대중공업 등이 있으며, 글로벌 스마트 전력망 시장의 약 80% 가량을 점유하고 있는 ALSTOM, ABB, GE, Siemens 등과 경쟁중이다.

② 지능형 소비자

AMI 및 xEMS의 설치가 증가되면서 스마트 소비자 시장은 연평균 10.9% 가량 성장해 2020년 시장규모는 약 1,998억 원 정도에 이를 것으로 전망된다.

2013~2020년 AMI 미터기 설치는 약 2,900만 대로 추정되며, EMS 시장은 2015년 이후 가정용, 산업용, 빌딩용으로 설치가 촉진될 것으로 예상되나 고가인 EMS의 투자 회수기간이 5년으로 길기 때문에 소비자들이 설치를 회피해 성장이 더디게 이뤄질 것으로 판단된다.

③ 지능형 서비스

전력수급 안정과 전력소비 감축을 위한 솔루션으로써 연평균 61.4%의 높은 성장률을 보이며 2020년 시장은 약 1,658억 원 규모에 이를 것으로 예상된다.

④ 지능형 운송

전기차는 국내 충전기 설치 미비로 그 동안 괄목할만한 성장은 없었으나, 장기적으로는 연평균 성장률 71.2%로 2020년에는 약 3,770억 원 규모로 성장할 것으로 전망된다.

⑤ 지능형 신재생

분산전원 및 마이크로그리드용 ESS 설치 증가에 따라 연평균 성장률은 52.7%로 예상되며, 2020년 시장은 2,602억 원 규모로 점쳐지고 있다.

4. 국내 스마트그리드 산업, 나아가야 할 방향

(1) 스마트그리드 컨트롤타워 구성

컨트롤타워는 스마트그리드 관련 부처간 또는 부서간의 통합 조정 기능을 함으로써 스마트그리드의 지속적인 성장을 촉진할 수 있다. 또한, 스마트그리드 사업자간의 이해관계가 어떻게 충돌되는지를 이해하고, 국가적 차원에서 이해당사자간 바람직한 상호 역할에 대한 공감대 형성의 장을 마련해야 한다. 이에 컨트롤타워는 복잡한 이해관계를 단지 확인하는 차원이 아닌 조정하는 역할을 수행할 필요가 있다.

(2) 스마트그리드와 기존 사업과의 연계성 강화

타 관련 사업들과 연계해 비즈니스 모델을 확장하고, 예산 투자 대비 효율성을 제고해나가야 한다. 즉, 현재 추진 중인 K-MEG(Korea-Micro Energy Grid)사업, 스마트시티(Smart City)사업, 신재생에너지 보급 및 에너지 효율화 사업 등과의 연계방안 제시 및 실천이 필요하다.

K-MEG 사업은 그린빌딩, 산업단지, 그린빌리지 등의 에너지 생산과 사용의 최적화를 달성할 수 있는 한국형 통합 마이크로 에너지그리드 시스템 개발을 목표로 하고 있다. 스마트그리드와 K-MEG 사업과의 연계를 통해 산업단지와 대도시 건물의 에너지 소비를 절감하고 새로운 비즈니스 모델을 발굴하는 것이 가능할 것으로 판단된다.

그리고 스마트시티 구축의 핵심 세부 사업영역인 ‘스마트에너지(Smart Energy)’ 부문과의 공동사업도 추진할 수 있다. 스마트시티의 주요 요소인 스마트 에너지와 환경, 스마트 정부, 스마트 건물, 스마트 운송, 스마트 서비스 중 에너지 부문과의 공동사업이 가능할 것이다.

(3) 소비자 수용성 확보가 우선적인 과제로 인지

소비자 수용성이 중요한 것으로 강조되고 있지만, 핵심 정책과제 반열에 오르지 못한 채, 주로 홍보차원에서만 부각되고 있다. 확산사업이 시작되기 전인 현 시점에서는 소비자 수용성 확보가 차후 과제로 인식될 수 있지만, 수용성 확보는 대규모 확산 시점 이전부터 단계적으로 추진되어야 한다.

소비자 수용성 확보의 실질적인 주체는 사업자가 되겠지만, 정부 차원의 소비자 수용성 확보방안 및 지원책 수립이 필요하다.

(4) 다양한 정책 아이디어 창출의 필요성

기존 전력IT를 넘어 스마트그리드에 맞는 제품 및 서비스의 활성화를 위해서는 보다 다양한 정책 아이디어가 창출되어야 한다. 스마트그리드 시대로의 변화에 따라 파생될 기술, 경제, 사회, 문화의 변화를 사전에 진단하고 정책 아이디어를 도출할 수 있는 전문가 저변을 확대해야 한다.

즉, 기존의 전문가 집단을 넘어 다양한 학문 영역의 전문가가 스마트그리드에 관심을 가지고 아이디어를 도출할 수 있는 장을 마련해야 할 것이다.

