Special Report 2 l 태양광 보고서

저가격은 필수, 기술력과 신뢰성 브랜드로 생존

LG경제연구원, 태양광 산업 2라운드 기업 전략 변화 분석

태양광 산업에 대한 기대가 되살아나고 있다. 2011년 이후 끊임없이 폭락하던 태양광 관련 제품의 가격이 2013년에 접어들면서 반등세를 보이고 있기 때문이다. 하지만 가격 반등이 태양광 산업 불황 탈출의 신호인지에 대해서는 아직 판단하기 이르다. 이번 반등은 본격적인 구조 조정의 여파라기보다는 그간 쌓여 있던 악성재고의 해소에서 비롯된 것이라는 게 업계의 중론이다. 태양광 산업의 새로운 성장기 모습에 대해 LG연구원의 보고서를 통해 전망해본다.

태양광 산업이 정상궤도를 찾아가고 있는 과정이라는 것이 전문가들의 중론이다. 대부분 기업에서 50% 이하로 떨어졌던 가동률이 다시 상승하고 있고, 정부의 비호 아래 지연되던 구조조정도 속도를 더하고 있기 때문이다.

불황 속 저수익 구조의 고착화  

2009년 이후 3~4년간 불황을 겪으면서 태양광 산업은 변했다. 각국 정부의 에너지 안보, 환경 보호 등 국가적 당위성에서 시작된 정책적 지원이 더 이상 산업의 성장을 견인할 수 없게 되었다. 보조금으로 시장을 키운 독일과 스페인, 이탈리아 등 유럽 국가들은 재정 위기로 보조금 규모를 축소하거나 지급을 중지했다. 저리 대출, 세제 혜택 등 관련 기업에 대한 파격적인 지원으로 태양광 산업을 수출 산업으로 육성하고자 했던 중국도, 무리한 투자를 감행하여 생긴 기업들의 부실 부채 때문에 손을 들었다. 결국 정책적 지원을 통해 시장이, 그리고 기업이 성장하던 시기는 끝이 났다.

저수익 구조로의 전환은 어쩌면 당연한 일인지도 모른다. 사실 태양광은 가장 경제성이 떨어지는 에너지원이다. 원자력, 석탄화력 등 기저전력원 뿐만 아니라 풍력 등 신재생에너지와 비교해도 가장 경제성이 떨어진다.

그럼에도 불구하고, FIT(Feed In Tariff: 발전차액지원제도) 등 각국 정부의 지원을 통해 일정 규모의 수익을 보전할 수 있었고, 수요가 폭발적으로 증가하여 공급 부족의 상황이 초래되기도 하였다. 덕분에 2008년까지 태양광 기업들은 고수익을 영위할 수 있었다. 원재료인 폴리실리콘을 생산하는 기업들은 50% 이상의 영업이익률을 내기도 하였고 셀/모듈 기업도 2~30% 수준의 이익률을 기록하기도 했다.

성장과 고수익에 대한 기대감에 많은 기업이 대규모 투자를 하였으나, 공급 과잉이 심화하면서 시황은 급속히 악화하였다. 제품 가격이 바닥을 모를 정도로 떨어지기 시작한 것이다. 한 때 kg당 300달러가 넘던 폴리실리콘은 1/20이 되었고, 셀과 모듈 가격 역시 고점 대비 1/5 수준으로 하락했다. 구조 조정 및 수요 확대로 공급 과잉이 해소된다고 하더라도 과거와 같은 파격적인 정책적 지원이 없다면, 예전처럼 ‘돈 잘 버는 사업’이 될 가능성은 희박하다.

태양광 산업의 시황이 회복된다면 이러한 문제가 해결될 수 있을까. 근본적인 해결은 어려울 것으로 보인다. 태양광 산업이 침체를 겪었던 시기에 이루어진 구조적 변화들이 기업의 수익성 회복을 저해하는 요인으로 작용할 것이기 때문이다.

범용화로 기술 혁신에 대한 기대감 하락

2000년대 초반 태양광 산업은 반도체 기술을 기반으로 개발되었기 때문에 기술적 진입 장벽이 높았다. 때문에 당시 기술력을 보유하고 있던 일본의 샤프(Sharp)와 교세라(Kyocera), 독일의 큐셀(Q-cells) 등이 과점체제를 구축하고 있었다. 그러나 새롭게 산업에 진입한 중국 기업들은 호주의 UNSW(University of New South Wales)에서 기술을 도입해 단기간 내 기술 격차를 줄이는 동시에, 대규모 투자를 통해 가격 경쟁력까지 확보했다.

턴키(Turn-key) 설비 기업들도 속속 등장하여 자본만 있으면 쉽게 사업에 뛰어들 수 있는 환경이 되었다. 공급 과잉이 심화함에 따라 가격 경쟁력은 태양광 사업 성공의 최우선 조건이 되었다. 기업들은 좀 더 싼 제품을 내놓기 위해 수직계열화, 규모의 경제 등을 지향했고, 심지어 출혈 경쟁도 감수했다. 고효율 제품을 낮은 효율 제품과 같은 가격, 혹은 더 저렴하게 내놓는 상황도 발생하였다.

기업들은 출혈 경쟁에서 비켜가기 위해서는 새로운 기술로 돌파구를 마련해야 한다고 생각했다. 폴리실리콘 가격이 비정상적으로 상승했을 때, 미국의 퍼스트솔라(First Solar)는 CdTe 박막 태양광 셀로 승부를 걸었다. 당시에는 결정질 실리콘 태양광 셀보다 효율은 다소 낮지만, 가격이 저렴한 박막 태양광 셀이 각광을 받았다.

그러나 급락하는 폴리실리콘 가격에 박막 태양광 셀은 경쟁력을 잃어 갔다. 결정질 실리콘 태양광 셀에서도 고효율 셀을 개발하는 노력을 지속하였지만 시장의 판을 바꿀만한 획기적인 기술이 나오기는 쉽지 않았다. 공정 및 설계를 바꿔 효율을 올리는 노력을 하고 있기는 하지만, 효율의 증가 폭은 크지 않은 게 현실이다.

지난 50년간 효율은 5.4%에서 20% 정도로 4배 증가했을 뿐이다. 태양광 산업은 반도체의 ‘무어의 법칙’, ‘황의 법칙’이나 TFT LCD의 ‘세대 경쟁’에 비하면 기술의 발전 속도가 매우 느린 산업이다. 결론적으로 기술 차별화를 하더라도 태생적인 한계인 효율 30%를 뛰어넘지 못한다면 프리미엄을 받기는 어려운 구조인 것이다. 때문에 기술 혁신에 대한 기대감도 낮아지고, 신기술 개발을 위한 여력조차 부족한 상황에서 태양광 셀은 범용화되고 있다.

발전사업의 확대, 협상력은 약화

태양광 산업에서 발전사업의 확대는 ‘양날의 칼’이다. 시장을 키우기에 더없이 좋은 수요처이기는 하나, 태양광 기업 입장에서는 협상력(Bargaining Power)이 약화하여 저수익 구조가 심화할 수 있기 때문이다.

시장은 주택용에서 발전용으로 빠르게 중심 이동 중이다. 독일, 이탈리아 등 유럽의 주택용에서 중국, 미국, 인도 등 거대한 국토를 가진 나라들을 중심으로 한 발전소용으로 시장이 옮겨가고 있다.

대규모 발전사업 위주의 수요 증가는 효율보다는 가격 위주의 경쟁을 부추겼다. 주요 애플리케이션이었던 주택용 태양광 발전은 주로 정부의 보조금 등 지원 정책에 의해 설치가 확대되었고 제한된 공간에 올려야 한다는 부담 때문에 고객은 가격보다는 효율이 높은 태양전지를 선호했다. 하지만 대규모 발전 시설의 경우 효율이 좀 떨어지더라도 가격이 저렴한 태양전지를 설치하는 경향이 두드러진다. 가정용의 경우, 이해관계자가 설치업자(Installer) 정도였지만 발전소용으로 사업 규모가 확대되면서 발전사업자, 건설업자, 개발사업자 등 이해관계자도 늘어났다.

발전사업 관련 이해관계자 모두에게 일정 수준의 이익이 보장되어야 하기 때문에 가격은 하락할 수밖에 없었다. 뿐만 아니라 구매 물량도 대량이기 때문에 이해관계자들의 협상력(Bargaining Power)도 높아졌다. 향후에도 발전소를 중심으로 태양광 수요가 확대될 것으로 전망되고 있어 고수익 구조로의 전환은 힘들 것으로 보인다.

태양광 산업, 제2라운드는?  

정책적 지원에 힘입어 성장하던 1라운드가 끝나고, 저수익 구조가 고착화되고 있는 사업 환경의 변화 속에서 기업들은 나름의 방법으로 적응하고 있다. 적응하지 못한 기업은 퇴출당하는 모습이다. 사업 환경의 변화와 기업의 대응이 맞물려 가는 상황을 바탕으로 태양광 산업의 2라운드는 어떻게 전개될 것인지에 대해 전망해 볼 수 있을 것이다.

태양광 산업의 1라운드에서 가격 경쟁력은 초기 비용으로 평가되었다. 보조금 수혜를 위한 설치가 대부분이었기 때문이다. 따라서 셀 가격, 모듈 가격이 얼마나 낮은지가 중요했다. 중국 정부의 보호 아래 사업을 영위하던 중국 기업들은 유리했다. 앞서 밝힌 것처럼 수직계열화와 규모의 경제, 저렴한 인건비를 무기로 저가의 제품을 냈다.

당시 중국은행들은 신사업인 태양광 사업에 기대가 컸고, 이미 30% 이상의 고수익을 내고 있었기에 앞다투어 대출을 해줬다. 태양광 발전사업자에 대한 대출도 비슷했다. 은행의 대출 기준은 ‘얼마나 많은 전기를 생산할 수 있느냐’가 아닌 ‘얼마의 돈을 사용해서 건설할 수 있느냐’였다. 때문에 발전사업자들은 고효율, 고신뢰성 제품이 아닌, 가장 저렴한 제품을 찾게 되었다. 제품의 생산부터 발전사업까지 초기 비용 절감에만 집중했던 것이다.

정책적 지원이 줄어들고 수요의 성격이 실 소비형 수요, 자생적 수익 창출형 수요로 옮겨가면서 초기 비용과 더불어 제품 생애 기간(PLC: Product Life Cycle) 내 비용의 중요성이 부각되었다. 발전사업자 및 실수요자 입장에서는 보조금 수혜보다 오랜 기간 많은 전력을 생산하여 장기적인 수익을 보전할 수 있어야 한다.

디벨로퍼(개발사업자)와 민간발전사업자 등에 대출을 해주던 금융기관들은 보증 조항을 강화하기 시작했다. 저렴한 제품을 사용하다 보니 보증기간 내 모듈을 교체해줘야 하는 상황이 자주 발생했기 때문이다. 기존에는 20~25년의 성능 보증과 5~10년 파손 보증이 일반적이었으나, 성능, 파손 보증 모두 25년을 제시하는 기업이 생기면서 25년 보증이 업계 관행이 되고 있다.

셀 및 모듈 제조업체가 보증을 이행하지 못할 경우, 발전사업자 혹은 개발업자 등 프로젝트 소유주에게 모듈 대체비용을 부담하도록 요구하고 있다. 이에 따라 최대 수요자로 부상하고 있는 발전사업자와 개발업자들의 입장에서는 사업 리스크를 줄이기 위해 저렴하면서도 신뢰성과 기술력까지 만족하게 하는 제품에 대한 니즈가 증가하고 있는 것이다.

하지만 사용해보지 않고서는 신뢰성과 기술력을 판단하기 어렵고, 사용 기간이 길어져야 제품 및 기업에 대해 평가를 할 수 있기 때문에 브랜드가 중요해지고 있다. 후쿠시마 원전 사태 이후 수요가 폭발적으로 증가하고 있는 일본 시장의 경우, 기술력 중심의 산업 구조에 익숙하기 때문에 브랜드가 보장하는 기술력, 신뢰성에 대한 믿음이 강하다. 업계 관계자들에 따르면 ‘일본 발전사업자들은 중국의 저가 셀을 채용하는 비중이 작을 것’이라는 게 중론이다. M&A로 몸집을 키워가고 있는 한화의 행보에서도 브랜드의 중요성을 읽을 수 있다.

지난 2010년 한화는 중국의 태양광 기업 솔라펀(Solarfun)을 인수하여 한화솔라원이라는 회사를 설립했다. 중국에 생산거점이 있음에도 불구하고 중국 기업의 브랜드를 사용하지 않았다. 반면, 2012년 독일의 큐셀(Q-cells)을 인수한 한화는 큐셀의 브랜드를 버리지 않았다. 한화큐셀코리아, 한화큐셀재팬 등 ‘한화큐셀’ 브랜드로 사업을 확장하고 있다. 글로벌 인지도가 높은 ‘큐셀’을 이용해 일본 내 사업 확대를 꾀하고 있는 모습이다.

태양광 산업의 2라운드의 첫 번째 변화는 저가 경쟁에서 벗어나 기술력과 신뢰성, 사용 기간 내 비용 절감 등을 보장할 수 있는 브랜드 인지도 확보가 필수적인 경쟁 요소가 되고 있다.

다운스트림 분야로의 사업 확장 각광

대표적인 박막 태양광 셀 기업으로 알려진 미국의 퍼스트솔라(First Solar)는 폴리실리콘 가격이 폭락하면서 경쟁력 확보가 쉽지 않았을 것이다. 하지만 태양광 산업이 불황에 빠져 대부분 기업이 적자를 내고 있음에도 불구하고, 이 기업은 적자를 보지 않았다. 2011년 17%, 2012년 7%의 영업이익률을 달성 중이다.

2009년부터 퍼스트솔라(First Solar)는 가격 경쟁력을 상실한 셀/모듈 사업에서 일정 수준의 수익성이 보장되는 발전사업 및 운영서비스로 눈을 돌렸다. 역량 확보를 위한 M&A도 활발히 진행했다. 2010년에는 프로젝트 개발기업인 에디슨 미션 그룹(Edison Mission Group)과 시스템업체 넥스트라이트(Nestlight)를 인수했다.

