유럽 에너지기술 동향

[경영기술정보] 201906월호(통권 338호)

1. 서론

에너지의 공급은 산업과 사회의 발전(부의 창출)에 주요한 역할을 감당하였으며, 개인이 경험하는 삶의 질 또한 향상시키고 있다. 하지만 에너지의 생산과 소비는 온실가스 배출을 비롯하여 물, 토지, 대기환경에 악영향을 미치는 오염물질의 배출과 밀접한 연관성을 갖고 있다. 전통적으로 화석연료의 연소를 통해 에너지를 생산하는데, 이는 대기 중에 이산화탄소 농도를 증가시켜 결과적으로 지구온난화와 같은 기후변화를 발생시킨다. 이와 같은 환경문제를 해결하기 위해서 세계적으로 많은 논의들이 진행되고 있으며, 각 국가의 정책 및 기술의 발전을 통해 에너지 수요, 공급, 그리고 지구온난화 문제들을 극복하려는 방향이 제시되고 있다.

2015년 기준 유럽연합(Europe Union) 내 에너지 생산 중 약 45%는 석유, 천연가스, 석탄 등의 화석연료를 통해 감당하고 있으며, 26%의 원자력, 10%의 수력, 19%의 재생에너지를 통해 감당하고 있다. 재생에너지 비중은 빠르게 증가하고 있으며, 태양광, 새로운 가스 및 풍력 순으로 재생에너지 발전에 적용되고 있다. 산업 및 운송 수단을 포함하여 평균적으로 유럽에 거주하는 1인당 에너지 소비량은 연간 27MWh에 달한다.[2] EU는 지난 5년간 에너지 수입에 연간 3천억 유로를 지불하였으며, 상기 금액의 약 85%는 미화(USD)로 지불되고 있다.

에너지 부문은 EU 정책에서 우선순위가 점점 높아지고 있으며, Europe 2020 전략 목표 다섯 가지 주요 영역에 포함되어 있다. 구체적인 목표는 유럽에서 소비되는 에너지의 20%를 재생에너지를 통해 공급하는 것이며, 에너지효율을 20% 향상시키는 것이다. 또한 European Commission에서는, 공급 안보 향상, 유럽 경제 경쟁력 확보, 합리적인 에너지의 확보, 최저 수준의 에너지 세제 설정 등과 같은 다양한 에너지정책을 의결하고 이행하기 위한 방안들을 검토하고 있다. 본 분석물을 통해 EU 내 전반적인 에너지 현황, 특히 재생에너지 관련 기술 및 향후 전망 등에 대한 논의를 진행하고자 한다.

 

2. 주요 내용

2.1. EU 재생에너지 관련 진척 사항

2016년 기준, EU의 재생에너지 비중은 17%로, 2005년 9%에 비해 거의 2배 수준으로 증가하였으나, 2015년 이후로는 0.3%만 증가하였다. European Environment Agency(EEA)에 따르면, EU에 소속된 12개 회원국의 경우, 2015년에 비해 2016년 재생에너지 실제 비율이 감소한 경우가 많았는데, 이는 최종 에너지 소비가 증가했기 때문이다. 2016년과 2017년의 EU 재생에너지 점유율은 기존에 수립한 목표 예상치를 초과하였으나, Europe 2020 전략 목표에 포함된 하위 목표들을 만족시키기 위해서는 재생에너지를 지속적으로 도입하고, 일부 국가의 최종 에너지 소비량 이슈를 해결하기 위한 노력들이 요구되고 있다. 장기적으로 탈탄소화 및 2030년 에너지 목표를 충족시키기 위해서는 EU 각 국가의 정책적 재조정이 필수 불가결한 상황이다.

재생에너지원의 전력화(renewable energy sources for electricity, RES-E) 관점에서, EU 평균 1인당 기준으로 RES-E 용량은 2005년 대비 2016년까지 2배 이상 증가하였다. EU 회원국 간의 차이가 존재하지만, 23개 EU 국가의 평균 RES-E 용량(0.8 kWe/인)은 세계 평균(0.3 kWe/인)을 훌쩍 뛰어넘는다. 그 기준을 인구수가 아닌 GDP로 설정할 경우에도 29 kWe/unit of GDP로서 세계 평균(23.8 kWe/unit of GDP)보다 큰 것을 확인할 수 있다.