5. 마무리

인류가 전기 에너지를 사용한지 130년이 넘어섰다. 전력사업에 있어서 앞으로의 10~20년은 지금까지의 변화를 뛰어넘는 큰 변화를 겪게 될 것으로 전망된다. 스마트 그리드는 온실가스 감축, 화석 연료 의존도 감소, 신성장 동력 창출 및 전력시장 경제 활성화 등과 같은 범 국가 차원의 필요성과 더불어 사업자 및 소비자 측면의 요구사항이 합쳐져 전력 효율화, 산업 활성화 및 그린화의 니즈로 나타나고 있다. 

스마트 그리드는 전통적인 송배전 역량 강화와 전력 IT화에 따른 사용자 서비스 확장의 2가지 측면에서 진화방향을 모색 중이다. 국제적으로는 G8, 한국 등 17개 주요국으로 구성된 에너지와 기후에 관한 주요경제국포럼(Major Economies Forum on Energy and Climate)에서 한국은 이탈리아와 공동으로 스마트 그리드 로드맵을 확정·발표했다. 이에 따라 우리나라는 스마트 그리드 선도국으로서의 위상이 더욱 강화될 것으로 기대된다. 

국내에서는 다양한 사업자와 기업들로 구성된 10개 컨소시엄의 168개 업체가 참여하는 스마트 그리드 제주실증단지가 세계 최대의 테스트베드로 구축되고 있어 국내외의 주목을 받고 있다.

시스템들의 시스템인 스마트그리드는 구조적으로 장기간이 소요되는 사업이므로 일관성 있게 추진해야 한다. 즉, 전력산업, 정보통신산업, 가전산업, 자동차산업, 건설산업 등의 결합체로 대규모 융합산업이라 할 수 있다. 그러므로 산업구조, 요금구조, 기술발달, 소비자인식변화 등 다양한 요소의 발전이 함께 이뤄져야 할 것으로 사료된다.

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인천광역시청

인천 도서지역 신재생에너지 보급 가속화

인천 도서지역의 차세대 지능형 전력망 구축과 신재생에너지 보급 사업에 속도가 붙을 전망이다. 인천시는 최근 한국전력공사, 옹진군과 공동으로 덕적도를 비롯한 도서지역에 대한 ‘에너지 자립 섬 구축 추진을 위한 업무협약’을 체결했다고 밝혔다. 

이번 협약 체결로 덕적도의 단방향 전력 공급서비스는 스마트그리드 사업을 선도하는 한국전력공사의 ‘지능형검침’(AMI) 인프라 구축과 ‘마이크로그리드’ 구성으로 한층 업그레이드 될 것으로 기대된다. 또한 그동안 도서지역의 독립된 디젤발전의 안전성 문제로 제한됐던 일반주택의 신재생에너지 보급 사업에도 속도가 날 것으로 전망된다. 

스마트그리드는 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환하는 차세대 지능형 전력망이다. 마이크로그리드는 소규모 지역에 한정해 자체적으로 전기를 생산하고 소비하는 전력망이다.  

시는 그동안 상대적으로 에너지원이 취약한 도서지역에 ‘에너지 자립 섬 구축’이라는 목표를 정하고 다양한 신재생에너지 지원과 사업모델을 개발하는 등 해양에너지 메카 조성을 추진해 왔다. 대표적으로 덕적도에 다양한 신재생에너지 테마별 마을을 조성하는 ‘덕적도 에코아일랜드 조성사업’이 1단계 30억 원 규모로 올 4월에 착공했다. 

또한 산업통상자원부 공모사업에 선정된 ‘2014년 융복합 지원사업’은 인천시, 옹진군, 한전 등 10개 기관이 컨소시엄을 구성해 23억 원 규모로 추진 중에 있다.

올 12월에는 덕적군도인 백아도의 디젤발전을 태양광, 풍력, 에너지저장장치로 100% 전환하는 ‘탄소제로섬 조성’ 사업이 준공될 예정이다. 특히 대규모 해상 신재생에너지 발전설비인 ‘조류 발전단지와 해상풍력발전단지’ 조성사업은 육상과의 전력계통이 선행돼야 하는 사항으로 육상과의 계통 연계를 병행 추진한다는 계획이다. 

전력계통 연계는 전력 공급에 있어 육지와 섬을 연결하는 연륙교와 같은 개념으로, 중앙정부와 한전의 협조가 반드시 필요한 사항이다. 아울러 이번 협약으로 계통연계 방안도 돌파구를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 시 관계자는 “이번 업무협약을 통해 인천의 도서지역 해양에너지 관련 분야 사업추진에 한층 탄력이 붙을 것으로 기대된다”고 말했다. 

산업통상자원부

태양광 대여사업에 가속도 붙다

산업통상자원부는 에너지관리공단 신재생에너지센터와 5개 태양광 대여사업자가 ‘태양광 대여사업 협력협약서’를 체결했다고 밝혔다. 