다운스트림 분야로 사업을 확대하는 것은 비단 퍼스트솔라(First Solar)만이 아니다. 중국 최대의 폴리실리콘 제조기업인 GCL 역시 운영 시스템 및 건설/엔지니어링, 발전사업까지 사업 영역을 확장하고 있다. GCL은 셀/모듈 생산을 제외한 사업 개발, 유지보수를 포함한 운영서비스까지의 확대를 꾀하고 있는 것이다. 일본의 Sharp도 2010년 미국의 시스템 및 사업 개발업체인 리커런트(Recurrent)의 지분을 인수하기도 했다.

발전사업, 개발사업은 사업을 진행하면서 부지 확보 및 전력 거래, 민원 등 여러 관점의 문제들이 발생하기 때문에 각국의 지방 정부와의 관계가 중요하다. 때문에 M&A나 조인트벤처, 컨소시엄 등의 방법을 통해 대규모의 자금이 투입되지 않으면 접근이 용이하지 않을 경우도 존재한다.

단품 위주의 산업만으로 수익성 확보가 어렵기 때문에, 기업들은 솔루션 영역까지의 확장을 통해 부가가치를 높이는 전략을 구사한다. 얼마 전부터 태양광 관련 전시회에서는 태양광 모듈과 인버터, 에너지 저장장치 등을 합쳐 전시하는 것이 일반적인 모습이 되었다. 중국의 BYD, 프랑스의 Saft 등 배터리 관련 기업은 배터리를 중심으로 독일 SMA, 일본의 히타치 등은 인버터 등 중전기기를 중심으로 한 솔루션을 내놓았다.

태양광 솔루션의 원가는 모듈이 40%, 주변기기를 포함한 BOS(Balance Of System)이 60%를 차지하고 있다. 셀/모듈 사업이 저수익 구조로 고착화되고 있는 상황에서 배터리와 인버터, 케이블 등에서의 수익성 확보가 필수적이기 때문이다.

과거에는 원료 수급의 안정성과 원가 경쟁력 확보를 위해 폴리실리콘, 웨이퍼 등 대규모 투자가 필수적인 업스트림 분야로의 사업 확장이 주를 이뤘다. 그러나 사업 환경이 불확실한 상황에서 유연하고 민첩하게 대응할 수 있으면서도 스스로 수요처를 개발하여 안정적으로 수익을 창출할 수 있는 다운스트림 분야로의 확장이 각광받고 있다.

수요창출형 신기술 개발  

불황이 지속하는 가운데 태양광 산업 내 기술 혁신에 대한 기대감은 점점 낮아지고 있는 상황에서 신기술 개발은 배부른 소리일 수도 있다. 실제로 CIGS(구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄 등 네 가지 원소 화합물을 이용한 태양광 기술) 등 새로운 기술 개발을 하던 기업들은 투자를 보류하거나 개발을 중단하기도 했다. 국내에서도 결정질 실리콘 기술 이후는 CIGS라는 확신이 있었다.

현대중공업은 독일의 태양광 기업인 아반시스와 합작, 현대아반시스를 설립했으나 아무런 성과 없이 지난 4월 공장이 무기한 휴업에 들어갔다. 결정질 실리콘 기술의 대항마로 꼽히던 CIGS의 사업 난항은 예고된 것이라고 할 수 있다. 앞서 밝혔듯이 CIGS 등 박막 태양광 셀의 효율은 당분간 결정질 실리콘 태양광 셀을 넘어설 수 없다. 아직 공정 및 설비도 안정화되지 않아 가격 경쟁력을 갖기도 어렵다. 유기물을 이용한 태양광 셀도 신기술이기는 하지만, 효율이 10%도 채 되지 않는다. 신기술 개발에 대한 당위성은 있다. 기존의 기술이 범용화됨에 따라 신기술의 필요성도 높아지고 있다. 하지만 현재의 수요처와 시장 상황이라면 언제 경쟁력을 확보할 수 있을지가 미지수다.

최근 미국의 플렉서블 CIGS 태양광 셀 생산기업인 솔로파워(Solopower)는 2억 5천만달러를 들여 우리나라 광주에 공장과 연구소를 짓는다고 발표했다. 솔로파워는 CIGS 선두 기업으로 지난해 미국 국립재생연구소로부터 세계 최고 수준의 효율(13.4%) 인증을 받았다. 이 기업의 로버트 캠벨 사장은 CIGS의 특성에 맞는 수요처를 타겟팅했다. 당분간 개발될 신기술들이 발전 등 기존의 수요시장에서 결정질 실리콘 기술을 넘어서지 못할 것으로 전망되기 때문에 타겟 시장을 염두에 둔 실질적 기술 개발이 필요할 것으로 보인다.

자원 고갈, 환경 보호 등 인류 생존의 문제를 해결하기 위한 당위성 때문에 태양광 산업은 장기적으로는 지속 성장할 것으로 전망된다. 하지만 당위성의 관점으로 접근하기에는 당분간 관련 기업들이 수익성 악화로 겪는 고통이 너무 크다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 기업이 전략을 바꾸고 있고, 이는 사업 환경을 변화시켰다. 기업들은 과거의 성공 체험에서 벗어나 변화된 사업 환경에 적응하고 새로운 게임 룰에 적응하지 않는다면 재도약을 하는 태양광 산업 내에서 승자가 되기는 쉽지 않으리라고 보인다.

<출처: LG경제연구원>

Special Report 1 l 전기차 보고서

완성차의 전기차 생산확대 ‘전지시장’ 새 바람 불어

LG경제연구원, HEV, PHEV, EV, Micro-HEV 등 기술 진보 주목

각국 완성차 업체들은 하이브리드 또는 순수 전기차 올인 전략이 아닌 전기차 시장 확대에 대응하는 멀티 옵션 전략으로의 변화를 꾀하고 있다. 전기차 시장 변화에 대응하는 전지 업체의 속 사정은 더 복잡하다. 업체 간 이해관계, 정책 변화, 전지 기술 발전 등 전기차 시장의 변수가 복잡하게 얽혀 있어 전지 기업은 자동차전지 시장 방향성 설정에 어려움을 겪고 있다. 이하에서는 전기차 시장의 변화와 이에 대응하는 리튬이온전지(LiB) 기업들의 대응 유형을 LG연구원의 보고서를 통해 살펴본다.

오바마 미국 대통령은 올해 6월 말 집권 2기의 역점과제로 추진해 온 기후변화에 대응하기 위한 포괄적인 행동계획을 발표했다. 특히 지구 온난화의 주범인 온실가스의 배출을 규제하기 위해 할 수 있는 모든 조치를 취할 것이라며 강력한 의지를 표명했다.

미국뿐만 아니라 전 세계적으로 온실가스 규제는 강화되는 추세이다. 우리나라 정부도 지난 7월 산업부와 환경부가 국가 온실가스 감축 계획의 하나로 2020년부터 차량 연비 기준을 20km/리터 이상으로 높이기로 하고 구체적인 시행 방안 검토에 나섰다.

전기차 시장의 성장 패턴이 바뀌고 있다

작년까지 순수 전기차(EV)는 아직 기술적 난관이 많고 충전 인프라도 형성되지 않아 차량에 대한 회의적인 시각이 많았다.

하지만, 올해 초 테슬라(Tesla)가 보여준 EV 성공 사례는 전기차의 새로운 사업 모델 가능성을 보여주었고, 시장 내에서 EV를 포함한 전기차에 대한 기대감도 확대했다.

최근 주요 기관의 자동차 시장 전망에 따르면 2020년 EV 및 PHEV 시장은 대수 기준으로 전체 자동차 시장의 4~7% 수준으로 수렴할 것으로 내다봤다. Mild와 Full HEV는 5~12% 사이로 기관별로 시각 차이가 있지만 내연기관 자동차와 내연기관 자동차의 연장 선상인 ISG, Micro HEV가 절대다수인 80% 이상을 점유할 것으로 내다봤다.

또한, 지구 온난화와 이상 기후 변화로 자동차를 포함한 수송기관들의 CO2 저감에 대한 적극적인 요구가 증대되고 있다. 규제 수준이 가장 강한 EU는 2012년부터 기존의 자동차 연비 규제를 CO2 규제로 대체하여 도입하기 시작했으며, 2015년까지 CO2 규제를 130g/km에서 2020년에는 95g/km로 점차 강화할 예정이다.

업체별 규제 적용 차량 대수는 올해는 전체 판매 차량 대수의 75%, 내년은 80%, 2015년에는 100%를 대상으로 적용될 계획이다. EU 규제는 업체마다 차량의 중량에 따라 CO2 배출량 규제치가 다르게 적용되며 이를 업체별로 합산하여 벌금을 부과하는 방식이다. 예를 들어 10만대를 판매하는 완성차 업체의 경우 배출기준 0.5g/km 초과 시 25만유로, 1.5g/km 초과 시 125만유로, 2.5g/km 초과 시 325만유로, 3.5g/km 초과 시에는 925만유로의 누진식 형태의 벌금이 부과된다.

HEV: 일본계 완성차 업체 중심으로 성장

AAB(Advanced Automotive Batteries)에 따르면 올해 HEV의 일본 자동차 시장 내 비중은 20%를 넘어섰다고 밝혔다. HEV 도입 후 2012년 처음으로 연간 100만대를 돌파하였는데 이는 제품과 서비스에 대한 불안감이 해소되며 어느 정도 성장기에 도입했음을 의미한다.

도요타는 중국 HEV 시장 대응 확대 차원에서 올해 5월 HEV 전용 니켈수소전지(NiMH) 생산을 위해 중국 현지기업과 합작회사 ‘Corun PEVE Automotive Battery’를 설립하였다. 도요타는 합작회사를 통해 양산된 니켈수소전지를 2015년 출시 예정인 중국 전용 HEV에 탑재할 것으로 밝혔다.

이는 최근 중국의 대기오염 문제가 대두하면서 중국 정부의 신에너지차 정책이 EV/PHEV 위주에서 HEV를 포함한 고효율 차량 전체로 확대될 것에 주목한 것이다.

혼다도 중국 시장 확대를 위해 올해 안으로 HEV 모델 제이드를 양산 추진 중이며 수입 판매 중인 HEV 모델인 인사이트, CR-Z, 피트의 중국 현지생산을 검토 중인 것으로 알려졌다.

PHEV: 미국, 유럽 중심으로 라인업 확대

온실가스 규제 대응과 더불어 일본 업체의 HEV 경쟁력에 대응하기 위해 미국 및 유럽 업체들의 PHEV 라인업 확대가 이루어지고 있다. 실제로 2012년 미국 내 PHEV 판매는 약 3만 8천대로 EV 판매 약 1만 2천대를 3배 이상을 앞질렀다. 이는 EV와 HEV 사이의 틈새시장으로 여겨졌던 PHEV의 위상이 확대되고 있음을 보여주는 지표라 할 수 있다.

PHEV 보급에 가장 적극적인 폭스바겐의 마르틴 빈터콘 회장은 PHEV가 미래의 전기차 파워트레인이 될 것이라고 언급했으며, 올해 제네바모터쇼에서 연비 100km/리터에 달하는 PHEV 신규 모델 XL1도 공개하는 등 PHEV 라인업 확충에 힘을 쏟고 있다. PHEV는 지금까지 높은 가격이 보급 확대의 걸림돌로 작용해 왔었다.

하지만, 최대 양산차급인 준중형, 중형 세그먼트는 물론이고 소형 세그먼트와 대형 플래그십 모델 등으로 적용 차급이 확대되면서 규모의 경제 달성과 가격 안정화 및 판매 증가로 이어지는 PHEV의 선순환 가능성도 배제할 수 없는 상황이다.

EV: 테슬라에 이어 BMW 본격 가세

지금까지 EV의 대표 주자로 손꼽혔던 미쓰비시의 아이미브, 닛산의 리프 등이 예상보다 저조한 판매량을 보이며 EV 시장에 대한 회의적인 시각이 많았다. 하지만, 올해 초 테슬라의 실적은 사람들을 놀라게 하며 EV의 새로운 가능성을 보여 주었다.

자동차 산업의 ‘파이오니어’라는 명성을 얻고 있는 BMW도 ‘BMW i’라는 별도의 전기차 브랜드를 런칭하며 ‘프리미엄 전기차’라는 새로운 비전을 전개해 나가고 있다. 실제로 BMW는 유럽 내 온실가스 규제에 맞춰서 1995년부터 2012년까지 평균 CO2 배출량을 30% 이상 줄여 2012년에는 평균 배출량을 138g/km로 줄여왔다.

하지만, 2020년 규제 수준 95g/km를 맞추기 위해서는 진화적인 개선보다는 혁신적인 발전이 필요하다고 판단하고 새로운 컨셉의 프리미엄 전기차 출시에 적극적인 모습이다.

유럽 시장을 대상으로 올해 11월 판매가 예정된 가운데 완성차 업계에서는 프리미엄 메이커의 미래 프리미엄 자동차의 재정의라는 측면에서 BMW의 i 시리즈의 출시가 향후 EV 시장에 의미하는 바가 클 것이라고 평가하고 있다.

Micro HEV: 독일계 완성차 업체들이 시장 주도

아우디, 벤츠, 포르쉐, 다임러 등 독일계 완성차 업체들은 기존 내연기관 기술 진화 방향의 연장 선상에서 온실가스 규제 대응 및 전장화 확대에 대응하기 위해 차별화된 차량 플랫폼을 제공하는 등 적극적인 공세 움직임이다.

Micro HEV는 저가의 추가 비용으로도 온실가스 규제 대응이 가능하다는 점에서 대수 기준 성장 가능성이 큰 시장으로 평가받고 있다. 특히, 독일 완성차 업체들은 차세대 자동차 전원을 기존의 12V 시스템이 아닌 48V 시스템을 도입하여 최소한의 비용 구조로 연비 개선 및 사용자들의 안전, 편의 요구 사항을 충족시키려는 계획이다.

보쉬 자동차 부문 CEO는 2020년 온실가스 규제에 대응하기 위해서 중대형 가솔린 차량의 경우 반드시 하이브리드화가 필요하다고 언급했다.