EU에서 재생에너지 관련 최대 시장은 바로 냉방 및 난방 관련 부문이다. EU 16개 회원국에서는 냉/난방에 소비되는 최종에너지의 약 20%를 재생에너지를 통해 유지하고 있다(관련 국가: 불가리아, 크로아티아, 키프로스, 체코, 덴마크, 에스토니아, 핀란드, 프랑스, 그리스, 헝가리, 라트비아, 리투아니아, 폴란드, 루마니아, 슬로베니아, 스웨덴). 그 다음으로 큰 시장은 전기 생산이며, 아일랜드, 영국, 스페인 그리고 포르투갈에서는 최종적으로 재생에너지원의 절반 이상을 이에 활용하고 있다. 다음으로, 수송 부문에서는 재생에너지의 사용이 EU 회원국에 따라 큰 차이를 보였는데, 룩셈부르크에서는 에너지 소비의 43%, 에스토니아 및 크로아티아에서는 1% 미만을 재생에너지를 통해 감당하고 있다.


2.2. EU 재생에너지 종류(기술)별 세부 현황

2016년 EU 전체의 RES-E 점유율은 2005년의 2배 이상인 29.6%에 달했다. 2016년까지의 RES-E 소비량, 2017년의 추정치 및 예상되는 연방 재생에너지 실행 계획(National Renewable Energy Action Plan, NREAP)을 살펴볼 수 있다. RES-E의 전체 최종 에너지 소비는 지속적으로 증가하여, 2016년 82.5Mtoe에 도달했다.

2016년 기준 재생에너지별 세부 현황을 살펴보면, 수력(총 RES-E 36%), 육상풍력(총 RES-E 27%), 고체 바이오매스(총 RES-E 12%) 및 태양광(총 RES-E 11%)을 통한 발전이 주요한데, 이외에도 바이오가스(총 RES-E 7%) 및 조력, 파력(총 RES-E 0.1% 수준) 등의 재생에너지원들이 있다.

2005~2016년 기간 동안 RES-E 소비의 복합 연간 성장률은 6% 수준이었는데, NREAPs에서 2020년 목표를 달성하기 위해서는 2020년까지 연간 6% 수준의 성장률이 필요하다. 연평균 복합 성장률을 구성하는 세부 내용을 들여다보면, 태양광발전 시스템(48%), 해상풍력(28%), 바이오가스(16%) 및 육상풍력(13%)에서 가장 높음을 알 수 있는데, 반면 수력발전은 가장 낮은 성장률(0%)을 나타내고 있다.


2.2.1. 수력

수력발전은 유연성을 갖고 있으며, 성숙기에 접어든 발전 기술이고, 지난 10여 년간 상당히 안정적으로 유지되어왔으며, 2020년까지 제한된 성장이 있을 것으로 예상된다. 2016년 기준으로 수력발전량이 가장 많은 5개국(스웨덴, 프랑스, 이탈리아, 오스트리아 및 스페인)이 EU에서 전체 수력발전량의 70%를 차지하고 있다. 대규모 수력발전(> 10MW)에 대한 투자는 주로 2000년 이전에 이루어졌으며, 대부분의 최적 지역에 이미 수력발전소가 건설되어 운영 중에 있다.

수력발전은 2020년까지 예상되는 가장 낮은 성장률에도 불구하고, 지속가능성이 있으며 기후에도 적합한 에너지 시스템이기 때문에, 수력발전의 중요성은 지속적으로 유지될 가능성이 높다. 또한 수력발전소 저수지가 에너지를 저장하는 역할을 할 수 있기 때문에, 높은 수준의 재생에너지를 통합하는 유연성을 제공할 수 있다. 수력발전소를 통해 대규모 전력 균형을 유지할 수 있는 가능성 및 장점은 노르웨이의 수력발전 연구를 통해 입증된 바 있다.


2.2.2. 육상풍력

육상풍력 발전량은 2005년 5.7Mtoe에서 2016년 22.5Mtoe로 증가했으며, 독일(5.5Mtoe)과 스페인(4.4Mtoe)의 기여가 주요하다. 2017년의 육상풍력 발전량은 24.4Mtoe로 추정되는데, 독일과 프랑스, 영국이 많은 비중을 차지하고 있다. 육상풍력 기술은 기술적으로 성숙되었으며, 경제적으로도 저렴한 기술로 알려져 있다. 육상풍력 발전의 복합 연간 성장률은 2005~2016년 동안 13% 수준에 이르며, 지난 10년 동안 발생된 비용 절감을 감안할 때 향후 관련 산업이 더욱 빠르게 성장할 것으로 예상된다. 하지만 과거 EU 각 회원국이 육상풍력 발전 인프라 및 운영에 대한 보상을 충분히 제공하였으나, 전력망과의 연결 절차, 운영 비용, 자연 유산 및 조류 생태계 보존 등의 이슈를 적절하게 해결하는 것이 필수적인 상황이다.