태양광 대여사업자는 솔라E&S, SEIB(S-에너지 자회사), LG전자, 한빛EDS, 한화큐셀코리아 등 5개 기업으로 이번 협약을 통해 신재생에너지센터는 대여사업자의 수익성 확보를 위해 신재생에너지생산인증서(REP)의 발급과 판매를 지원하기로 했고, 대여사업자는 우수한 태양광 설비를 설치하고, 사후관리를 성실히 수행하는 등 소비자 보호에 각별히 노력하기로 했다. 

여기서 REP(Renewable Energy Point)는 대여사업에서 생산된 신재생 전력량(MWh 기준)에 부여되는 신재생에너지 생산인증서로 공급의무자에게 판매되며 대여사업자는 REP판매(216원/kWh으로 월 약 65천원 수준)와 가정이 지불하는 대여료(월 최대 70만원) 수익으로 초기설치비를 회수할 수 있다.  

한편 협약식에 이어서 ‘태양광 대여사업 활성화를 위한 설명회 및 간담회’가 개최됐다. 

회의에서 월평균 450kWh의 전력사용가구(월전기료 101천원)는 설치 후 7년까지는 월평균 21천원, 8?15년간에는 월 56천원의 수익이 가능한 것으로 평가, 태양광대여사업이 사업자뿐만 아니라 태양광을 설치하는 가정에게도 경제적으로 이익이 되기 때문에 소비자들의 관심이 매우 높은 상황임을 밝히면서, 태양광 대여사업이 미국처럼 크게 성장해 ′17년까지 약 1만 가구까지 설치가 확대될 것으로 평가하고, 양질의 시공과 사후관리(A/S)에 더욱 노력하겠다는 입장을 표명했다. 

또한 태양광 대여사업은 정부가 민간에게 새로운 비즈니스 기회를 신규 창출해 준 것으로, 앞으로도 신재생에너지 분야에 새로운 사업이 지속적으로 창출되기를 건의했다. 

김준동 실장은 태양광 대여사업은 전력수요관리사업, 에너지관리통합서비스사업, 에너지자립섬사업, 태양광대여사업, 전기차 서비스 및 유료충전사업, 화력발전 온배수열활용사업 등 6개 에너지 신산업의 대표 사업으로 그 동안 정부 주도의 태양광 보급사업이 민간이 참여하는 비즈니스 모델로 전환했다는데 큰 의의가 있으며, 이 사업이 앞으로 더욱 발전할 수 있도록 정부도 적극적으로 지원하겠다고 말했다. 

한편 올해 6월 하순 이후 본격화된 태양광 대여사업은 7월 22일 기준으로 280여건의 계약을 완료했고, 약 380건이 계약 협의중인 것으로 잠정 집계되어 소비자들의 호응도가 높은 것으로 평가되고 있다. 

새 비즈니스 모델 등장, ESS 시장 개화

수요 공급 측면에서의 낙관적 전망, 글로벌 ESS 시장 가시적인 성과 나와 

신재생에너지 시장이 다시 살아나고 있고 새 비즈니스 모델들도 등장하면서 ESS 시장 개화가 빨라질 가능성이 커지고 있다. 실제 글로벌 ESS 시장에서는 가시적인 성과들도 하나 둘 나타나고 있다. ESS 프로젝트 수가 최근 3~4년간 급증하고 있고 참여기업들도 늘고 있다. 전망기관들의 시장 전망도 낙관적으로 바뀌고 있다. 매년 전력 수급의 불균형 문제가 심화되어가는 가운데 이를 해결하기 위한 방법으로 최근 들어 ESS가 각광을 받고 있다. 늘어나는 전력 수요 대비 발전소 투자에 드는 막대한 비용과 건설 소요 시간을 고려해 볼 때 ESS는 전력 수요 평준화, 전력 계통 안정 운영, 능동적 관리의 장점을 지니고 있다. 

Fuji Electric에 따르면 프로젝트 계획에서 실제 설치 및 운영까지 걸리는 시간이 ESS가 1~2년, 태양광 1년, 풍력 5년, 화력 5년, 원자력 10년으로 ESS가 기존 발전 자원보다 급변하는 사업 환경 변화 대응에 더 용이한 솔루션이라고 주장한다. 현재 ESS는 태동기의 시장으로 전망 기관에 따라 상이하나 2020년에 적게는 31조 원 규모에서 많게는 102조 원으로 성장 전망이 밝은 상황이다. 가트너에서 발표한 ‘이머징 에너지 기술 하이프 사이클’에 따르면, ESS는 발전, 송배전용을 필두로 과도한 기대단계를 거친 후 시장에서 서서히 받아들여지는 단계라고 밝혔다. 하지만 장밋빛 전망과 다르게 실제 기업들의 실적은 예상보다 더딘 성장을 보이고 있는 상황이다. ESS 사업이 아직 태동기로 사업의 외형 확대는 어느 정도 이루어지고 있지만, 실제 기업의 수익으로까지는 연결되지 못하고 있는 것으로 보인다. 가정용 ESS를 중심으로 성장 중인 일본에서 시장 점유율 1위 기업인 교세라는 매출 증가 대비 저조한 수익성을 만회하기 위해 태양광 패널과 저장장치 등의 단품 중심의 사업 전개에서 올해 HEMS(홈 에너지 관리 시스템)와 BEMS(빌딩 에너지 관리 시스템) 등 시스템으로의 사업 확장을 전개할 것으로 알려졌다. 

