2003년까지 2% 보급목표 세워
지난 2000년도엔 총에너지 사용량의 약 1.1%인 213만TOE정도를 대체에너지로 공급한 것으로 추진되고 있다.
'99년말 기준으로 가정용 태양열온수기 18만여기, 산업폐기물 소각열이용 및 메탄가스 이용시설 577기, 도서용 및 특수용의 태양광발전 3,710kW등을 설치해 '99년 총 에너지 사용량의 1.05%를 대체에너지로 공급했으나, 이것은 미국 5.2%('98년), 일본 3.6%('98년) 등 선진국에 비해서는 아직도 낮은 수준이다.
정부는 2003년까지 1차 에너지의 2%를 공급할 계획이다.
대체에너지 이용 가능량 및 잠재량은 실제 활용 가능한 에너지량에 의해 예측이 가능한 것과 그 이용분야가 다양해 예측이 불가능한 것으로 구분되고 있다.
태양광발전, 태양열, 바이오 부문은 예측이 불가능한 것으로 원별 잠재량이 집계돼 있지 않다.
국내의 소수력발전 개발 가능량은 일반하천 147MW, 하수처리장 5MW, 정수장 3MW, 농업용저수지 48MW등을 포함하면 502개소 약 228MW에 달하고 있다.
외국의 경우에는 각 국마다 소수력 발전시설의 기준을 약간씩 다르게 정의하고 있으며, 수차의 개발 및 용량별 표준화를 완료해 미국은 1,715개소 3,420MW, 중국은 58,000개소 13,250MW, 이태리는 1,420개소 1,969MW를 보급하고 있어 국내보다 보급이 활성화돼 있는 상태이다.
댐 축조를 위한 토목공사비를 제외하면 소수력발전은 타 대체에너지원에 비해 경쟁력이 있어 수차의 국산화개발과 표준화로 초기 투자비의 감소를 유도하고, 생산전력의 매입단가를 현실화한다면 보급이 확대될 것으로 기대되고 있다.
풍력부문을 살펴보면 풍력발전이 가능한 최저 풍력자원조건은 일반적으로 년 평균풍속이 4m/sec이다.
기상청자료에 의하면 국내 풍력자원은 년 평균풍속 4m/sec를 넘지 못하나 해안, 도서, 산간지역의 경우는 년 평균풍속 4∼6m/sec에 해당해 국내에서도 풍력발전 이용 타당성은 있는 것으로 분석된다.
한국에너지기술연구원 실측자료 분석에 의하면 풍력 자원조건은 우수한 것으로 조사됐는데 제주도 행원지역 6.8m/sec, 서해(경인지역 5.0m/sec, 전라지역 5.1∼5.5m/sec), 동해(속초 4.2m/sec)해안과 도서 및 대관령 6.7m/sec 등 일부 산간지역은 양호한 것으로 나타났다.
외국의 경우 미국, 덴마크, 영국, 네덜란드 등 유럽, 중국, 인도 등의 풍력자원조건은 7m/sec 정도의 지역이 대부분이다.
국제에너지기구(IEA)에서 풍력발전의 차세대 경제성 평가 기준은 투자비, 운전비를 고려한 발전단가 4∼7￠/kWh로 제시하고 있고 발전단가는 투자비, 운전비, 토지구입비, 내구년수, 발전량 등 여러요인을 고려한 금액으로 외국기준과 단순 비교하는 것은 현실적으로 어려우나, 현재 제주도에서 국내 최초로 상업운전되고 있는 행원의 경우 103원/kWh, dir 8￠/kWh(10MW준공시 60원/kWh, 약5￠/kWh)로서 지속적인 기술개발을 통한 발전설비의 저가화, 대량보급과 운전기술 향상 등이 이루어지면 국내 풍력발전도 선진국 수준의 경제성 확보가 가능할 것으로 보인다.
풍력발전이 충분한 경제성을 갖추기 위해선 정부의 설치비 보조지원이 필요하며, 발전전력의 구매가격 보장이 필요하다.
'99년도 한전평균판매단가는 72.08원/kWh이나 풍력발전 매입단가는 60.23원/kWh(2000년 60.23원/kWh)로 미흡한 실정이다.
외국의 경우 풍력발전전력을 의무적으로 고가 구매하고 있는데 덴마크는 소비자 판매전력가의 85%, 독일은 90%이상을 보장하고 있다.
소수력발전은 현재 강원도 영월에 설치된 시스템의 설치단가가 kW당 2백50만원이지만 입지여건에 따라 설치비용에 많은 차이가 발생한다.
소수력발전은 수자원이 풍부할수록 그리고 물의 낙차가 클수록 설비이용률이 높아지게 돼 발전원가는 낮아지게 된다.
즉 설비이용률 1%의 변화에 따라 발전원가는 15∼2원/kWh의 영향을 미치는 것으로 나타났다.
매립지가스(LFG)의 경우 발전시스템의 설비이용률이 80%이상으로 운전이 가능해 발전원가는 타 신재생에너지에 비해 저렴한 수준이다.
이 또한 설비이용률 1%의 변화에 따라 발전원가는 1∼0.5원/kWh정도의 영향을 받는다.