2.2.3. 고체 바이오매스

고체 바이오매스를 통한 전력 생산은 바이오매스 열병합발전의 확대 및 석탄화력발전소 대체 전환에 따라 2005년 4.8Mtoe에서 2016년 9.7Mtoe로 증가했다. 2005~2016년 동안의 성장률은 7%였으며, 2016년에는 영국과 독일에서 고체 바이오매스를 통해 총 전력의 20%를, 독일에서는 15%를 감당하고 있다. 핀란드와 스웨덴의 경우 각각 10% 수준을 유지하고 있다. 고체 바이오매스로부터 생성된 EU 총 전기는 10.1Mtoe에 달했다.


2.2.4. 태양광

2016년 태양광발전량은 9.0Mtoe로 2020년에 예상했던 수준을 초과 달성하였다. 2016년 기준 EU 전체 태양광발전의 36%를 독일이 담당하고 있으며, 이탈리아, 영국, 스페인, 그리고 프랑스에서 각각 21%, 10%, 8%, 8%의 점유율을 유지하고 있다. 빠른 속도의 기술개발, 비용저감, 그리고 비교적 짧은 개발기간이라는 태양광 발전 특성이 지난 10년의 성장을 이끌어온 핵심 요소이다. 2011년과 2012년에 관련 부문에 대한 세금 인상과 재정적 지원의 축소 정책으로 인해 시장이 둔화되었으나, EU 차원의 에너지 표준화 확보, 소규모 발전의 촉진 등을 통한 자체 소비 및 판매 촉진을 유도하고 있다.


2.2.5. 바이오가스

바이오가스의 발전량은 2005년 1.1Mtoe에서 2016년 5.4Mtoe로 증가하여, 2020년 목표 수준에 도달하였다. 바이오가스의 연간 복합 성장률은 2005~2016년 동안 16%를 나타내고 있으며, 바이오가스를 통해 생산된 EU 전기의 절반 이상을 독일이 기여하고 있고, 이탈리아와 영국이 나머지 중 13%를 감당하고 있다. 2017년 바이오가스를 통한 발전량은 5.5Mtoe로, NREAP에서 2020년에 예상되는 바이오가스의 발전량보다 약간 높다. 바이오가스로 인한 발전량은 예상보다 빠르게 증가하였는데, 2011년과 2012년의 높은 성장 후, 2013~2016년 기간에 완만한 성장이 관찰되고 있다. 이는 독일, 이탈리아 및 영국에서 에너지작물의 사용을 막기 위한 정책을 수립한 것이 원인으로 예측할 수 있다.


2.2.6. 해상풍력

해상풍력 발전량은 2005년 0.3Mtoe에서 2016년 4.3Mtoe로 증가하였다. 2015년에서 2016년까지 독일과 네덜란드에서 각각 0.3Mtoe와 0.2Mtoe의 증가를 기록하며 가장 큰 규모로 투자를 진행하고 있다. EurObserv'ER는 2017년에 2.6GW 규모의 해상풍력을 설치하였으며, 이는 12개의 완전 연결된 해상풍력 발전소와 4개의 부분적으로 연결된 풍력발전소로 구성되어 있다. 영국, 독일, 덴마크, 벨기에, 핀란드에서의 신규 추가로 총 용량은 2017년에 15.2GW로 증가했으며, 2016년 기준 해상풍력을 통해 생산한 총 EU 발전량의 40% 이상을 영국이 기여하고 있고, 독일은 33% 수준을 유지하고 있다.


2.2.7. 기타 재생에너지

상기 언급된 주요 재생에너지원 외에 몇 가지 에너지원을 활용하고 있다. 집중태양광발전(concentrated solar power, CSP) 기술은 현재 남부 유럽에서만 적용되고 있으며, 2016년에 0.5Mtoe의 재생에너지를 공급했고 2017년에는 큰 차이가 없었다. EU에서는 약 500MW 용량의 신규 CSP가 개발 중에 있는데, 그중 50% 이상이 이탈리아에서 이루어지고 있다. 지열을 통한 전기 생산은 2005~ 2016년 동안 매년 2%씩 증가하여 2016년에는 0.6Mtoe에 달했다. 조력, 파도 및 해양 에너지로부터의 전기 발생은 2016년 기준 43ktoe 수준을 유지하였으며, 2017년에도 큰 변화가 없었다.