아직 기업의 수익성으로 연결되고 있는 단계는 아니지만, ESS 시장의 수요, 공급, 정책 모멘텀으로 미루어 볼 때 만년 유망주였던 ESS 시장 개화가 빨라지고 있는 것만큼은 분명한 사실로 보인다. 

ESS 시장 개화 촉진의 모멘텀 

① 신재생에너지 Re-bound와 민간 주도의 ESS 프로젝트 확대 

수요 측면에서 태양광 기업을 중심으로 주춤했던 신재생에너지가 다시 살아나기 시작했다. 시장조사기관 NPD 솔라버즈에 따르면 2014년 1분기 전 세계 태양광 설치량은 지난해 1분기 설치량보다 37% 늘어난 9.34GW로 역대 1분기 최대 설치량이라고 한다. 남은 3분기 동안의 설치량 증가도 두드러져 올해 최대 약 50GW 시장이 열릴 것으로 예상했다. 

이미 태양광 모듈 업계 재편이 이루어진 상황으로 기업들은 발전용 어플리케이션에 국한하지 않고 소비용 어플리케이션으로도 사업 기회를 확대하고 있다. 이러한 신재생에너지 발전 비중의 확대는 ESS 시장의 동반 확대를 견인하고 있다. 

균일한 발전량을 보장할 수 없는 신재생에너지의 태생적 특성상 전력 계통의 품질 안정화와 신뢰성 확보를 위해서 ESS 설치가 필수적으로 뒷받침 될 수밖에 없다. 특히, 송배전망이 노후화되거나 전력망 자체가 부족한 나라에서는 ESS 채용 니즈가 더 큰 상황이다. 

민간 주도의 ESS 프로젝트도 확대되고 있다. 히타치는 ESCO(Energy Service Company) 사업을 1990년대 말부터 전개해 온 경험을 바탕으로 일본 시장을 선도적으로 개척해 나가고 있다. 

대표적인 사례로 미쓰이부동산이 중심이 되어 개발 중인 치바현의 ‘카시와노하 스마트 시티’에 지역 에너지 관리 시스템(AEMS)을 제공하는 프로젝트를 추진 중에 있다. ESS를 기반으로 한 이 시스템은 오피스 빌딩과 상업 시설의 지붕에 설치 한 720kW 규모의 태양광 발전 시스템을 활용하여 평일과 휴일 간의 에너지를 서로 융통하고 미사용 에너지는 저장장치에 저장하거나 전력망에 재판매하는 등 에너지 이용의 최적화 실현을 목표로 하고 있다. 미쓰이부동산에 의하면 전력 수요가 몰리는 피크 시간 때의 전기 요금을 26% 인하하여 연간 1조 원의 비용 절감 효과가 예상된다고 내다봤다. 

지역 에너지 관리 시스템 등과 같은 에너지 솔루션은 실제 비즈니스 환경을 개선하고 부동산의 부가가치를 향상시키는 효과를 가져왔다. 과거에는 실제 초기 투자 비용 부담자와 수혜자가 불명확했던 시장으로 관심이 상대적으로 적었지만, 비용 부담자와 수혜자가 분명해지면서 ESS를 기반으로 한 민간 주도의 유사 프로젝트가 확대될 가능성이 큰 상황이다. 

② 기업 참여 확대를 통한 기술 발전과 실질적 가치를 제공하는 비즈니스 모델 등장 

공급 측면에서 기업들의 활발한 참여로 ESS의 구성 요소인 저장장치, PCS(Power Conditioning System), EMS(Energy Management System)의 기술 발전이 빠르게 이뤄지고 있다. PCS는 전력변환을 통해 전력 계통과 저장장치 간의 호환성을 제공해주고, EMS는 사용자의 에너지 생산·저장·소비 패턴을 분석하여 최적의 솔루션을 제공하는 시스템이다. 

저장장치의 경우 소비용 ESS 시장을 중심으로 기업들이 다양한 기술 개발 및 기술 자체 완성도 향상에 초점을 맞추고 있다. 납축전지, 나트륨전지, 니켈카드뮴전지, 리튬이온전지 등 다양한 배터리 저장 방식에 기반을 둔 ESS의 비중이 소비용 ESS 시장에서 90%에 육박할 정도로 빠르게 증가하고 있다. 