예를 들어 폭스바겐의 대표적인 소형 양산 모델인 폴로 급의 가솔린 차량은 기존 내연기관의 개량으로 가능하지만, 중대형 양산 모델 파사트 급의 가솔린 차량에는 간단한 하이브리드 시스템이 필요할 것으로 내다보았다.

신차 평균 개발 기간 약 5년을 고려해 보면 2018년 이후에는 독일계 기업 중심의 Micro HEV를 포함한 다양한 전기차 라인업이 등장할 것이다. 일본차 중심의 HEV 시장에서 독일계 완성차 업체들의 Micro HEV가 제공하는 새로운 고객 가치는 향후 시장의 평가를 통해 검증될 것이다.

전지 기업, 시장 세분화에 대한 대응에 고심

기존의 자동차용 전지 시장은 EV용 고용량 리튬이온전지, HEV용 고출력 니켈수소전지, SLI용 납축전지가 주를 이루었다. 하지만, 온실가스 규제에 대응하는 전기차 시장이 세분되면서 완성차 업체들의 전지 기업에 대한 요구 사항도 복잡해지고 있다. 실제로 완성차 업체별로 타겟하는 시장과 전지 스펙이 다르기 때문에 고객 변화에 대응하는 전지 기업들은 골머리를 앓고 있다.

완성차 업체의 니즈 변화를 중심으로 살펴보면 기존 차량의 공간 활용과 중량 개선의 목적으로 새로운 전지를 찾는 완성차 업체들이 늘고 있다. 도요타는 프리우스 HEV에 10년 이상 검증된 니켈수소전지 대신 리튬이온전지 채용을 검토 중인 것으로 알려졌다. 리튬이온전지 채용 시 기존 니켈수소전지보다 35% 무게 절감이 가능하고, 충방전 사이클 수명이 개선되는 장점이 있기 때문이다.

한편, 다임러와 포르쉐 등은 기존 납축전지 대비 60% 무게 절감이 가능하고, 충전 성능이 개선되는 SLI용 리튬이온전지를 채용 검토 중으로 알려졌다. 중형 차량의 경우 무게 10% 절감 시 연비 3% 개선이 가능하다는 장점이 존재하지만, 전지의 차량 채용은 안정성과 비용 문제가 해결된 후에야 가능해질 전망이다.

신규 시장으로 주목받는 Micro HEV의 경우 아직 시장 표준이 정립되지 않은 이른바 춘추 전국 시대로 완성차, 부품 업체의 다양한 요구 사항이 존재한다. 일본의 대표적인 자동차 부품업체인 덴소는 기존의 납축전지 시스템을 바탕으로 연비 개선을 진행 중으로 엔진 정지 시간을 늘리기 위해 리튬이온전지를 보조로 활용한 시스템을 개발했다.

한편, 마쯔다는 감속 시 회생 제동 에너지를 최대한 많이 저장하기 위해 캐패시터를 활용한 회생에너지저장 시스템 ‘i-ELOOP’를 개발했다. 독일의 대표적인 자동차 부품업체인 컨티넨탈은 엔진을 더 빠르게 정지시켜 무동력 주행이나 탄력주행 모드 시간을 늘릴 수 있도록 리튬이온전지를 채용한 48V 전원시스템을 테스트 중인 것으로 알려졌다.

전기차 시장의 본격적인 성장과 더불어 완성차 업체들의 니즈가 다양화되고 복잡화되는 상황에서 앞으로 필요 수준 이상의 오버 스펙이 아닌 저가의 다양한 스펙이 전지 기업에 요구될 가능성이 커지고 있다. 이에 전지 기업은 ‘업체 간 제휴 활성화’, ‘표준화 대응 강화’, ‘선택과 집중을 통한 경쟁력 확보’ 등 다양한 대응 방법들을 모색하고 있다.

업체 간 제휴 활성화

대부분의 전지 기업들은 복잡성이 커진 시장에서 고객 대응 및 기술 확보 차원에서 업체 간 제휴를 활성화하고 있다. GS Yuasa는 부품-전지, 완성차-전지 기업들과의 새로운 방식의 비즈니스 모델 구축 노력을 계속 진행하고 있다.

기존 대부분 부품-전지회사의 협력 관계는 깨진 상태이지만 보쉬와의 협력을 통해 전 세계에 분포된 생산지 및 유지보수 채널 등 거점을 활용하여 시장 및 고객 니즈 변화에 민첩하게 대응하려는 계획이다. 한편, 보쉬에는 GS Yuasa가 셀 기술 노하우를 제공해 주는 상호 윈-윈 모델을 지향하고 있다.

또한, 닛산과 NEC의 합작회사인 AESC(Automotive Energy Supply Corporation)는 차세대 리프 모델에 적용할 개선형 리튬이온전지 출시를 위해 기술 확보 차원에서 소재 단에서의 업무 제휴를 강화하고 있다. 고전압 양극재 개발을 위해 Nippon Denko와 공동 R&D 중이며 소프트카본, 실리콘 등 음극재 개발을 위해 Hitachi와 협업 중인 것으로 알려졌다.

표준화 대응 강화

기존 시장 내 전지 기업들을 중심으로 원가경쟁력 강화와 생산 효율화 측면에서 표준화 대응이 강화되고 있다. Panasonic은 고객의 복잡한 요구를 관리하고 효과적으로 대응하기 위해 표준화된 셀과 모듈을 개발하여 다양한 제품에 적용하려는 움직임이다. 이미 표준화된 원통형 셀 리튬이온전지는 가격 경쟁력도 높아 테슬라 EV에 채용 중에 있고, HEV용으로 검증된 니켈수소전지 모듈은 Micro HEV에 채용 진행 중인 것으로 알려졌다.

한편, Panasonic은 표준화 대응 전략에 탄력을 받도록 원가경쟁력 확보 차원에서 생산기지의 중국 공장 이전을 작년부터 본격화했다.

Toshiba는 표준화된 고용량(20Ah) 셀과 고출력(3Ah) 셀 개발을 통해서 전기차 시장에 대응하고 있다. 고용량 제품은 미쓰비시와 혼다의 EV 모델에 채용 중이며, 고출력 제품은 스즈끼 ISG 모델에 채용 중인 것으로 알려졌다. 앞으로 Toshiba는 표준화 제품의 원가경쟁력 확보와 신뢰성 및 성능 강화에 역점을 둘 계획이다.

선택과 집중을 통한 경쟁력 확보

일부 신규 진입 기업과 전문 기업들은 경쟁력 확보 차원에서 세분된 시장에 전부 대응하기보다 유망 시장을 선택하고 집중하는 방식을 택하고 있다. 기존 자동차용 납축전지 시장의 1인자인 Johnson Controls는 기존의 모듈, 팩 및 시스템 역량을 바탕으로 리튬이온전지 도입에 적극적인 움직임이다. 2020년까지 48V Micro HEV용 리튬이온전지 개발에 집중하여 기존의 납축전지와 듀얼로 사용 가능한 솔루션(Dual Battery Solution)을 제공할 계획으로 알려졌다. 향후 2020년 이후 시스템 신뢰성이 확보되면 통합된 형태의 48V 리튬이온전지 싱글 솔루션을 제공할 전망이다.

A123는 인산철리튬(LiFePO4)에 기반을 둔 전지 기업으로 작년 경영난으로 인해 파산 신청 이후 2013년 중국 Wanxiang 그룹에 인수되었다. 제한된 소재 솔루션으로 A123는 세분된 전기차 시장에 전부 대응하기보다는 SLI용 리튬이온전지 대체 시장과 48V 리튬이온전지 시장에 집중해서 사업을 펴나갈 계획이다. 하지만, A123가 특정 시장에 집중해서 사업을 진행하려면 탄탄한 고객 기반 확보라는 숙제는 반드시 풀어야 할 것이다.

복잡성이 커진 시장, 전지 기업 더 민첩하고 유연해져야

현재 자동차전지 시장은 리튬이온전지 기준으로 보면 모바일용 전지 시장 대비 약 1/5에 불과한 규모이다. 하지만, 기관들 전망에 의하면 자동차전지 시장은 2020년까지 급속한 성장이 예상되며 규모 또한 모바일용 전지 시장을 넘어서는 수준이 될 것으로 보인다.

이제껏 리튬이온전지의 주된 수요 시장이 모바일 기기였다면, 앞으로 자동차가 시장의 또 다른 성장 축을 담당하게 될 것이다. 달라지는 시장 형태처럼 자동차전지 시장의 게임 룰도 모바일용 전지 시장과는 다르게 형성될 가능성이 크다. 자동차 전지는 10억셀 중 한두 개의 불량을 허용하는 품질 리스크를 감내해야 하며, 자동차 부품 특유의 기본 10년 이상의 내구성과 안전성을 담보로 해야 하기 때문에 전지 기업의 어려운 싸움이 예상된다. 또한, 수요 시장인 자동차 시장에서 온실가스 규제 이외에 다양한 기능과 용량 구현이 필요한 전장화 이슈도 부각될 전망이어서 요구되는 전지 스펙이 더 다양해지고 복잡해질 전망이다. 앞으로 전지 기업이 자동차 시장의 변화를 잘 읽고 어떻게 대응하느냐에 따라 기업의 성패가 좌우될 전망이다.

복잡하고, 다양한 고객 요구에 효과적으로 대응하기 위한 개발 및 생산 역량 보유 등 자원 운영의 유연성 여부에 따라서 전지 업계 재편의 가능성도 존재한다. 복잡성이 더 커진 전기차 시장에서 전지 기업들이 살아남으려면 대규모 설비 투자와 안정적인 생산 라인 운영이라는 과거 패러다임에서 벗어나야 한다. 앞으로 전지 기업은 고객과의 파트너십 구축은 물론이거니와 차별화된 셀/모듈 기술 확보 및 원가경쟁력을 갖추기 위한 표준화 제품 개발 등 시장 변화에 더욱 민첩하고 유연하게 대응해야 할 것이다.

<출처: LG경제연구원>

Special Report

LG연구원, 전지업체·태양광 업체 동향 및 전략 분석

각국 완성차 업체들은 하이브리드 또는 순수 전기차 올인 전략이 아닌 전기차 시장 확대에 대응하는 멀티 옵션 전략으로의 변화를 꾀하고 있다. 전기차 시장 변화에 대응하는 전지 업체 간 이해관계, 정책 변화, 전지 기술 발전 등 전기차 시장의 변수가 복잡하게 얽혀 있다. 태양광 산업에 대한 기대가 되살아나고 있다. 2011년 이후 끊임없이 폭락하던 태양광 관련 제품의 가격이 2013년에 접어들면서 반등세를 보이고 있기 때문이다. 하지만 가격 반등이 태양광 산업 불황 탈출의 신호인지에 대해서는 아직 판단하기 이르다. 태양광 산업의 새로운 성장기 모습에 대해 LG연구원의 보고서를 통해 전망해본다.이승재 편집장 sjlee@engnews.co.kr

Special Report 1 l 전기차 보고서

완성차의 전기차 생산확대 ‘전지시장’ 새 바람 불어

Special Report 2 l 태양광 보고서

저가격은 필수, 기술력과 신뢰성 브랜드로 생존

Special Report 3 l 지자체 동향

서울시, 수도권 최대 ‘암사 태양광 발전소’ 가동

Special Report 3 l 산업동향 - 백열전구 ‘퇴출’

130년 인류와 함께한 백열전구 ‘역사 속으로’

국내, 2014년부터 백열전구 생산·수입 금지… LED 등 고효율 광원으로 전환

인류 역사상 가장 획기적인 발명품 가운데 하나였던 백열전구. 인류의 삶을 바꿔 놓으면서 좋은 점과 나쁜 점을 만들었던 백열전구가 발명된 지 130년 만에 역사 속으로 사라진다. 우리나라는 도입된 지 127년 만이다. 백열전구 퇴출은 반세기가 지나면서 에너지 절감문제와 함께 기정사실화돼 왔다고 해도 과언이 아니다. 하지만 마땅한 대안이 없어 수명을 연장해 오던 백열전구가 새로운 광원기술(LED 등) 등장하면서 더 이상 존재가치를 갖지 못하게 된 것이다. 1세기 이상 인류와 동고동락한 백열전구의 퇴출 소식과 함께 간략한 소사를 정리한다.

내년부터 백열전구의 생산·수입이 전면 금지된다. 1879년 발명왕 토머스 에디슨과 영국의 조셉 윌슨 스완이 발명해 1887년 경복궁에 최초로 도입된 이후 127년 만이다.

산업통상자원부(장관 윤상직)가 지난 2008년 12월 발표한 백열전구 퇴출계획에 따라 예정된 대로 2014년부터는 국내시장에서 백열전구의 생산·수입이 전면 중단될 것이라고 밝혔다.

이로써 약 130년간 인류의 삶을 개선시켰으나, 동시에 전기에너지의 95%를 열로 낭비하는 대표적 저효율 조명기기이기도 한 백열전구는 국내시장에서 사실상 퇴출당한다.

백열전구는 1879년 미국의 에디슨과 영국의 조셉 윌슨이 발명했고 국내엔 1887년 최초 도입돼 경복궁에서 처음 불을 밝혔다.

백열전구 퇴출에 따라 대체조명인 안정기내장형램프, LED램프 등보다 에너지효율이 높은 광원으로의 ‘세대교체’가 가속화될 전망이다.

정부는 고효율 조명기기 보급 확산을 통한 국가에너지효율 향상을 위하여 이미 2008년 백열전구의 시장퇴출을 결정했다.

정부는 ‘에너지소비효율등급표시제도’의 대상품목인 백열전구의 의무적 최저소비효율기준을 용량별로 2단계에 걸쳐 강화함으로써 사실상 시장에서의 퇴출을 유도하고 있다.

최저소비효율기준은 에너지소비 제품의 의무적 효율 하한기준으로 미달 시 생산·판매를 금지하고 있다.

우선 1단계로 70W 이상 150W 미만의 제품에 대하여 2012년 1월부터 강화된 최저소비효율기준을 적용하고 있다. 2단계는 오는 2014년부터 나머지 25W 이상 70W 미만 제품의 최저소비효율기준을 상향 조정하여 퇴출을 추진할 계획이다.