2.3. 글로벌 관점에서의 EU 재생에너지 개발

전 세계적으로 RES-E 용량은 2017년 기준 2,179GW에 달해 전년도 대비 166GW 증가했다. 2017년에 큰 규모로 신규 포함된 재생에너지원은 태양광이며, 이는 2017년 화력 및 원자력 발전소의 용량 증설의 합보다 더 큰 용량을 차지하고 있다. 2017년에 재생에너지에 대한 글로벌 투자는 2,480억 유로이며, 전년과 유사한 수준이고, 전 세계적으로 총 발전량의 26.5%를 재생에너지가 차지하고 있다. 과거 EU는 2005~2012년 동안, 재생에너지 부문 투자를 주도하였으나, 2013년 중국이 EU를 앞질렀고, 이후 선두 자리(2017년 기준 45%)를 지키고 있다. 2017년 기준 RES-E 용량 측면에서, 중국(619GW)에 이어 EU(444GW)가 두 번째로 많았다. 현재 중국이 태양광발전 부문에서 EU를 앞지르고 있으며, 풍력발전 부문에서도 곧 중국이 EU를 따라잡을 것이라는 전망이 우세하다. 이러한 중국의 약진에도 불구하고, 여전히 EU는 세계 최대 수준의 RES-E 용량(0.87 kWe/인)을 유지하고 있으며, 타 국가에 비해 재생에너지를 합리적으로 운영하고 있다.

고용 측면에서도 지속적으로 재생에너지 부문의 고용률이 증가되고 있는데, 2017년 기준 글로벌 고용은 전년도 대비 5.3% 증가한 1,030만 명으로 추산되고 있다. EU는 재생에너지 산업 일자리 창출 규모는 중국에 이어 두 번째인데, 전체 노동력 중 재생에너지 일자리 비중은 중국과 유사한 수준이다(EU: 0.51%, 중국: 0.53%). EU 회원국 중, 독일이 재생에너지 부문 가장 높은 고용 비율(0.77%)을 나타내고 있으며, 일자리 창출 관련 주도적인 역할을 감당하고 있다.

 

3. 결론

유럽은 지구온난화 문제를 해결하기 위해 전통적인 화석연료 기반의 에너지 생산에서 탈피하여, 재생에너지를 개발하고 적절하게 활용하는 좋은 사례를 보여주고 있다. 2020년 목표 달성을 위해 지난 2005~2016년 동안의 총 전력 중 재생에너지 점유율 증가 추세는 유지되어야 할 것이다. 총 에너지 소비량 증가, 세계경제, 소비심리 등 목표 달성에 영향을 미칠 수 있는 주요 인자들을 고려할 때, 보다 보수적으로 정책 및 사업을 실행하여 2020년 목표 달성에 성공해야 할 것이다. 이를 위해서는 비용저감 및 효율 향상을 위한 기술개발뿐만 아니라, 다양한 투자 유치, 기술적/정책적 표준화 작업, 규모의 경제 그리고 재생에너지 개발 측면의 글로벌 연합이 필요하다.

2030년 목표로 최소 32% 수준을 고려하고 있으며, 이를 달성하기 위해서는 과거 10여 년간 보여준 성장률보다 더 빠른 속도로 점유율을 높일 필요가 있다. National Energy and Climate Plans (NECPs)에서는 2019년 말까지 2030년 목표의 설정 및 목표 달성을 위한 국가별 구체적 실행 방안들을 수립할 예정이다. 재생에너지 관련하여 2030년 이후 상황에 대해서는 정량적인 목표를 수립하지는 않았다. 하지만 2050년까지 1990년 수준 대비 80~95%의 온실가스를 저감하고자 하는 목표를 달성하기 위해서는 연합적이고 지속적인 노력이 요구된다. 이는 4차산업혁명을 통해 변화하는 산업 및 에너지 공급/소비 환경에 대해서도 유연성을 갖고 목표 달성에 최적화된 실행 방안을 계속적으로 개발해야 할 필요성 또한 포함하고 있다.

 

참고문헌

1. Energy Matters, ‘Primary Energy in The European Union and USA Compared’, 2016, (source: http://euanmearns.com/primary-energy-in-the-
european-union-and-usa-compared)

2. European Environment Agency's website, Introduction to ‘Energy’, (source: https://www.eea.europa.eu/themes/energy/intro), updated in June 2016

3. European Commission's website, Introduction to ‘The international role of the euro in the field of energy’, (source: https://ec.europa.eu/info/events/
international-role-euro-field-energy-2019-feb-14_en), updated Jan 2019

4. EUROPEAN COMMISSION, ‘Energy 2020 - A strategy for competitive, sustainable and secure energy’, 2010

5. Kotra 해외시장뉴스, 이윤식, ‘중국제조 2025, 새로운 로드맵의 발표’, Feb 23 2018
(source:
https://news.kotra.or.kr/user/globalAllBbs/kotranews/album/
2/globalBbsDataAllView.do?dataIdx=164914&searchNationCd=101046)

6. European Environment Agency & Eurostat, NREAP Reports, 2018

출처 :  KOSEN 분석리포트 (KISTI 보고서, 2019. 2)




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