기업들이 배터리 저장 방식에 대한 투자 확대에 나서고 있어서 성능이나 가격 측면에서 개선 폭이 빠를 것으로 예상되고 있다. PCS와 EMS는 시스템 운영 경험이 풍부한 글로벌 기업이 시장을 주도하고 있지만 각국 로컬 기업들의 진출이 거세지고 있는 상황이다. 지멘스에 따르면 PCS, EMS 기술 안정화가 빠르게 이루어지고 있으며 5년 후에는 값싼 제품들이 시장에 들어올 것으로 전망했다. 실질적인 가치를 제공하는 비즈니스 모델도 등장하고 있다. 제품 번들링을 통해 Cost 부담을 완화하는 비즈니스 모델이 등장하고 있다. 미국의 Green Charge Network 사는 리튬이온전지 방식에 강점이 있는 Saft 사로부터 저장장치를 공급받아 자동차 렌터카 업체 AVIS와 편의점 세븐일레븐에 태양광 발전, 전기차 충전기를 결합한 시스템을 구축했다. 

이 패키지 시스템은 건물 지붕에 설치된 태양광 발전을 통해 약 20대 규모의 전기차 충전기를 동시에 충전할 수 있으며, 빌딩의 전력 피크 시간 때에는 저축된 에너지의 재판매가 가능하다. 

미국의 EDF(Environmental Defense Fund)에 따르면 개별 태양광 발전, 전기차 충전기의 투자비 회수 기간이 약 5년 정도였지만 ESS와 결합된 패키지 시스템을 통해서는 투자비 회수 기간이 1~2년 정도로 단축 가능하다고 한다. 

하나의 ESS 설치로 다양한 용도에 사용 가능한 Multi-purpose ESS 비즈니스 모델도 등장하고 있다. 전기차를 개발하는 완성차 업체들의 경우 자동차전지의 재활용 및 새로운 수요처 발굴이라는 측면에서 Multi-purpose ESS 사업 개발에 박차를 가하고 있다. BMW는 스웨덴 전력기업 바텐폴(Vattenfall)과 협력하여 자동차전지를 ESS로 활용하는 프로젝트를 진행하고 있다. 

하나의 ESS 설치로 백업 전원 확보, 신재생에너지 통합 사용, 전력 품질 유지, 피크 수요 시점의 전력 부하 조절 등 다양한 용도로 사용할 수 있어 사용자 가치를 극대화할 수 있을 전망이다. 전 세계에서 진행된 ESS 프로젝트를 살펴보면 소비용 ESS에서 3~4개의 용도를 가진 Multi-purpose 방식이 72%로 지배적인 상황이며 신규 진행 중인 프로젝트의 경우 이러한 경향이 더욱 심화되는 추세이다. 

③ 각국 정부의 ESS 보급을 위한 직간접적 정책 지원 확대 

해외 각국 정부는 실증 과정을 통해 효과가 입증된 ESS를 중심으로 보급 확대에 적극적이다. 미국의 경우 ESS를 통한 수요 관리가 국가 에너지 계획의 핵심 사업이 되고 있다. 연방정부나 주 정부의 에너지 산업 규제 기관에 의해 적극적으로 ESS 채용이 권장 또는 지원되고 있다. 

최근 미연방에너지위원회(FERC)는 ESS의 보급 확대를 지연시키는 제도를 정비하고, 투자자의 안정된 수익이 보장되는 시장 설계에 초점을 맞추고 있다. ESS가 기존 전력설비와 동등한 지위를 가지도록 보장하고, 새롭게 형성되는 에너지 관련 시장에서 ESS에 적합한 정산 제도를 도입하는 것을 골자로 하고 있다. 또한 캘리포니아, 텍사스, 뉴저지 등 주 정부들도 ESS 보급 의무화, 보조금 인센티브 등 다양한 시장 확대 정책을 내놓고 있다. 

독일에서는 2013년부터 독일 정부 금융기관인 KfW에서 태양광 발전과 ESS를 결합한 소비용 시스템에 kW 당 최대 660유로와 저장장치 가격의 최대 30%의 보조금을 지원하고 있다. 독일은 높은 태양광 보급률로 인해 태양광의 전력 판매 요금이 일반 전기 요금보다 저렴한 문제가 있어 이를 해결하기 위해 태양광 발전 전력을 ESS를 통해 자가소비 하도록 정부에서 정책적으로 권유하고 있는 상황이다. 국가 차원에서도 소비용 ESS 등의 분산형 시스템의 보급은 전체 전력망 부담을 분산할 수 있고, 자국 배터리 산업 발전을 유도할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 

선진국을 중심으로 많은 국가들이 소비용 ESS의 인증 도입 본격화 등 사용자 환경 조성에도 박차를 가하고 있다. 가정, 상용 빌딩, 공장 등지에서 전기 사용 요금 절감, 비상시 정전 대응 등 ESS 사용에 대한 관심이 증가하면서 미국에서는 UL(Underwriters Laboratories), 일본에서는 JET(Japan Electrical Safety & Environment Technology Laboratories), 독일에서는 VDE(Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik) 인증을 도입하기 시작했다. 