미국, EU, 호주 등 백열전구 퇴출은 세계적 추세

이미 백열전구 퇴출은 세계적 추세다. 다른 나라의 경우에도 2007년 G8 정상회담에서 에너지절약정책의 일환으로 결의된 이후 미국, EU, 호주 등 대부분의 OECD 국가에서 단계적 백열전구 퇴출을 추진 중이다. G8 정상회담 Gleaneagles 행동계획 내 ‘IEA 에너지절약 25개 권고사항’에 포함돼 있기도 한다.

이러한 고효율 조명기기로의 시장전환으로 소비자 비용절감은 물론 국가차원의 에너지수요 감축에도 큰 효과가 기대된다.

우선 소비자 측면에서 보면 구매비용과 소비전력량, 수명 등을 고려하면 안정기내장형램프는 약 66.0%, LED램프는 약 82.3%의 백열전구 대비 연간유지비용 절감이 가능하다.

또 국가적 측면에서는 특히, 백열전구가 완전히 대체될 경우 국가적으로 연간 약 1,800GWh 이상의 전력이 절감되고 전력부하 감소 효과도 200MW를 넘어설 것으로 예상한다. 1,800GWh는 지난 2011년 에너지총조사 결과 기준으로 볼 때 50~65만가구가 1년간 사용할 수 있는 전력량에 해당한다.

또한, LED 등 차세대 고효율광원 기술개발 및 산업 활성화를 통한 양질의 일자리 창출에도 크게 기여할 것으로 전망된다.

백열전구 시장은 퇴출정책 도입 이후 조명시장이 안정기내장형램프와 LED램프 중심으로 전환되면서 점차 축소되는 상황이다.

이미 2008년 1,860만개에서 2012년 1,050만개로 연간 판매량이 감소하여 현재 약 3,000만개가 사용 중인 것으로 추정된다. 주요 사용처는 화장실, 베란다 등의 일부 간헐적 조명, 재래상가, 양계농가 등이다.

업체현황은 백열전구를 생산하는 국내기업은 1개로, 나머지 대부분은 중국 등지에서 제품을 수입하고 있다. 국내 제조업체는 산업용 및 장식용 전구 등 적용대상 외 제품 중심으로 생산하고 있다. 대부분 업체가 고효율 조명기기로 판매품목을 다변화하여 퇴출정책에 이미 대응 중이다.

산업통상자원부 채희봉 에너지수요관리정책단장은 “정부는 백열전구 퇴출에 따른 국민의 불편과 시장충격을 최소화하기 위해 안정기내장형램프, LED램프 등의 고효율 조명기기를 자칠 없이 시장에 보급해 나갈 예정”이라고 밝혔다.

공공부문, 99% 퇴출 완료

백열전구의 퇴출은 오래전부터 시작됐다. 공공부문의 경우, 2009년 체계적인 ‘백열전구 퇴출관리시스템’을 구축·운영하여 이미 8천여 개의 공공기관에서 선도적으로 백열전구를 99% 퇴출 완료한 바 있다.

특히 8,202개 공공기관의 백열전구 21만여 개를 LED램프 등으로 교체 또는 폐기하여 연간 32MWh의 전기 절감했다.

대형 유통업체의 경우 정부와 업무협약을 통해 LED 판매 존 구축 및 판매 이벤트 확대 등을 적극적으로 유도할 계획이다.

특히, 유통업체, 시민단체 등과의 협력을 강화하여 일반 소비자들에게 백열전구 사용 자제를 요청하는 한편 현재 저소득층, 백열전구를 많이 사용하는 양계농가 등을 대상으로 운영하고 있는 백열전구 대체 LED램프 보급사업을 지속적으로 추진해 나갈 예정이다.

LED램프 보급사업 지원규모는 2011년 약 330억원에서 지난해 약 255억원, 올해는 약 322억원어치에 이른다.

정부가 백열전구 생산과 수입을 금지하는 것은 백열전구가 전력의 극히 일부만을 전기로 바꿔줘 에너지 효율이 낮기 때문이다. 1879년 미국의 토머스 에디슨이 발명한 백열전구는 소모 전력의 95%는 열로 방출하고 5%만 빛으로 바꾼다. 소모 전력의 25%가량을 빛으로 바꿔주는 발광다이오드(LED) 전등과 비교하면 에너지효율이 5분의 1에 불과한 셈이다. 연간 전기요금은 백열전구(60W)가 1만4,366원, LED 전등(8W)은 1,916원으로 백열전구가 7.5배 수준이다. 반면 수명은 백열전구가 1,000시간에 그치지만 LED 전등은 2만5,000시간에 이른다.

정부는 이미 지난해 1월부터 70W 이상 150W 미만 백열전구의 최저 소비효율기준을 2배가량 올려 퇴출을 유도했으며 내년 1월부터는 남아 있는 25W 이상 70W 미만 백열전구에도 생산이 불가능한 수준으로 강화된 효율기준을 적용할 계획이다. 정부는 백열전구 퇴출로 어려움을 겪을 수 있는 저소득층과 양계농가, 화훼농가에는 올해 322억원을 들여 LED 램프를 보급하는 등 백열전구 대체 사업을 진행할 계획이다. 정부는 백열전구가 완전히 교체되면 연간 1,800GWh 이상 전력(50만~ 65만 가구가 1년간 소비하는 전력량)이 절감될 것으로 기대하고 있다.

백열전구 소사

“앞으로 여러분은 더욱 저렴하게 전기를 이용하실 수 있을 겁니다. 이제 촛불은 부자들이나 켤 수 있을 거에요.”

발명왕 토마스 에디슨은 1879년 12월 뉴저지 먼로파크에서 새로 만든 발명품 시연회를 하고 청중들 앞에서 이렇게 말했다. 하지만 1세기 역사가 흘러 그의 최대 히트 발명품의 장점은 시간이 흘러 단점으로 변했고, 역사 속으로 사라지는 결정적인 이유가 됐다. 바로 ‘전기 먹는 하마’였기 때문이다.

백열전구는 그동안 현대인의 삶을 뒤바꿔 놓은 제품으로 평가를 받았다. 백열전구로 인해 현대인이 편안하게 살 수 있는 점도, 불편한 점도 백열전구의 발명과 무관치 않다.

우선 백열전구 덕에 현대인의 교육수준이 이렇게 높아졌다는 주장이 있다. 알프레드 슬론 재단을 이끌고 있는 랄프 고모리는 “백열등의 발명은 언제 어디서나 누구든 교육이나 훈련을 쉽고 싸게 받을 수 있도록 만들었다”고 말했다. 오후 4시면 해가지는 곳에선 글자 하나조차 보기가 어려웠기 때문이다. 에디슨이 언급했듯이 등유나 양초도 모두 돈깨나 있는 집에서나 볼 수 있는 생활용품이었다.

반대로 현대인의 불면증과 비만, 빡빡해진 생활 모두 백열등 발명 탓으로 돌리는 이들도 있다. 백열전구 발명 이전까진 수면부족으로 시달리는 사람이 거의 없었다는 것. 전구의 발명은 현대인의 비만과도 밀접한 관련이 있다는 연구도 있다.

어두운 밤을 환하게 밝히는 시대가 오면서 ‘야식’이 생기고 과거보다 비만인구가 크게 늘었다는 것이다. 밤늦게까지 먹고 마시는 문화는 백열등 발명 이전의 역사기록에선 찾아보기 어렵다. 현대인의 가장 큰 스트레스로 꼽히는 야근 또한 마찬가지다.

하지만 백열전구는 이 같은 ‘야간활동’의 시대를 열고, 1980년대 등장한 형광등, 최근 뜨고 있는 LED(발광다이오드)에 ‘빛의 시장’ 자리를 내주기 시작한다.

결국 유럽과 일본에 이어 우리나라도 내년부터 백열전구 수입과 생산을 전면 금지하기로 했다.

백열전구가 1887년 경복궁에 최초 도입된 뒤 서민들의 밤을 밝혀주고 역사 속으로 사라지는데 127년이란 시간이 흘렀다. 하지만 백열전구를 발명하기까지 2399번의 실패를 겪고 “누구에게나 2400번의 기회가 있다”고 말한 에디슨의 도전정신까지 사라진 것은 아니다. 이젠 더 저렴하게 더 밝은 빛을 누구나 이용할 수 있도록 새로운 도전을 이어나가야 한다.

Special Report 2 l 연구원 보고서

미국의 에너지 공급 확대가 아시아로 파급 예상

LG경제연구원 보고서 ‘셰일혁명 전개, 셰일자원 수출 등 이슈로 등장’

국제 에너지 산업에서 미국의 위상이 높아지고 있다. 에너지 혁명이라 불리는 셰일층의 천연가스와 원유 개발 때문이다. 즉, 미국에서는 셰일가스(Shale Gas)와 타이트 오일(Tight Oil)의 채굴이 채산성을 확보하면서 이들의 생산이 최근 4년간 각각 179%, 700% 급증했다. 국제에너지기구(IEA)는 미국이 셰일자원을 발판으로 2015년에 세계 최대 천연가스 생산국으로, 2020년경에는 세계 최대 석유 생산국으로 부상할 것으로 내다보고 있다. LG경제연구원이 ‘미국의 에너지 공급 확대가 아시아로 파급’이라는 보고서를 통해 그 내용을 알아본다.

국제 에너지 시장에 대한 미국의 영향력은 셰일자원의 생산 확대와 더불어서 계속 강화될 것으로 전망된다. 미국의 에너지 생산 확대는 에너지 수입을 감소시켜 국제 에너지 가격에 하락 압력으로 작용한다. 미국의 에너지 수입 감소는 북미 지역을 중심으로 에너지 교역 구조도 변화시킨다. 세계 각국들이 미국의 에너지 시장 향방에 촉각을 세우고 있는 이유다.

현재 미국에서는 셰일혁명의 전개 방향, 미국 에너지 수요 구성의 변화, 미국의 셰일자원 수출 여부 등이 에너지 관련 주요 이슈다.

셰일자원의 잠재력 계속 확대 중  

셰일가스와 타이트 오일이 주목을 받으면서 세계 각지에서 셰일자원에 대한 탐사 활동이 활발해진 결과, 셰일자원의 가채 매장량이 늘어나고 있다. 최근 2년간 전 세계 셰일가스와 타이트 오일의 가채매장량(기술적으로 채굴할 수 있는 수준의 매장량)이 각각 10.2%, 978.1% 늘어나면서 셰일가스의 가채매장량은 7,299tcf(조 입방 피트), 타이트 오일의 가채매장량은 3,450억 배럴이 되었다. 셰일가스의 가채매장량은 세계 천연가스 소비의 62.5년분, 타이트 오일의 가채매장량은 세계 석유 소비의 10.5년분에 이른다.

미국에서 셰일자원 생산의 확대 기조는 계속될 것으로 기대되고 있다. 미국의 캐임브리지에너지연구소(CERA)는 미국 타이트 오일 중에서 유가 60달러에서는 306억 배럴이, 90달러에서는 446억 배럴이 채산성을 갖는다고 분석하고 있다.

현재 미국 WTI 유가가 배럴 당 90달러 이상인 점을 감안하면, 상업적으로 생산 가능한 미국 타이트 오일의 가채연수는 61년(2012년 생산량 기준)이다. 주요 기관들이 예상하는 2020년의 미국 타이트 오일 생산량 3백만~4백만 b/d를 기준으로 해도 가채연수는 30~40년 정도이기 때문에 미국의 타이트 오일 생산 확대는 장기적으로도 이어질 것으로 보인다. 미국의 셰일가스 생산도 계속 늘어날 것으로 기대되고 있다. 미국 셰일가스 생산의 채산성이 백만 Btu 당 4달러대에서 확보되는데, 미국에너지정보청은 2012년에 백만 Btu 당 2.83달러로 하락한 천연가스 가격이 2020년에는 실질가격 기준으로 4달러대 초중반으로 완만히 상승할 것으로 내다보고 있다.

모니츠 미국 에너지 장관은 셰일자원의 생산량이 2020년에는 현 수준의 두 배가 가능할 것으로 보고 있다. 하버드 케네디 스쿨은 환경문제 개선 등 채굴기술이 추가적으로 발전하면 타이트 오일 생산량이 660만 b/d까지 가능할 것으로 예측하고 있다.

천연가스의 활용도 높이기 위한 노력도 탄력

셰일혁명을 통해 자신감을 가진 미국은 에너지 자립(Independence)에 기대를 걸고 있다. 미국 정부는 셰일자원 생산을 촉진하면서도 수요 측면에서는 에너지 소비 효율화에 힘을 보탤 계획이다.

에너지 생산 확대는 자원개발과 에너지 운송, 에너지 가격 안정화 등을 통해 경제성장을 촉진할 뿐만 아니라 에너지 수입을 감소시켜 무역수지 개선에 도움을 주고 중동 등 산유국으로부터의 정세 영향을 줄여준다. 최근 5년간 천연가스와 원유 수입량이 각각 50%, 33%씩 줄어든 미국은 천연가스 자립이 2020년 전후에 실현될 것으로 예상하고 있다.

이 때문에 에너지 자립과 오바마 1기 정부에서부터 강조된 친환경 정책을 조화롭게 진행하기 위해 미국은 신재생에너지뿐만 아니라 셰일가스도 적극적으로 활용할 가능성이 크다. 셰일가스가 채산성이 있고 탄소 배출량이 적기 때문이다.

미국에서는 천연가스를 연료로 사용하는 자동차와 기관차를 개발하는 등 천연가스를 다양하게 활용하기 위한 시도가 이뤄지고 있다. 석유 소비는 자동차 연비 기준 강화와 차세대 자동차 보급 확대 등을 통해 줄어들 전망이다. 탄소 배출량이 가장 많고 2005년부터 추세적으로 수요가 줄어들고 있는 석탄은 친환경 기준이 계속 강화되면서 발전용 소비가 지속적으로 줄어들 것으로 보인다.

가장 친환경적인 신재생에너지 발전은 그리드 패리티(Grid Parity, 신재생에너지 발전단가가 화석연료 발전단가와 같아지는 균형점)에 도달할 2025년 이후에 더욱 탄력받을 것으로 예상하고 있다. 신재생에너지가 주력 에너지원으로 자리매김할 때까지는 원자력 발전이 보조적인 역할을 수행할 예정이다. 미국에너지정보청은 미국의 에너지 소비가 천연가스와 신재생에너지를 중심으로 늘어날 것으로 예상하고 있다.