연료전지발전시스템의 설치비용은 시장규모에 따라 많은 변화가 예상된다.
현재에는 단위 설치단가가 높지만 향후 시장보급이 확대되면, 제품의 시장가격도 하락하게 될 것으로 예상되고 이러한 시장의 선순환이 이뤄질 경우에는 짧은 시간내에 시스템의 설치단가는 대폭적으로 하락해 발전시스템에 대한 수요도 대폭적으로 확대될 것으로 전망된다.
연료전지시스템은 고효율의 발전시스템으로 거의 100%의 설비이용률이 가능해 설비이용률 1%변화에 따라 발전원가는 10∼0.3원/kWh정도의 영향만 받는 것으로 나타났다.
<보조금 지급비율에 따른 발전원가 분석>
설비보조 연동화 필연성
풍력발전 경제성 가장높아
산업자원부가 올 1월 발표한 ‘대체에너지기술의 보급확대를 위한 지원전략 및 정책방안 수립’ 보고서에 따르면 보조금 지급비율에 따라 발전원가가 큰 차이를 보여 시장보급 및 활성화를 위해서는 보조금 지급이 반드시 필요한 것으로 나타났다.
태양광발전의 경우 설치비용이 Wp당 10달러의 설치비용을 가정하고, 설치비용보조금이 주어질 경우의 발전원가추이를 살펴보면 보조금 지급비율이 10%일 때 발전원가는 kWh당 770원인데 반해 30%일 땐 608원, 50% 447원, 80% 204원으로 내려간다.
보조금이 지급될 경우 태양광발전시스템에 대한 내수시장의 확대 및 세계시장의 확대에 따라 대량생산 및 규모의 경제효과가 적용될 경우 발전원가는 대폭 낮아질 것이며, 이에따른 설비조조금의 지급비율도 연동화가 필요하다고 지적됐다.
태양전지효율개선에 따라서도 발전원가는 낮아지는데 시스템비용이 Wp 수준으로 가정하고 시스템비용이 10달러가 든다고 볼 때 15%의 효율이 19%의 효율에 이르면 발전원가는 43%의 인하효과가 있는 것으로 분석됐다.
풍력발전시스템 설치비용은 발전기 제조회사 및 발전기를 설치하는 입지의 조건, 토지의 이용요금 등 각 요인에 따라 차이가 발생한다.
국내 제주도에 설치된 시스템의 설치단가는 kW당 1,500달러 수준이지만 대규모단지를 설치할 경우에는 1,000달러선까지 가격인하가 가능할 것으로 보고 있다.
풍속의 세기에도 발전원가는 크게 달라진다. 제주도는 약간의 고장등의 요인을 감안하더라도 최대 30∼35%, 평균적으로 25% 수준의 설비이용률을 보이고 있는데 설비이용률 1%가 올라갈 때 발전원가는 10∼3원/kWh 정도의 영향을 미친다.
보조금이 지급될 경우는 10%가 주어질 때 발전원가가 kWh당 116원인데 비해 30%일 때 96원, 50%일 때 76원, 80%일때 46원을 기록했다.
풍력발전시스템 또한 내수시장의 확대 및 세계시장의 확대로 인한 대량생산 및 규모의 경제효과가 적용될 경우 발전원가는 대폭 낮아질 것으로 예상된다.
<보급 잠재량>
태양광 250MW 매립가스 246MW
풍력 310MW 연료전지 360MW
대체에너지는 틈새시장을 이용해 시장진출을 꾀하고 있으나 아직 기술신뢰성이 완전히 확보되지 못하고 화석연료와의 경제성비교에서 열세를 면치 못하고 있어 완전한 시장진입단계는 아니라는 판단이다.
산자부의 ‘대체에너지기술의 보급확대를 위한 지원전략 및 정책방안 수립’최종 보고서에서는 전략적 육성분야를 통하고 각각의 원별 보급잠재량을 분석했다.
이 보고서에 따르면 먼저 태양광발전은 반도체 및 TFT-LCD산업기반을 활용해 기초수요가 확보되면 당장이라도 상용화가 가능한 기술이다.
향후 다양한 분야에 응용이 가능해 실현가능한 보급잠재량은 250MW에 이르고 있으며, 앞으로도 계통연계형의 경우 무한정한 잠재력을 보유하고 있다
매립가스 발전의 경우 국내에서 총 246MW가 가능할 것으로 조사됐고 풍력발전은 대단위간척지역, 주요내륙강풍지역, 제주도지역, 국내부속도서 등 모두 175∼310MW가 가능하다.
소수력발전은 일반하천 120개소, 하수처리장 55개소, 정수장 58개소, 농업용저수지 163개소, 농업용보 100개소, 다목적댐의 용수로 6개소 등 총 502개소에서 227MW가 가능하다.
연료전지발전은 가정용 1.5kW급 소형 연료전지발전 잠재량을 파악했는데 2010년엔 8만호가 보급돼 120MW, 2015년엔 15만호에 225MW, 2020년엔 24만호에 360MW가 가능하다.
<서민규 기자>
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