각국 기준에 맞게 고안된 평가 방법에 따라 ESS의 안정성 및 신뢰성 검증 평가를 위해 저장장치, PCS, 계통연계시스템, 소프트웨어 등 전체 시스템 평가를 수행하고 있다. 인증 도입의 본격화는 소비용 ESS가 실증 중심의 시범 보급 사업 단계에서 벗어나 실제 상용화 단계에 접어들었고 공급 중심에서 수요 관리 중심으로의 에너지 정책 변화가 탄력을 받고 있음을 의미한다. 

잠재적 시장에서 가시적 시장으로… ESS 시장 개화

ESS 시장 개화를 촉진시킬 모멘텀이 커지고 있는 가운데, 글로벌 ESS 시장에서는 가시적인 성과들이 하나 둘씩 나타나기 시작하고 있다.

① 최근 3~4년 ESS 프로젝트 수 급증 

최근 3~4년 들어서 ESS 프로젝트 수가 급증하고 있다. 미국 에너지부(DOE)가 조사한 자료에 따르면, 전 세계에서 진행된 ESS 프로젝트는 2010년을 전후로 큰 폭의 양적 성장을 보여주고 있다. 최근 3~4년간 진행된 프로젝트 수는 전체 프로젝트 중 절반 이상을 차지할 정도로 ESS에 대한 관심이 커지고 있다. 

양수발전 저장 방식 일변도의 시장에서 다양한 ESS 세분 시장의 성장도 주목할 만하다. 과거에는 양수발전 저장 방식을 통해 수백 MWh급의 대용량 에너지를 저장하고 최대 부하 시간대에 대응하는 것이 발전회사 고객들의 유일한 니즈였다. 

하지만, 최근에 들어서는 발전 및 송배전 영역에서 세분된 영역들이 나타나고 있다. 발전 영역에서는 신재생에너지, 소규모 분산발전의 등장으로 기존 대형 발전 영역과 세분된 영역이 나타나고 있고, 송배전 영역에서는 최대 피크 수요 및 발전량 변동 대응을 위한 여유 용량 확보 차원에서 예비력, 전력망 부하분산, 주파수 조정 영역이 부각되고 있다. 소비 단에서도 피크 수요 대응을 위한 에너지저장, 신재생에너지 발전 저장, 정전 시 출력 대응 등 용도별로 다양한 세분 시장에서의 니즈가 존재하며 이와 관련된 ESS 프로젝트가 급증하고 있다. 

② 기업 참여 급증 

ESS 시장 참여 기업들 또한 빠르게 증가하고 있다. 2016년 가정용 전기 소매업 완전 자유화를 추진하고 있는 일본에서는 통신, 유통, 제조 등 다양한 배경의 일본 기업들이 관련 업종에 앞다퉈 진출하고 있다. 최근 1년 사이 전기 판매업을 사업 목적에 추가한 회사가 80개사에서 200개사로 2배 이상 늘어나면서 ESS 프로젝트도 탄력을 받고 있는 것으로 알려졌다. 

실제 전 세계적으로 신규 계획 중인 ESS 프로젝트를 살펴보면 다양한 배경의 기업들이 시장에 진출하면서 MW 미만의 소비용 ESS 프로젝트 비중(전체의 62%)이 2배 확대되는 등 새로운 양상이 전개되고 있다. 발전, 송배전 영역은 기존 유틸리티 업체들이 주도하는 가운데 양수발전, 압축공기방식 등 기존 저장 방식 중심으로 최적화가 진행 중이지만, 소비용 영역에서는 다수의 기업들이 시장 참여를 통해 새로운 사업 기회를 모색하고 있다. 

③ 낙관적으로 변하는 ESS 시장 전망 

최근 들어 ESS 시장에 대한 낙관적인 전망들이 늘어나고 있다. 시장조사기관에 따라 다소 전망이 상이하지만, 대부분 2017년 전력망 연계 ESS 시장 규모는 5~6GW에 이를 것으로 내다봤다. Navigant Research가 작년에 전망한 자료에서는 2022년 ESS 시장 규모가 20GW를 하회하는 수준이 될 것으로 전망했지만, IHS가 올해 1월 전망한 자료에 따르면 2022년에 ESS 시장 규모가 40GW를 상회할 것으로 예측하고 있다. 미국이 시장을 주도하는 가운데 독일, 일본 등이 성장을 견인하는 지역이 될 것으로 내다봤다. 