셰일가스 수출 옹호론이 힘을 받고 있는 상황

미국에서는 에너지 자립을 넘어서 에너지 수출까지도 관심이 높아지고 있다. 그동안 미국의 에너지 수출은 석탄에 한정돼 있었다. 그러나 셰일자원 생산이 늘어나면서 2011년에는 가솔린과 디젤 등 석유제품이 순수출로 전환됐고 천연가스 수출 승인도 늘어나고 있다. 6월 초를 기준으로 미국의 LNG 수출 승인은 24건. 21개의 천연가스 액화 플랜트에서 하루 294억 입방피트 규모의 LNG가 수출될 예정이다.

셰일자원 수출을 비판하는 전문가들은 화학, 철강 등 에너지 다소비 업종에 셰일자원을 저렴한 에너지 공급원으로 활용하자고 주장한다. 반면 셰일자원 수출 옹호론자들은 수출을 늘리면 자원개발 및 에너지 수송 인프라에 대한 투자가 더욱 탄력받게 되기 때문에 경제적 파급 효과가 크다는 점을 강조한다.

이러한 논란 속에 미국 에너지부(DOE)가 후원해 진행된 셰일가스 수출 효과 분석 보고서가 최근 발표되었다. 미국의 경제 컨설팅 회사인 NERA가 작성한 이 보고서는 미국에서 셰일가스 수출로 인한 국내 천연가스 가격의 상승과 이로 인한 에너지 다소비 업종의 부담보다는 LNG 수출로 인한 인프라 투자와 LNG 수출 등의 효과가 더 크다고 평가하고 있다. 여전히 불확실성이 존재하지만 LNG 수출에 미국 정부가 힘을 실을 가능성을 높인 셈이다. 미국의 천연가스 수출이 탄력을 받을 가능성이 있어 보인다.

다만 원유 수출은 국내 수요를 만족하게 할 수준으로 생산이 충분히 확대될 때까지는 가시화되기가 어려울 전망이다. 환경적으로 열등재인 석탄은 미국 내 환경규제 강화로 인해 국내 수요가 줄어들면서 수출 압박을 받을 것이다.

철도회사 및 해운회사와 석탄 개발기업 간의 운송비 개선 노력이 이뤄지고 있어 석탄의 수출단가 경쟁력이 강화될 가능성이 있다. 미국에너지정보청은 2020년에 미국의 LNG 수출이 4,315억 입방피트(전체 천연가스 수출은 2.6조 입방피트), 석탄 수출이 1억 2,668만 톤으로 확대될 것으로 예상하고 있다.

미국 에너지 수출 확대의 주 수혜 지역은 아시아  

미국의 수출 대상 지역으로는 아시아가 떠오르고 있다. 에너지 수요의 증가 규모가 큰 아시아는 미국에 매력적인 에너지 수출 대상국으로 비치고 있다. 미국의 석탄 수출은 환경규제 강화로 석탄 수요가 줄어들 유럽보다는 아시아의 비중이 높아질 것으로 예상한다.

LNG의 경우 역시 유럽은 파이프를 통해 상대적으로 저렴한 러시아산 천연가스를 공급받고 있어 LNG 수출 시장으로서는 일본 등 아시아 지역이 주목받고 있다. 리사 머코우스키 알래스카 상원의원은 원유보다는 천연가스를 우선으로, 일본 등 아시아 시장을 노린 LNG 수출을 주장하고 있다.

미국의 에너지 수출 확대는 아시아 에너지 시장에 공급경쟁을 유발함으로써 에너지 가격의 안정화 요인이 될 것으로 예상한다. 석탄 시장에서는 이미 초과공급 상황인데다 미국산 석탄의 추가 유입으로 석탄 가격이 약세를 이어가고 있다. 천연가스 가격의 하락 압력도 가능할 것으로 보인다. 일본은 미국산 LNG 수입단가가 다른 나라로부터의 LNG 수입단가보다 30% 정도 낮을 것으로 예상하고 있기 때문에 기존 LNG 수출국과의 구매 협상력이 강화될 것으로 기대하고 있다.

미국 에너지 공급 확대 에너지 시장의 안정 요인

셰일가스와 타이트 오일의 생산 확대는 국제 에너지 시장에서 가격 안정 요인으로는 작용할 것이다. 셰일자원의 생산이 아직 북미지역에 한정된 상황에서 공급 비중이 단기간 내에 크게 확대되거나 생산 단가가 추가로 더 낮아지기는 어려울 것으로 예상하고 있기 때문에 국제 에너지 가격의 추세적인 하락 요인으로까지 단정하기는 일러 보이지만, 국제 에너지 가격의 상승 압력을 저지하는 효과는 충분히 할 전망이다. 중국, 러시아 등 미국 외 지역에서 예상보다 빨리 셰일자원 생산이 본격적으로 탄력을 받는다면 장기적으로는 에너지 가격이 하락세를 보일 가능성도 있다.

미국의 에너지 수출 확대는 우리의 에너지 수입 다변화와 구매 협상력 강화에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다.

우리나라는 천연가스 수입의 41.5%(2011년 기준), 원유 수입의 82.3%(2013년 기준)를 중동 지역에 의존하고 있어 중동지역 정세에 따라 에너지 수입이 불안정해질 우려가 있다. 공급이 안정적이고 도입단가가 중동 등 다른 지역에 비해 상대적으로 낮을 것으로 예상하는 미국산 LNG는 수입 다변화의 우선적 대상이 될 수 있을 것이다. <출처: LG경제연구원>

Special Report 1 l 정부 에너지 정책 보고서

“핵융합 연구역량, 국내외 산학연 협력으로 높인다”

미래부, ‘2013년도 시행계획’ 확정 발표… 총 1,516억원 투자

핵발전에 대한 치명적 위험에도 불구하고 핵발전은 에너지 공급원으로 현재까지는 중요한 요소다. 때문에 전 세계적으로 핵발전에 대한 연구개발은 지속되고 있다. 특히 핵융합에 대한 국제적 컨소시엄 개발은 활발하게 진행되고 있다. 이와 관련 미래창조과학부는 차세대 에너지원으로서 핵융합 에너지 상용화를 대비한 연구역량 강화 및 핵융합 산업 생태계 활성화 방안을 주요 내용으로 하는 ‘제2차 핵융합에너지개발 진흥 기본계획’의 2013년도 시행계획을 확정 발표했다. 올해만 핵융합 연구개발에 총 1,516억원을 투자하는 이번 사업 계획에 대해 알아본다.

미래창조과학부(장관 최문기)는 차세대 에너지원으로서 핵융합 에너지 상용화를 대비한 연구역량 강화 및 핵융합 산업 생태계 활성화 방안을 주요 내용으로 하는 ‘제2차 핵융합에너지개발 진흥 기본계획’의 2013년도 시행계획을 확정했다.

핵융합은 2개의 가벼운 원자핵이 융합반응을 일으켜 반응 전보다 무거운 원자핵이 생성되는 현상으로 핵융합 과정에서 에너지가 발생한다.

2013년도에는 국제핵융합실험로(ITER) 공동개발사업, 초전도 핵융합연구장치(KSTAR) 등 4개 사업을 중심으로 핵융합 연구개발에 총 1,516억원을 투자할 계획이다. 부문별로 국제핵융합실험로(842억원), KSTAR연구(327억원), 핵융합 기초 연구 및 인력양성(79억원), 핵융합연구소 기관 수행사업(268억원)이다.

한국, EU 등 7개국이 참여하는 ITER 사업의 추진을 통해 진단장치 등 우리나라가 담당하는 주요 장치(10개)의 개발과 제작을 지속 추진하고 향후 핵융합 에너지 상용화에 필요한 핵심기술 개발을 병행해 나갈 계획이다.

ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)은 과학적·공학적 실증을 위해 한국, EU, 일본, 미국, 중국, 인도, 러시아가 공동으로 개발·건설하는 핵융합 실험로이다.

TF 도체, 진공용기 본체 등 10개 한국이 조달

우리나라가 조달하는 주요장치는 TF 도체, 진공용기 본체, 진공용기 포트, 열차폐체, 블랑켓 차폐블록, 조립장비, 삼중수소, 전원공급장치, 진단장치, IVC 버스바 등 10개다.

특히 우리나라가 2013년 5월 기준으로 약 1,738억원(59건) 규모의 용역 및 물품제작을 ITER 국제기구 및 참여국으로부터 수주한 만큼 향후 ITER 사업과 관련된 기술정보의 수집, 조달품목과 관련된 기술업무의 현지 지원 등을 더욱 강화해 나갈 계획이다.

지난 2012년도에는 대표적으로 현대중공업이 896억원 규모의 물품제작을 일본에서 수주, 2013년 5월까지 누적 수주액은 우리나라가 지출한 현금분담금(1,191억원) 대비 140% 수준이다.

2007년 건설되어 2008년부터 1단계(‘08~‘12년) 운영을 시작한 KSTAR는 2008년 초전도장치로는 세계 최초로 플라즈마 발생에 성공하는 등 장치의 우수한 성능을 확인한 만큼, 지속적인 장치개선을 통해 플라즈마 운전성능을 더욱 향상시키고 핵융합 기초연구의 핵심시설로 국내외 공동연구 등을 통해 ITER 운전 과정에서 논의될 공학적·과학적 현안 과제의 사전 해결에 집중하면서 핵융합 기초연구의 국제적 주도권을 갖춰나갈 계획이다.

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)는 국내 기술로 건설된 것으로 국가 핵융합연구소가 운영 중인 초전도 자석 핵융합 연구장치이다.

또한 1995년 시작된 KSTAR 건설에서부터 현재 ITER 개발사업까지 참여한 국내 산업체를 중심으로 형성된 핵융합 산업 생태계를 보다 활성화하기 위한 정부 지원을 강화해 나갈 계획이다.

미래부는 국가 핵융합연구소와 함께 핵융합 연구개발 과정에서 축적된 파생기술 등을 중소기업에 이전할 수 있도록 ‘중소기업 상생 한마당’과 같은 기회 제공의 장을 정기적으로 마련할 계획이며 국가 핵융합연구소의 우수 연구성과 확산을 위한 전담조직(TLO)의 역할을 강화해 나가는 한편, 지식정보의 산업체 공유를 위한 ‘핵융합 지식정보시스템’도 구축할 계획이다. 미래부는 역량 있는 국내 산업체의 핵융합 연구개발 참여를 확대하고 참여 기업의 기술역량 강화 및 고용 창출 등을 위해 지속적으로 지원하겠다고 밝혔다.

핵융합에너지개발진흥계획 4대 전략 9개 중점 과제 

2013년 시행계획은 ‘제2차 핵융합에너지개발 진흥 기본계획’의 4대 전략 및 9개 중점 과제와 관련이 있는 4개 사업을 중심으로 수립됐다.

4개 사업은 KSTAR 연구, ITER 공동개발사업, 기초연구·인력양성(대학중심 핵융합 기초연구 및 인력양성, 핵융합 선도연구센터), 핵융합(연) 기관수행사업 등이다.

2012년도 주요 추진실적을 살펴보면 4개 핵융합 관련 사업에 1,723억원 투자됐는데 KSTAR 연구에 296억원, ITER 공동개발사업 1,074억원, 핵융합 기초연구 및 인력양성으로 74억원 그리고 핵융합(연) 기관수행사업에 279억원이 사용됐다.

그간의 주요 추진실적을 보면 우선 KSTAR 연구는 5천만도의 초고온 플라즈마 형상제어, 장시간의 안정적 플라즈마 유지 등 초전도 핵융합실험장치의 성능과 운전능력을 확인했다.

또 고성능 운전조건(H-모드)에서 플라즈마를 17초간 안정적으로 유지, 플라즈마 경계면 불안정성(ELM) 발생 과정의 3차원 분석에 성공했다.

우수한 장치 성능에 따라 2012년에는 국내·외 연구기관과 84건의 공동연구 수행했는데 서울대, 포항공대, 한양대 등 국내 대학 및 미국·중국·일본 국립연구소 등이 참여했다.

ITER 공동개발 사업은 우리나라 조달품목 총 10개의 개발 제작 수행했으며 지난 2012년 6월 ITER 이사회 승인을 얻어 ITER TBM 프로그램에 공식 가입했다.

TBM(Test Blanket Module)은 에너지 추출, 삼중수소 증식 등 핵융합실험로의 핵심 기능을 ITER장치에서 실험하기 위한 모듈을 말한다.

기초연구 인력양성사업은 4개의 거점센터 3개의 학연그룹, 1개의 기초연구 지원을 통해 핵융합 기초연구 저변확대 및 인력양성 추진했다. 이를 통해 61건의 SCI 논문과 38명의 석·박사 배출과 41명이 국제교류를 통해 전문지식을 습득했다.

핵융합연구소 기관수행사업은 2012년 11월 군산 플라즈마센터 개소를 비롯해 플라즈마 기술연구센터 확대 이전하고 플라즈마 활용 응용기술 개발 및 사업화 기반을 마련했다.

2013년 투자예산, 전대대비 12% 감소 1,516억 규모

2013년도 추진계획을 구체적으로 보면 2013년 투입 예산은 2012년 대비 12% 감소한 1,516억원 규모다. 우선 KSTAR 연구 및 시설에 327억원, ITER 공동개발사업 842억원, 핵융합 기초연구 및 인력양성 79억원과 핵융합(연) 기관수행사업에 268억원을 투입한다. 특히 ITER 사업 예산의 일시적 감소했는데 이는 전력기금 예산 지원이 2012년 종료됐기 때문이다.

중점 추진방향으로 핵심적인 사항은 핵융합 상용화 대비 연구역량 강화 및 핵융합 산업생태계 활성화 추진이다. 우선 KSTAR 연구개발은 초전도 핵융합실험장치의 성능개선을 통한 운전성능 향상, 핵융합 기초 연구의 핵심시설로써 ITER 등 핵융합 핵심기술 확보 추진이 있다. 특히 성능 목표로 고성능 운전조건(H-모드)에서 플라즈마 유지 20초 이상으로 잡았다.

ITER은 국내 산업체를 통한 할당 품목의 적기 개발 제작 및 기술축적, ITER TBM 개발 본격 착수 등 비조달 분야 핵심기술 개발 추진하고 있다.

기초연구 인력양성에서는 고온 플라즈마 활용분야 등 신규 지원분야 확대하고 핵융합연구소 기관수행사업은 우수 연구성과 확산 및 파생기술 이전 확대, 플라즈마를 활용한 환경개선기술 등 실용기술 개발을 강화했다.

핵융합(연), 포항공대 등 100여 개 산학연 참여 

두 번째로 핵융합 연구개발을 통한 산업 생태계 활성화 방안으로 핵융합 분야는 KSTAR 건설이 시작된 1995년 이후 산업 생태계가 출현, 현재 확장기에 진입 중인 과도기적 상태에 있다.

그간의 상황을 보면 1995년에서 2007년까지 출현, KSTAR 제작해서 2008년에서 2020년까지 확장 전반기로 보고 KSTAR 운영과 확장 후반기엔 ITER 건설, 그리고 ITER 운영, DEMO 건설한 다음 2040년 이후 성숙단계를 거쳐 상용화를 목표하고 있다.

KSTAR 제작은 핵융합(연), 원자력(연), 포항공대가 중심이 되어 개발하고 1996년부터 포스코 ICT 등 약 100여 개 기업이 핵융합 연구개발에 참여하고 있다.

정책적으로 KSTAR를 거점 연구시설로 활용하여 초전도, 삼중수소 등 핵융합 관련 다양한 분야의 융합 연구를 추진할 수 있는 기술 확장전략을 수립하고 있다.

또 중소기업 지원 측면에서 핵융합 연구개발 과정에서 축적된 파생기술 등을 중소기업에 이전할 수 있도록 핵융합(연) 주관의 기회 제공의 장 마련하고 ‘중소기업 상생 한마당’과 같은 기회 제공의 장을 마련하여 정기적으로 맞춤형 컨설팅 및 정보를 제공하고 있다.

이를 통해 성과 확산을 위해 핵융합(연) 우수 연구성과 확산을 위한 전담조직(TLO) 역할 강화 및 지식정보의 산업체 공유를 위한 ‘핵융합 지식정보시스템’을 구축할 예정이다.

또한 일본, 중국, EU, 미국 등 ITER 참여국과의 협력 지속 추진, 캐나다 호주 등 ITER 미 참여국과 핵융합 협력 활동도 강화할 방침이다.

국제핵융합실험로(ITER) 공동개발사업 개요

이 사업은 미래 대용량 청정에너지인 핵융합에너지의 상용화 가능성을 최종 실증하는 초대형 국제협력 R&D 프로젝트이다.

국제핵융합실험로(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)는 핵융합 반응을 통한 500MW급의 열출력을 발생하는 장치로서, 전기생산 가능성을 실증하기 위한 핵융합실험로를 말한다.

우리나라는 핵융합분야 후발국가로 선진국이 축적한 핵융합 기술을 단기간 내 추적·확보하기 위해 2003년 6월부터 ITER 프로젝트에 참여했다.

현재 참여 국가는 미·러·EU·일(1988년 4월 참여), 중국(2003년 1월 참여) 한국(2003년 6월 참여), 인도(2005년 12월 참여)했다. ITER 회원국은 ITER 공동이행협정에 서명하고 ITER 국제기구 공식출범('07년 10월)과 함께 본격적으로 ITER 프로젝트 수행 중이다.

ITER, 500MW급 열출력을 발생하는 장치

그간의 사업 추진경과를 살펴보면 국제원자력기구 산하 ITER 위원회 출범(미, 러, 일, EU), 우리나라 ITER 가입, ITER 건설부지 프랑스 카다라쉬 결정, ITER 공동이행협정 협상 완료(제주회의), 인도 참여, ITER 공동이행협정 및 특권 면제협정 서명, ITER 공동이행협정 및 특권 면제협정 국회 비준동의, ITER 국제기구(IO)가 공식 출범했다. 이로써 협정발효와 법인격을 확보했다.

조달 부문은 총 10개 품목 중 7개에 대해 ITER 기구와 조달약정(PA)을 체결, 이 중 6개 품목은 국내 산업체와 계약을 통해 개발 제작 진행 중이다.

이 중 조달 품목은 TF 도체, 진공용기 본체, 진공용기 포트, 열차폐체, 블랑켓 차폐블록, 조립장비, 삼중수소, 전원공급장치, 진단장치, IVC 버스바 등이다.

기술개발은 조달품목은 아니지만 핵융합 상용화에 필요한 핵심기술 확보를 위해 ITER TBM 프로그램에 참여했다. TBM(Test Blanket Module)란 에너지 추출, 삼중수소 증식 등 핵융합실험로의 핵심 기능을 ITER장치에서 실험하기 위한 모듈이다.

수주면에서는 2013년 5월 기준 ITER 기구 및 타 참여국으로부터 총 59건, 약 1,738억원 규모의 연구 서비스 용역 및 물품제작 수주했다. 지난 2012년도에는 대표적으로 현대중공업이 896억원 규모의 물품제작을 일본에서 수주했으며 2013년 5월까지 누적 수주액은 우리나라가 지출한 현금분담금(1,191억원) 대비 140% 수준이다.

또 2013년 5월 현재 총 30명의 국내인력이 ITER 기구에 파견돼 있다.

정부는 이 프로젝트를 위해 조달 부문은 체계적인 진도관리를 통해 할당된 조달품목을 적기에 개발 및 제작, 2013년 내 1개 품목에 대해 조달약정 체결했다. 또 기술개발 부문에는 2013년 15개 과제를 비조달분야 핵심기술 추적 및 개발 본격화하고 ITER TBM 프로그램에 본격적으로 참여하여 TBM 개발 제작 추진키로 했다.

또 수주는 ITER 기구 및 타 참여국으로부터 지속적으로 수주 노력, ITER 사업 지원과 수주 확대를 위한 현지 지원을 확대하면서 ITER 기구에 국내 전문가 및 신규인력의 파견을 지속 추진키로 했다.

<출처: 미래창조과학부>

초전도 핵융합연구장치(KSTAR) 개요

KSTAR 장치는 1995년 12월 시작해 2007년 8월까지 약 3,090억원을 투입한 개발사업이다.

참여인력만 30개 기관에서 연 300여 명이 투입됐으며 주요 재원으로 장치크기(높이 10m, 직경 10m), 초전도체 소재(Nb3Sn, NbTi), 초전도자석 무게(약 300톤) 등이다.

KSTAR 최종 성능 목표는 플라즈마 발생시간 300초, 플라즈마 온도/전류 3억도/2MA, 초전도 운전온도는 4K(영하 269도), 플라즈마 자기장은 3.5테슬라이다.

정부는 장치검증 완료 및 최초 플라즈마 발생을 위해 KSTAR 장치에 대한 개별검사 및 종합적 성능검증을 거쳐 2008년 6월 최초 플라즈마 발생 달성에 성공했다.

그간 주요 추진경과를 보면 KSTAR 개념설계 및 기반기술 R&D 수행, KSTAR 장치 제작 및 설치 완료, KSTAR 최초 플라즈마 발생 성공, KSTAR 실시간 플라즈마 형상 제어, 고성능 H-모드 에서 플라즈마 17초간 운전 달성 성공 등이다. 

Special Report_ 시작하면서

정부, 핵융합 에너지 상용화 연구개발 ‘박차’

셰일가스로 미국 에너지 파워 UP… 130년 백열전구 ‘역사 속으로’

핵발전에 대한 치명적 위험에도 불구하고 핵발전은 에너지 공급원으로 현재까지는 중요한 요소다. 때문에 전 세계적으로 핵발전에 대한 연구개발은 지속되고 있다. 미래창조과학부는 차세대 에너지원으로서 핵융합 에너지 상용화를 대비한 연구역량 강화 및 핵융합 산업 생태계 활성화 방안을 주요 내용으로 하는 ‘제2차 핵융합에너지개발 진흥 기본계획’의 2013년도 시행계획을 확정 발표했다. 국제 에너지 시장에 대한 미국의 영향력은 셰일자원의 생산 확대와 더불어서 계속 강화될 것이다. 미국의 에너지 생산 확대는 에너지 수입을 감소시켜 국제 에너지 가격에 하락 압력으로 작용한다. 세계 각국들이 미국의 에너지 시장 향방에 촉각을 세우고 있는 이유다.

인류 역사상 가장 획기적인 발명품 가운데 하나였던 백열전구. 인류의 삶을 바꿔 놓으면서 좋은 점과 나쁜 점을 만들었던 백열전구가 발명된 지 130년 만에 역사 속으로 사라진다. 우리나라는 도입된 지 127년 만이다. 이승재 편집장 sjlee@engnews.co.kr

Special Report 1 l 정부 에너지 정책 보고서

미래부, “핵융합 연구역량, 국내외 산학연 협력으로 높인다”

Special Report 2 l 연구원 보고서

LG경제연구원, ‘미국의 에너지 공급 확대가 아시아로 파급’

Special Report 3 l 산업동향_ 백열전구 ‘퇴출’

130년 인류와 함께한 백열전구 ‘역사 속으로’

Special Report 2 l 공기업 특집 / 한국전력

한국전력, 중소 전력업체 위해 팔 걷어붙였다

국내 최초 ‘전력산업 동반성장 박람회’ 개최… 2만명 이상 참관

우리나라 대표적인 전력 공기업 한국전력(이하 한전)이 협력업체와의 동반성장을 약속하고 실질적인 협력 프로그램 운영에 나서 관심이 집중되고 있다. 한전은 지난 4월 말 한전 역사상 처음으로 ‘전력산업 동반성장 박람회’를 개최하고 성황리에 막을 내렸다. 이번 박람회를 통해 한전의 이미지는 한껏 고양됐다. 박람회와 지원 프로그램에 대해 알아본다.

한전(KEPCO, 사장 조환익)은 대표 공기업으로서 전력분야 중소기업의 국내외 시장 진입기회 확대 및 판로개척을 위해 지난 4월 29일에서 30일까지 국내 최초로 ‘전력산업 동반성장 박람회(KEPCO Electric Fair 2013)’를 개최했다.

이번 박람회에 32개국 해외바이어 및 주한 외국대사관 상무관, 두산중공업 등 대기업, 중소기업의 대수요처인 발전자회사 등 전력그룹사, 전경련, 중소기업중앙회, 전력기자재 생산 및 공사 관련 협회와 조합 등이 함께 참여하여 전력분야 중소기업의 국내외 판로개척과 시장 진입기회 확대 효과를 극대화했다.

한전은 직접적인 중소기업 지원사업과 함께 중소기업 인력난 해소를 위한 취업 주선, 법률 및 세무 서비스 제공 등 다양한 지원 프로그램을 시행키로 했다.

한전은 이번 박람회를 통해 국내 중소기업 및 대기업이 해외바이어와 약 1억불에 달하는 수출상담이 있을 것으로 예상했다. 또 2,500만불 이상의 수출계약이 현장에서 성사될 것으로 보고 있다.

또한, 참여 중소기업은 제품 전시 및 홍보를 통해 약 3,000억원 정도의 국내 매출효과도 기대하고 있으며 이들의 주요 수요처는 대기업과 한전을 비롯한 8개 전력그룹사이다. 아울러, 한전은 141개의 표준품목에 대한 공급자 등록절차를 완전히 폐지함에 따라 약 360개 이상의 중소기업이 사전등록 없이 입찰에 참여하는 자격을 얻게 될 것으로 기대하고 있다.  

전국 147개 중소기업 2만명 이상 참관

이번 박람회는 한전에서 제반비용 전액을 부담하고 230개 부스규모의 대단위 박람회로 147개 중소기업이 전시부스를 통해 참여하고 기타 1,500개 이상 전력분야 중소기업 및 소상공인은 전시부스 없이 개별 참가하는 등 20,000명 이상이 참관했다.

참여 중소기업 중 지역별로는 수도권 소재 중소기업 수는 97개, 지방 소재 중소기업은 50개이며 기능별로는 제어 및 보호장치 생산기업이 38개로 가장 많았고 그 뒤를 이어 발전기자재(24개), 전선(16개), 변압기(11개), 계측기(8개) 등이 뒤를 이었다.

지난 2월 18일 한전의 동반성장 정책설명회에서 조환익 한전 사장이 모든 신규진입 희망 중소기업에 한전의 문호를 개방하고 소통할 수 있는 커다란 기회의 장인 ‘Big Mall’ 개최를 약속했고 그 일환으로 이번 ‘전력산업 동반성장 박람회’를 개최한 것이다. 이번 박람회 취지는 ‘Big Mall’의 영문철자 이니셜에 잘 드러나 있다.

‘전력산업 동반성장 박람회(KEPCO Electric Fair 2013)’의 4대 동반성장 테마 10개 지원 프로그램은 다음과 같다.

[신규진입 지원 부문]

Vendor 등록 지원

한전 및 전력그룹사는 별도 전용부스를 구성하여, 한전에 대한 납품 경험이 없는 신규진입 희망 중소기업에 대해 Vendor 등록절차를 안내하고 가능한 경우 현장에서 직접 Vendor로 등록한다.

납품규격 및 계약정보 사전 제공

한전 및 전력그룹사의 배전, 송변전, ICT, 발전 등 전력기자재 수요부서와 계약부서 담당자들이 중소기업 임직원과 직접 상담을 통해 신규진입 희망 중소기업이 충분한 정보를 가지고 납품을 준비할 수 있도록 구매가능 기자재의 기술규격, 품질사항, 구매계획, 계약방법 등에 대해 상세하게 사전 안내한다.

한전은 지난 2월 18일 ‘동반성장 정책설명회’에서 발표한 대로 실력 있는 중소기업에 대한 한전 진입기회 제공을 위해, 사전 등록제로 운용되고 있는 전력기자재 품목을 25% 이상 축소했고 후속 조치 중이다. 또한 납품실적 기준도 대폭 완화하여 유사물품 납품실적 인정률을 현행 30%에서 60%로 확대하고 적격심사 시 납품실적 제출대상 계약규모도 현행 5억원에서 10억원 미만으로 대폭 완화한 바 있다.