이들 지역에서는 신재생에너지 및 분산발전 확대, 기존 전력망 개선이라는 과제가 강력한 모멘텀이 되고 있는 상황이다. 8년 뒤의 미래에 대해서 정확히 논할 수는 없지만, 대다수의 시장조사기관에서는 ESS 시장의 개화가 앞당겨지고 성장 속도 자체가 빨라질 것으로 내다보고 있다. 

ESS 시장에서는 파트너십이 필수 

빠른 시장 개화가 예상되는 글로벌 ESS 시장과 달리, 국내 ESS 시장은 ICT 기술과 리튬이온전지를 기반으로 ESS 강국을 목표로 내걸었지만 실제 사업 추진은 활발하지 않은 상황이다. 지난해 10월 한국전력공사는 ESS 종합 추진 계획을 수립하고 올해부터 2017년까지 약 6,500억원을 투입해 주파수 조정용 ESS를 설치한다고 밝혔다. 

국내 ESS 시장은 투자비 회수 부담이 적고 효과성 입증과 비용 부담 주체가 명확한 주파수 조정용 ESS를 중심으로 시장 형성 중에 있으나 아직 정부 주도의 초기 시장 단계에 지나지 않는다. 현재 민간 주도의 ESS 프로젝트는 거의 전무한 상황으로 정부에서는 에너지 소비 규모가 큰 민간 기업들에게 ESS 설치를 독려하고 있지만 권고 사항에 불과한 상황이다. 

국내 기업들도 ESS 시장에 관심은 있지만, 구체적인 사업화 수준으로 연결시키지 못하고 있는 상황이다. ESS 전체 시장이 2020년 수십조원 규모로 커질 전망이지만 ESS 시장은 이질적이고 다양한 세분 시장들이 모여 있는 곳이다. 또한, 기업들에게 요구되는 세분 시장 별 사업 특성과 필요 역량도 다르기 때문에 기업들은 사업 전개에 애를 먹고 있는 상황이다.

ESS 시장을 세분 시장별로 나눠봤을 때 발전 및 송배전용(신재생에너지 발전 통합, 예비력, 전력망 부하 분산, 주파수 조정)은 인프라 사업의 성격을 띠고 있고, 소비용에서 수요 평준(Peak Demand Shaving), PV 연계 자가소비(Self-Consumption)는 솔루션 사업, 비상발전장치와 무정전전원공급장치(UPS)는 세트 사업에 가깝다고 할 수 있다. 

따라서 기업 입장에서 ESS 시장에서 성과를 내기 위해서는 모든 시장 진입을 고려하기보다는 타겟 시장을 목표로 최적의 사업 모델을 개발하고 역량을 체계적으로 확보하는 노력이 필요할 것이다. 

발전, 송배전 영역은 유틸리티 기업 주도의 사업 모델이 확립된 반면, 소비 영역은 아직까지 사업 모델이 유동적인 단계로 상대적으로 사업 기회가 많은 상황이다. 하지만 ESS 시장은 단독으로 사업을 진행하기에는 아직 버거운 시장으로 역량 보완 및 확보를 위해서는 파트너십이 필수적이다. 

시장에서 두각을 나타내는 기업들이 ESS의 가치사슬 영역을 수직계열화 하기보다는 개별 기업이 강점을 가지고 있는 역량을 바탕으로 파트너십을 통해 시장을 개척해 나가고 있다는 점을 국내 기업들은 참고할 필요가 있다. 

정부 차원에서도 ESS를 적극적으로 육성하려 하고 있는 상황이다. 

올해 4월 공급 위주의 전력 시장에 수요 관리 시장을 도입하는 것을 골자로 한 전기사업법 개정안이 국회 본회의를 통과했다. 발전소 위주의 전력 공급 정책에 한계가 이른 국내 전력 시장에서 절약된 전력 소비량을 바탕으로 한 새로운 에너지 시장이 만들어질 가능성이 높은 상황이다. 

새롭게 형성되는 시장에서 기업들이 빠른 사업 경험과 역량을 쌓을 수 있도록 전기 요금 체계 개편 등 지원책과 발전사업자 중심의 규제 완화 및 다양한 제도적 보완책이 마련되어야 할 것이다. 기업들의 시장 개척 노력과 함께 정부 지원이 잘 어우러진다면 ESS를 바탕으로 한 국내 에너지 신시장 확대는 물론 국내 ESS 사업의 글로벌 ESS 사업으로의 빠른 확장도 가능할 것이다.

전북도, 14년도 신재생에너지 보급에 64억원 투자

전북도는 올해 신재생에너지 지역지원사업 10개 사업과 주택지원사업 938가구에 3,400kW 태양광 발전 설비를 추진한다고 밝혔다. 

지역지원사업은 지방자치단체가 소유·관리하는 건물 및 시설물에 신재생에너지설비를 보급하는 사업으로 올해 10개 사업(도 2, 전주시 4, 정읍시 1, 완주군 3)에 태양광발전 578kW를 추진 중이며 주택지원사업은 신재생에너지설비를 설치하는 단독주택 및 마을단위에 설치비의 일부를 지원하는 사업으로, 총 938가구 2,819kW가 최종 선정되어 태양광 보급사업이 본격적으로 추진된다. 

선정기준으로는 신재생에너지 정책연계성 등 도정 정책방향과 동부권 균형발전 및 서남해 2.5GW 해상풍력 국책사업 주변지역 위주로 우선순위를 평가하여 에너지관리공단에 신청하였으며, 에너지관리공단에서는 전북도의 선정기준과 사업비를 고려하여 이와 같이 선정하고 신재생에너지센터의 사업승인을 받아 5월부터 추진하고 있다.  

그동안 전북도는 지역지원사업에 지난 2009년부터 지난해까지 306억원(국비 155억원, 도비 25억 5천만원, 시군 122억 6천만원, 자부담 2억원)을 투자하여 65개 사업에 신재생에너지설비를 설치하였고, 주택지원사업에 지난 2009년부터 지난해까지 총 387억원(국비 180억원, 도비 25억 5천만원, 시군비 25억 6천만원, 자부담 156억원)을 투자하여 2,571가구에 신재생에너지 설비를 설치하였다. 

신재생에너지 보급사업으로 3,400kW의 태양광 발전 설비가 완료되면 연간 4,616MWh의 전력을 생산할 수 있으며, 일반주택 1,538가구가 사용할 수 있는 규모이다. 또한, 연간 1,780톤의 CO2배출량의 절감효과가 있어 잣나무 40만 그루를 심는 효과를 거둘 수 있다. 

도 관계자는 지역 특성에 맞는 환경 친화적 신재생에너지 보급을 통한 에너지수급여건을 개선하고, 주택지원사업을 비롯 공공 및 복지시설에 신재생에너지 설비를 보급 지원하여 민간투자를 유도할 계획임을 밝혔다. <출처: 전라북도청 소개>  

서울시, 에너지소비량 7.5%, 신재생에너지 생산량 2.6%

서울시 25개 자치구의 전력소비 현황은 강남구, 서초구, 영등포구 순으로 높게 나타났으며. 도시가스는 강남구, 송파구, 양천구 순으로, 석유는 서초구, 강남구, 광진구 순으로 소비가 높게 나타났다. 

시는 이러한 서울시의 에너지 현황과 수급동향 등을 한눈에 볼 수 있는 7번째 백서를 발간했다. 에너지 백서는 에너지 동향과 서울시 에너지 정책, 기후변화대응 정책과 부문별 에너지 이해, 자치구별 에너지 현황 등 총 5편으로 구성되어 있어 자치구에서 추진 중인 에너지정책과 에너지 사용량을 한눈에 비교하여 볼 수 있다. 에너지백서는 ‘서울특별시 에너지조례’ 제29조 1항 ‘시장은 에너지 시책의 주요 내용과 추진 상황을 시민에게 알리기 위해 매년마다 작성하여 공개할 수 있다’ 에 근거해 제작한다. 

2005년부터 현재까지 총 7권 (2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2013)이 발간되었다. 

특히, 서울의 ’13년 총 전력생산량은 1,946GWh로 서울에서 소비되는 전력(46,555GWh)과 비교했을 때 전력자립률은 4.2% 수준이며, ’12년 기준으로 최종에너지 소비량이 국내는 208,120천TOE, 서울시는 15,568천TOE로 전국대비 서울시 에너지소비율은 7.5% 수준이다. 

신재생에너지 생산량(’12년)은 국내가 8,850,739TOE, 서울시가 232,626TOE로 전국에서 생산되는 신재생에너지 중 서울시에서 생산되는 신재생에너지 비율은 2.6%를 차지한다. 

또한, 서울시 도시가스보급률은 96%로 총 4,182,351세대 중에 4,015,681세대가 사용하고 있으며, 아직 서울시내에 2곳의 연탄공장(삼천리, 고명)에서 한 해(’12년) 71,877개의 연탄이 생산되고 있다. 

전력을 가장 많이 소비한 강남구는 전력소비량이 5, 6번째로 많은 송파구와 강서구의 전력사용량을 합친 것보다 더 많이 사용했다. 

강남구의 전력사용량은 3,256GWh로 2위인 서초구(2,301GWh)에 비해 1.4배나 많았고 전력사용량이 가장 적은 강북구(637GWh)와는 5배 이상 많았다. 

서울 시내 총 송전선로 587km 중에 533km가 지중화되어 서울시 전선지중화율은 91%까지 달성되었음을 알 수 있다. 

그러나 노원구와 은평구의 전선지중화율이 47%, 57%로 나타나 서울 시내 25개 자치구에서도 구별 편차가 존재하는 것으로 나타났다. 

<출처: 서울특별시청>