[해외판로 개척 부문]

해외바이어·외국대사관 중소기업 직접 연계

한전은 이번 박람회에 인도네시아, 인도, 말레이시아, 스페인, 러시아 등 해외 32개국 해외바이어 및 주한 외국대사관 상무관 등 100여 명을 초대하고 한전이 특별히 양성한 해외사업 인력을 통역요원으로 활용하여 참여 중소기업의 해외판로 개척을 현장 지원했다.

특히, 한전은 21개국에서 온 해외바이어들을 대상으로 중소기업의 해외수출을 촉진하고 향후 한전의 해외사업 공동진출 방안을 모색하고자 박람회 첫날인 4월 29(월)에는 박람회 참관 및 중소기업과의 구매상담 후 한전 해외사업 전담부서와 기술 세미나를 개최하고 둘째 날인 4월 30(화)은 345kV 서해 해상철탑, 영흥화력발전소, 청평양수 발전소, 765kV 신가평 전력소 등 한전 전력산업 견학 및 한국문화체험 등 다양한 교류 및 상담 행사를 시행하여 한전에 대한 이해의 폭을 넓히고 향후 협력관계를 더욱 제고한다는 계획이다.

한전 수출촉진 브랜드 ‘KEPCO Trusted Partner’ 접수

한전은 수출경쟁력이 있지만 해외에서 낮은 인지도로 인해 수출에 어려움을 겪고 있는 우수 중소기업을 돕기 위해 박람회 기간 한전의 중소기업 수출촉진 브랜드인 ‘KEPCO Trusted Partner’ 사용권 참여신청을 접수하였다. 한전은 약 200개 이상의 수출 희망 중소기업의 등록 신청이 있을 것으로 예상했다.

한전 수출촉진 브랜드 사업은 수출역량이 있는 전력분야 우수 중소기업을 선정하여 한전의 수출촉진 브랜드인 ‘KEPCO Trusted Partner’ 사용권을 부여함으로써 중소기업의 해외마케팅 역량을 높이기 위한 사업이다. 전력분야 중소기업을 대상으로 기업신뢰도, 사용자만족도, 수출경쟁력을 평가하여 대상기업을 선정한다. 수출촉진 보증브랜드의 유효기간은 3년이며 필요 시 연장 가능하다.

수출촉진 브랜드의 유효성을 높이기 위해 매년 1회 이상 자격 여부를 검증한다. 수출촉진 브랜드 선정기업은 ‘KEPCO Trusted Partner’ 사용권뿐만 아니라 Business 협상기법, 무역실무교육, KEPCO 해외 사무소 개방에 따른 수출지원 서비스 등 다양한 수출 관련 패키지 컨설팅이 지원되고 한전이 주도하는 중소기업 해외 수출촉진회 등 해외마케팅 참여기업 선발 시 별도 가점을 부여받는다.

한전 해외지사망, 중소기업 수출전진 기지 정보제공

한전은 해외 네트워크가 부족한 중소기업이 한전 해외지사 및 해외법인이 소재한 국가에 진출할 경우 중소기업이 한전 해외지사망을 활용하여 수출업무를 수행할 수 있도록 모든 한전 해외지사망에 대한 정보를 담은 책자를 별도 제작하여 필요로 하는 모든 중소기업에 제공한다.

한전은 지난 2월 18일 ‘동반성장 정책설명회’에서 발표한 대로 중소기업의 해외 마케팅 부담을 경감하고 해외시장 개척 참여를 활성화하기 위해 한전이 주관하는 해외박람회 및 지역별 수출지원 설명회 등 해외 수출촉진행사에 참여하는 협력 중소기업의 부스 설치비, 전시품 운송비, 통역비 등 제반 소요비용을 기존에 50~75%까지 지원하던 것을 100%로 확대하여 통 큰 지원을 하고 있다.

한전이 처음으로 참가비용의 100%를 지원한 세계 최대규모의 독일 하노버 산업 박람회의 경우 24개 한전 협력 중소기업이 참여하여 약 5백만불의 현장 수출 실적을 올렸으며 향후 해외바이어와 69백만불에 달하는 수출계약 협상을 지속하기로 하는 등 해외판로 개척에 커다란 성과를 거두었다. 그동안 한전은 해외사업 경험과 높은 Brand Power를 활용한 현지 밀착형 수출촉진회 개최 등을 통해 우수 중소기업의 해외시장 개척을 위해 많은 노력을 기울여 왔으며, 한전의 이러한 노력은 지난 3년간 한전이 해외마케팅을 지원한 중소기업의 직접 수출실적이 8,161만불에 이르고, 올해에는 최소 1억불 이상의 중소기업 수출실적이 예상된다. 한편 UAE 원전건설 사업 등 한전 해외사업 Project에 동반 진출한 중소기업의 수출액은 무려 1조2,442억원에 달하는 등 실질적 성과로 증명되고 있다.

[국내판로 확대 부문]

전력기자재 大 수요처(전력그룹사·대기업) 매칭

이번 박람회에는 한전 등 전력그룹 8개사와 두산중공업, 효성, LS 전선, LG U+ 등 9개 국내 굴지의 대기업 구매담당자들이 참여하여 신규 기자재납품 중소기업을 발굴할 예정이며 전력기자재의 주요 수요처인 한국전기공사협회 1만3천여 회원사도 참여하여 납품 가능 중소기업과 구매상담을 시행한다.

한전은 연간 총 구매액 중 70% 이상을 중소기업 제품구매에 사용하고 있으며 구매규모도 연 4조원이 넘어, 중소기업의 자생력 확보에 큰 기여를 하고 있다. 한전은 올해 중소기업 제품구매 목표액을 4조3천억으로 설정하고 중소기업으로부터 조달을 더욱 확대할 예정이다.

[중소기업 지원사업 부문]

한전의 중소기업 지원사업 적극 홍보 

한전은 이번 박람회에서 한전이 전개하고 있는 획기적인 중소기업 지원사업을 적극적으로 홍보하고 한전 담당자별로 중소기업 임직원과 직접 상담을 통해 더 많은 중소기업에 지원사업의 혜택이 돌아가도록 할 계획이다.

한전은 중소기업 협력R&D 지원사업, 제품인증 및 인정시험 등을 지원하는 품질경쟁력 강화사업, 파워에너지론 등 금융지원, 해외마케팅 지원, 특허 이전, 기자재시험센터 중소기업 제품성능 및 품질시험 무상지원 등 다양한 중소기업 지원사업을 선도적으로 시행하고 있다.

한전은 중소기업 협력R&D 지원사업에 지난 '94년부터 '12년까지 561개 과제에 1,024억원을 지원하였다. 또한 공기업 최초로 중소기업 기술자료 임치제도를 2009년도에 도입하여 현재 32건의 중소기업 기술자료 보호를 지원하고 있다. 또한, 중소기업 품질경쟁력 강화를 위한 Single PPM 품질혁신 지원, 제품인증 및 인정시험 비용 등에 '96년 이후부터 '12년까지 589개 협력 중소기업에 51억원을 지원하여 중소기업의 기술혁신을 장려해왔다.

한전은 지난 2004년 어음결제를 전면 폐지하여 중소기업에 대해 전액 현금결제를 시행하고 있으며 금융기관과 연계한 파워에너지론, 공공구매론, 네트워크론 등 자금지원제도를 통해 2007년 이후 자금지원 총 누계 금액은 5,567억원을 넘어서고 있다. 한전은 이와 같은 지원성과를 바탕으로 정부에서 주관한 '12년 공공기관 동반성장 평가에서 최고등급을 받은 바 있다.

중소기업 공제사업기금 안내

이번 박람회에 참여한 중소기업중앙회는 중소기업이 어음부도, 일시적 자금부족으로 어려움을 겪을 때 큰 도움을 줄 수 있는 중소기업 공제 사업기금을 현장에서 안내하고 가입신청도 받는다.

중소기업 법률상담

한전 법무실 소속 변호사들도 이번 박람회에 참여하여 법률정보에 취약한 중소기업을 대상으로 중소기업 지원 법률 및 기타 일상 법률상담 등 다양한 법률서비스를 제공한다.

중소기업 취업지원 및 경영컨설팅

한전은 이번 박람회에 ‘전경련 중장년일자리희망센터’와 ‘서울시 일자리플러스센터’를 참여시켜, 다양한 노하우와 풍부한 경륜을 지닌 우수한 숙련인력이 중소기업 경영에 기여할 수 있도록 중소기업의 구인과 구직을 주선하며 함께 참여한 전경련 경영자문봉사단은 대기업 CEO 또는 임원으로 재직하며 쌓았던 다양한 경영 노하우를 중소기업에 전수한다.

조환익 한전 사장은 전력사업 동반성장 박람회 개막행사 인사말에서 “엘리베이터 피치(Elevator Pitch)라는 말이 있을 정도로 중소기업 임직원이 공공기관이나 대기업의 구매담당자를 만나기가 어려운 것이 현실”이라며 “이번 박람회가 경쟁력은 있으나 진입 장벽 또는 정보 부족으로 어려움을 겪고 있는 중소기업에 국내외 시장 진입기회를 확대하는 계기가 되고, 해외바이어·중소기업·전력그룹사 등 참여주체 모두가 새로운 사업기회를 창출하고 직접 만나 소통하여 서로의 경영능력과 노하우를 공유하는 동반성장의 큰 마당으로 자리매김하길 바란다”면서 “중소기업인께 실질적이고 진정성 있는 도움이 되길 기대한다”고 밝혔다.

<출처: 한국전력>

Special Report 1 l 정부 에너지 보고서

정부, 스마트기기 보급지원 규모 대폭 상향

2012년 대비 지원규모 6.8배↑, 신재생단지·공공시설물 등도 포함

산업통상자원부(장관 윤상직, 이하 산업부)는 지난 6월 13일 스마트그리드 환경 구현을 위한 핵심기기인 스마트미터기(AMI)·에너지저장장치(ESS)의 보급 방향과 2013년 보급 계획을 발표했다.

AMI(Advanced Metering Infrastructure)는 양 방향 통신망을 이용하여 전기 등의 에너지 사용에 대한 검침, 사용정보 수집 안내, 다양한 요금제 적용, 기타 부가서비스가 가능한 전력량계 시스템이다.

ESS(Energy Storage System)는 리튬이온전지와 같은 기존의 중소형 2차 전지를 대형화하거나 회전에너지, 압축공기 등 기타 방식으로 대규모 전력을 저장하는 장치이다.

AMI로 교체해야 하는 전력량계는 한국전력공사 소유 2,194만대, 아파트(734만호), 빌딩(300만호 내외) 등 집합건물 내 소비자 소유 약 1천만대 등 약 3,200만대이다. 2012년 말 현재, 한전 소유 79만5천대, 정부 예산지원으로 집합건물 5천대 등 전체 교체대상의 2.5% 수준인 80만대가 교체됐다.

산업부는 AMI의 체계적인 보급을 위해 지능형전력망법에 의한 법정계획인 AMI 전환기본계획을 올해 하반기 중 수립하여 2020년까지 전국 모든 계량기를 AMI로 전환해 나갈 방침이다.

특히, 전력량계의 68%를 차지하는 한전 계량기의 전환 일정을 AMI 전환기본계획에 포함하여 계획의 실효성을 높일 예정이다. 한전 전환일정 계획은 2012년 79.5만대에서 2013년 200만대로, 2014년 230만대, 2015년 250만대, 2016년 257.5만대 등 2016년까지 총 1,017만대를 보급할 계획이다.

또한, 신 기축 집합건물(아파트·빌딩 등) 내 한전 소유가 아닌 개별 소비자 소유 전력량계의 전환방안도 동 기본계획에 포함된다.

한편, 교체 재원은 민간 투자 활성화를 통해 마련하는 것을 유력한 대안으로 검토하고 있으며 다만, 일정 시점까지는 지속적인 재정 지원, 제도 개선 등을 통해 민간 투자를 이끌어 낼 수 있는 새로운 비즈니스 모델 창출을 추진할 계획이다.

조기 시장창출, 민간투자 활성화 계기 마련

산업부는 단기적으로는 정부지원을 통해 조기 시장창출, 민간투자 활성화 계기 마련이 필요하여 올해도 AMI, ESS 보급에 대한 재정지원을 추진한다고 사업 취지를 설명했다.

산업부는 지난해 AMI, ESS 보급사업 추진 성과에 비춰 최근 하계 전력수급에 대응하는 과정에서 많은 사업자와 사용자들이 ESS 등 스마트기기에 대한 관심이 증가하는 추세라고 밝혔다.

산업부는 ESS 500kWh 규모의 ESS로 연간 절감 가능한 전기요금은 2천만원 수준이며, 올해 동절기 500kWh 규모 ESS가 설치된 광주TP는 전력비용 6천만원을 절감했으며 정부지원으로 보급한 AMI(5천호)로 소비자에 전력사용 정보를 실시간으로 제공함에 따라 5% 내외의 사용량 절감 효과를 봤다고 전했다.

ESS 등에 민간 투자가 본격화되는 시점까지는 재정을 지속적으로 투입하여 관련 기기를 보급할 계획이다.

2013년도 AMI와 ESS 보급지원 예산은 지난해 29억원 대비 6.8배 증액된 199억원으로 산업부는 동 예산을 활용하여 AMI 1만 2천호, ESS 11MWh를 보급할 계획이다.

산업부는 2012년 AMI 5천호, ESS 1MWh에서 2013년 AMI 12천호, ESS 11MWh로 향상됐다고 밝혔다.

한편, 지난해와 달리 ①보급대상과 사업유형 확대 ②협약대상에 사업자 외 사용자 포함 ③기기소유권을 사용자에게 귀속 ④평가기준 강화 등 보급기준을 강화한 한편, 중소·중견기업에 대한 가점 부여 등 동반성장 정책기조를 유지키로 했다.

이번 AMI, ESS 등 스마트그리드 환경 구현을 위해 필수적인 핵심기기 보급을 활성화하여 스마트그리드 기반을 조기 구축을 목표로 한다. 지난 제1차 지능형전력망 기본계획('12.7)상의 기기보급 목표를 달성하기 위해 재정 확보, 제도 개선 등 활성화 방안을 마련했다.

기기보급 제도, 재정기반 등 긍정적 효과

산업부는 기기 보급을 위한 제도적 기반 마련, 재정기반 보급 지원 등을 통해 기기가격 하락, 소비자 인식 개선 등 일부 긍정적인 효과를 시현했다고 평가했다.

다만 본격적인 보급 확대를 위해서는 기기 표준화, 상호운용성 조기 확보 등과 함께 민간투자 확대를 위한 제도적 보완이 필요할 것으로 지적됐다.

한편, 기기 전환 소비자들은 에너지 절감(AMI 3.7%), 피크저감(ESS 7.3%)을 통한 요금 절감 효과를 체감함에 따라 관심도 증대하고 있다. 올 동절기 ESS가 설치된 광주TP는 전력비용 6천만원 절감했다.

보급 활성화 방안으로 AMI 전환기본계획 수립·시행하고 있다. 그간 AMI 보급이 국가 차원의 로드맵 없이 판매사업자 차원으로 추진함에 따라 관련 산업의 유인과 활성화에 미흡했다고 평가하고 있다.

지능형전력망법 제9조 제1항 전환기본계획 수립으로 예측 가능한 보급체계 구축 필요하다고 보고, 2020년까지 100% 전환을 목표로 대상별 전환방안 등 핵심이슈*를 포함한 ‘AMI전환 기본계획’을 수립했다.

AMI 전환포럼도 활성화할 예정이다. 이를 위해 재정지원을 지속 추진하고 스마트기기 시장 창출, 스마트그리드 운용을 위한 데이터 확보, 민간투자 유도 등을 위해서는 일정시점까지 재정지원이 불가피해 스마트그리드 환경하에서 소비자의 니즈 파악, 수익성 설계 등 비즈니스 모델 개발을 위해서는 데이터 확보·관리 및 민간사업자들의 데이터를 공유할 계획이다.

향후 스마트그리드 거점지구를 지정할 경우, 거점지구별 사업모델에 적합한 기기 보급을 통해 새로운 전력서비스시장 창출을 선도할 예정이다.

ESS 보급 부문, 설치 의무화 등 제도 개선

현 ESS 가격으로는 소비자 경제성 확보가 곤란하여 설치 의무화 등 제도개선을 통해 시장 창출 마련 필요해 다소비 사용자의 경우 일정량 이상 다소비 사용자에 일정비율 이상의 ESS 설치 의무화, 공공기관에 우선 적용 추진한다.

발전사업자의 경우 발전기와 동등한 발전자원으로 인정(전기사업법), 공급전력의 일정비율 이상 설치 의무화(에너지합리화법, 신재생법) 등 검토하고 있다. 캘리포니아주 경우 ESS 설치 의무화 법안을 제정, 전력회사로 하여금 '14년부터 공급전력의 2.25%, '20년부터는 5% 이상을 ESS로 설치·공급도록 하고 있다.

인증체계 활성화를 위한 기반 구축

ESS 설치 투자금의 세액공제를 도입('13년 2월)하였으나, 인증체계의 한계로 현재 최대 100kWh 규모(충방전 설비인 PCS 기준)만 해당한다. 충방전효율 90% 이상 ESS(100kWh 기준)는 에너지이용합리화법의 고효율 기기에 해당, 조세특례제한법에 따라 고효율 기기는 설치비 10%를 투자세액으로 공제하고 있다.

현재 100kWh 이상 ESS를 고효율 기기로 인증할 수 있는 시험기기가 없는 실정으로 고효율·안전 인증 등 인증체계 검토*와 시험장비 구축지원 등을 통해 대용량 ESS 보급기반 마련 추진하고 있다.

표준화 TF 활용, 재정·기술개발 지원 지속

재정지원으로 시현된 기기 가격하락 기조를 유지하면서 '17년까지 175MWh를 보급하여 초기 시장창출에 집중하고 있다. 수요증대가 예상되는 대용량 ESS 개발을 위해 현 리튬이온 배터리(LiB) 외에 다양한 저장방식 개발 지원도 검토하고 있다.

2012년 대비 보급규모 확대(6.8배), 사용자 역할 강화(협약체결 주체), 보급 대상의 다양화(신재생단지, 공공시설물 등 포함) 등 역점 추진한다. 이는 스마트그리드 비즈니스 모델 창출 위주로 보급 사업 전개하기 위해서다. 보급 개요를 보면 지원규모는 2012년 대비 6.8배 증가했다. 2013년 199억원이다.

2012년 AMI 5천호, ESS 1MWh이었던 것이 2013년 AMI 12천호, ESS 11MWh로 늘었다. 보급대상은 기존 집합건물 외에 신재생단지, 공공시설물 등 대상지역을 다양화하여 비즈니스모델 위주로 보급을 추진하고 있다.

사업유형은 기존 ‘AMI + ESS’ 패키지형과 함께 단독형 추가이다. 올해 보급 물량이 확대되어 단독형으로 추진해도 공급 사업자의 손익분기점을 상회하는 물량배정이 가능하다.

AMI는 G타입(통신시간 15분 이내), ESS는 충·방전 효율 81%(배터리 90% × PCS 90%) 이상 ('12년과 동일)

사업신청은 공급 사업자와 기기 사용자가 공동 신청토록 하여 기기 사용자 역할 강화했다. 지난 2012년에는 공급사업자만 공모 신청했다. 주관기관(SG사업단), 공급사업자, 기기사용자 간 공동협약을 체결하여 기기 사용자가 단순 보급대상이 아닌 SG사업 주체로서 역할을 부여했다.

ESS 공공청사 보급(2MWh)을 위해 에너지관리공단을 지정사업자로 선정하고 공급 사업자 간 보급 물량은 합리적인 범위하에 균등한 수준으로 조정 예정이다. 평가대상은 2012년에는 공급사업자 만에서 공급 사업자와 기기 사용자이며 평가기준은 공급자는 사업수행역량, 기술구현역량, 구축비용, 사용자는 공간 적정성, 기존 데이터 확보, 운영방안, 재원 부담 등이다.

관련 사업공고는 6월 초 시작해 제안접수, 평가심의, 협약체결을 7월 말까지 수행하고 올해 12월 말까지 제품설치 및 검수할 계획이다. 2014년 1월까지 시험가동을 거친 후 2014년 2월부터 2019년 1월까지 5년 동안 본격 운영 및 사후관리할 예정이다.

AMI 보급: 80만호 보급(2012년 말 현재)

2012년 말 전국 전력량계는 약 3,200여 만호로 판매사업자(한전) 소유는 2,194만호, 아파트(745만호)·빌딩(300만호 내외) 내 수용가(子고객) 등 비한전 소유 전력량계 약 1천만호로 구성돼 있다.

한전은 2010년부터 일반 계량기를 AMI로 교체하고 있으며 비한전 소유 계량기는 정부 시범사업(전력기금)으로 교체 지원 중이다.

한전은 100kWh 이상 고압고객 17만호(100%), 저압고객 62.5만호(1,914만호 중 3.3%) 등 79.5만호 이미 교체했으며 상가아파트형 공장 5천호 교체도 정부가 지원했다.

ESS 보급: 13.6MWh 보급(2012년 말 현재)

제주실증단지의 가정·신재생단지 등에 전용 1,159kWh, 신재생단지에 2,460kWh 등 3.6MWh을 실증용으로 설치했다. 2012년에 정부 지원(전력기금)으로 보급사업이 시작된 이후, 한전, 삼성SDI 등 민간차원에서 자사 업무를 위해 설치 운영 중에 있다.

정부는 구리농수산물시장, 광주 TP(각 500kWh)에 1MWh 보급했고 민간에서는 한전이 제주 조천변전소에 8MWh, 삼성이 기흥공장에 1MWh를 설치했다.

정부는 2016년까지 AMI 50%, ESS 200MWh를 보급한다는 목표다. 전기판매사업자(한전) 소유 계량기 기준, 집합건물 내 자회사 고객 소유 계량기의 전환 방안과 일정 등은 올 하반기 ‘AMI 전환계획’에서 보완·제시할 예정이다.

Special Report 1 l 정부 에너지 보고서

신재생에너지 보급사업‘맞춤형 성과중심’ 보조 지원한다

산자부, 융·복합지원 프로그램을 시행, 2013년 총 100억원 지원

정부는 신재생 보급사업에 지역 특성을 고려한 에너지원 간 융합과 구역복합(주택·상업·공공)형 보조 지원을 신규로 추진하기로 했다.

이에 따라 신재생에너지 보급 확대에 기여하고 보급의 효율성을 크게 향상될 것으로 기대된다. 올해 2013년 사업 규모는 100억원 내외로 정부 50억원, 지자체·민간 50억원을 투자한다.

지자체의 신재생 설비 제조, 전문기업 민간 등이 합동으로 컨소시엄을 구성하여 공모절차에 따라 신청하고 참여하여 사업을 추진키로 했다.

지원대상 융·복합 모델을 살펴보면 ①전력계통 연계를 할 수 없는 지역의 에너지원(2종 이상) 융합 ②전력계통 연계가 가능한 지역의 에너지원(2종 이상) 융합 ③주택, 상업·산업, 공공 등 지원대상이 혼재된 구역 복합지역이다.

산업부, 2013 융·복합지원 프로그램 발표

산업통상자원부(장관 윤상직, 이하 산업부)는 기존 보급사업에서는 지원이 어려웠던 에너지원 간 융합과 특정지역에 최적화된 시스템 설비의 보급을 위해 ‘2013년 융·복합지원 프로그램’을 시행한다고 발표했다.

이는 재정관리협의회(12년 10월 4일 / 기재부)와 신재생에너지보급사업 개편 방안(13년 1월 11일 / 지경부)에서 정부 보급사업으로 융·복합지원 프로그램을 신설하고 확정함에 따라 추진된다.

신재생에너지는 다양한 수요처의 특성 반영과 사업성과에 대한 전주기 관리 등 맞춤형 성과중심 지원이 요구되고 있었으나, 그간 개별 신청자에 의해 에너지원별(태양광·태양열·풍력 등), 지원대상별(주택·건물·지역 등)로 보조 지원해 주는 방식(Bottom-Up)으로는 한계가 있었다.

이번에 추진되는 융·복합지원 프로그램은 신재생에너지원 융합과 지원대상(주택·건물·지역 등) 복합 등을 만족하는 성과 통합형 지원 사업이다. 즉, 태양광, 풍력, 태양열 등 상호보완이 가능한 에너지원 설비를 특정 지역의 주택, 공공·상업(산업)건물 등에 설치하여 전기와 열을 공급하려는 것이다.

융·복합지원 프로그램의 총 사업규모 100억원 내외로 정부 50억원, 지자체·민간 50억원이 지원하면 정부는 신재생에너지 설비의 설치비 보조하고 지자체와 민간(기업 등)은 정부 지원금 외의 신재생에너지 설비 설치비 매칭과 보조 설비(에너지절약 설비 등)를 부담한다.

융·복합지원 프로그램은 공모(Top-Down) 절차에 따라 추진하게 되며, 지원 프로그램에 참여하려면 대상 지역의 특성을 반영한 사업 추진계획서를 자체적으로 수립하여 신청해야 한다.

한편 지자체, 공기업, 신재생에너지 제조·전문기업, 민간 등이 컨소시엄을 구성하여 사업 추진계획서를 마련했다.

융·복합지원 프로그램의 주관기관인 ‘신재생에너지센터’는 신청받은 컨소시엄의 사업 추진계획서를 공개·현장평가 등을 통해 최적의 지원 대상 컨소시엄을 선정한 후, 협약을 체결하여 동 지원 프로그램을 진행할 예정이다.

향후, 융·복합지원 프로그램은 사업대상 지역의 자원 잠재량이나 수요부하, 산업특성 등을 충분히 고려하여 대상 지역에 최적화된 맞춤형 신재생에너지 설비를 전략적으로 보급 지원한다. 또 융·복합 지원을 통해 신재생에너지 설비 등이 패키지화된 틈새시장을 발굴·육성 등 관련 산업분야에도 파급효과가 기대된다.

기존 지원대상별 보급사업 체제와 병행하여, 기획·공모를 통하여 융·복합 보급 사업을 추진함으로써 보급사업의 지원 효과를 극대화했다.

산업부 김준동 에너지자원실장은 “융·복합지원 프로그램이 새로운 신재생에너지 보급모델로 전개되어, 향후 신재생에너지 보급사업이 다양성에 부응하는 방향으로 체질이 개선될 것으로 기대한다”고 말하면서 “앞으로 정부는 융·복합지원 프로그램을 단계적으로 확대·발전시켜 신재생에너지 보급 효과와 사업성과가 제고되는 방향으로 운영할 예정”임을 밝혔다.

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신·재생에너지 융·복합 설치 사례 국내·외 현황

<국내사례>

고창 신재생에너지 기반 제로에너지타운(2013년)

내용: 신재생에너지 기술, 건물에너지 부하 저감 기술 등을 적용한 실증단지 조성과 운영되고 있으며, 단지 전체 100세대 중 29세대에 제로에너지 기술이 적용됐다.

적용기술: 태양광(3kW), 태양열/지열 하이브리드형 냉·난방과 급탕 시스템(태양열 8m2, 지열 10.5kW)

(완도) 신재생에너지 하이브리드 시스템 구축 도서

내용: 도서지역 디젤발전을 신재생에너지를 활용한 하이브리드 발전 설비로 대체하여 도서지역의 전력 공급되고 있다. 현재 완도군 소재 원도 등 8개 도서(40가구), 신재생 자립도서를 구축했다.

적용기술: 태양광 120kW(도서별 9~24kW), 풍력 19.2kW(도서별 2.4kW), 기존 디젤 발전기 120kW(도서별 15kW)

<해외사례>

(덴마크 삼소섬) 신재생에너지 자립도서 구축

덴마크 총 에너지 소비 중 약 1%를 차지하고 있는 삼소섬(4,300명)에 태양광, 태양열, 바이오매스, 육·해상풍력 등 재생에너지로 섬 전체 전력수요의 100%, 열수요의 70% 공급하고 있다.

지역 주민, 관련 기구, 기관 투자 등으로 구성·운영하고 있으며, 거주민 사용 이후 잉여 전력은 본토에 판매하고 있다. (생산전력의 약 40%)