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www.keei.re.kr 국제 신재생에너지 정책변화 및 시장분석 | 이승문ㆍ조일현 | 기본연구보고서 19-21

국제 신재생에너지 정책변화 및 시장분석 · 2 days ago · (44543) 울산광역시 중구 종가로 405-11(성안동, 에너지경제연구원) 전화 : 052)714-2114

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    (44543) 울산광역시 중구 종가로 405-11(성안동, 에너지경제연구원)

    전화 : 052)714-2114 | 팩스 : 052)714-2028 www.keei.re.kr

    국제 신재생에너지 정책변화 및

    시장분석

    | 이승문ㆍ조일현 |

    기본연구보고서 19-21

  • 참여연구진

    연구책임자 : 연 구 위 원 이승문

    부연구위원 조일현

    연구참여자 : 전문연구원 공지영

    전 문 원 김수경

    외부참여자 : 부산대학교 이철용

    한국에너지기술연구원 강경수

    한국에너지기술연구원 정성욱

  • 요약 i

    1. 연구의 필요성 및 목적

    현재 신재생에너지가 세계 에너지 시장의 성장을 주도하고 있으며,

    특히 태양광과 풍력이 신재생에너지 성장의 중심에 있다. 이러한 태양

    광과 풍력 중심의 신재생에너지 보급 확대 추세는 향후 세계 에너지

    시장에서도 지속될 것으로 보인다. 비용이 크게 하락한 태양광과 풍력

    은 향후 에너지 시장 특히 발전 부문 성장을 주도할 것으로 전망된다.

    하지만, 발전 부문에서 신재생에너지 비중의 증가는 전력시스템의 안

    정성에 문제를 야기할 것으로 평가된다.

    기존 전력망이 재생에너지 전력을 충분히 받아들일 수 없거나 재생

    에너지를 포함한 전력 공급이 전체 전력 수요를 초과할 경우 전력계통

    운영자는 전력망 안정을 위해 재생에너지 출력을 제한 한다. 재생에너

    지 전력의 출력제한을 감소시키기 위한 방안으로 송전망 설비 확충이

    중요하지만, 장기적으로 송전망 설비 확충도 한계를 보일 것으로 예상

    된다. 송전망 확대의 한계를 극복하기 위한 장기적인 해결 방안으로

    수전해를 이용한 그린수소 생산이 부상하고 있다. 즉, 전력 수요를 상

    회하는 공급 전력을 수소로 변환시켜 저장하는 것이다.

    우리나라를 비롯한 세계 주요 국가들이 에너지 전환을 위해 재생에

    너지 보급 확대를 추진하고 있다. 그러나 신재생에너지 발전량 확대에

    따른 전력 시스템 불안정성 증가는 신재생에너지 보급에 장애물로 인

    식된다. 그러므로 신재생에너지 보급이 급속히 진행 중인 현 시점에서

  • ii

    신재생에너지 발전량 증가에 따른 출력제한 문제의 국제 경험을 살펴

    보고, 출력제한 문제 해결 방안 중 장기적 접근인 수전해(그린수소 생

    산) 기술의 국제 사례를 분석하는 연구는 필요하다고 판단된다.

    본 연구는 매년 세계 신재생에너지 보급, 시장, 정책 동향을 분석하

    고 주요한 이슈를 발굴하여 그에 따른 시사점을 도출하는 과제이다.

    금년 본 연구의 선정 이슈는 태양광과 풍력 중심의 신재생에너지 보급

    증가에 따라 관심이 증대되고 있는 출력제한과 수전해 기술의 동향을

    분석하여 국내 신재생에너지 산업에 시사점을 제공하는 것이다.

    2. 연구 내용

    2.1. 국제 신재생에너지 동향

    전력부문에서 재생에너지의 성장이 두드러져서 전력 중 재생에너지

    발전비중은 1990년 19.4%에서 2017년 24.5%로 늘었다. 이러한 전력

    부문의 성장은 태양광과 풍력을 중심으로 보급이 증가하고 있기 때문

    이다. 태양광과 풍력의 가격은 계속 하락하고 있다. 2010년부터 2018

    년까지 태양광 LCOE는 77% 하락, 육상 풍력의 경우 35%, 해상 풍력

    은 20% 하락하여 신규 보급되는 발전전원 중 가장 비용이 낮은 에너

    지원이 태양광과 풍력인 지역이 증가하였다. 2018년도에 중국의 정책

    변화로 태양광에 대한 투자가 감소하면서 전 세계 재생에너지 투자액

    이 2017년 대비 감소하였다. 하지만, 투자 감소에도 불구하고 재생에

    너지 가격 하락으로 오히려 보급은 증가하였다.

    전력부문에서 각국은 보급 확대를 위한 규제나 인센티브를 부여한

    국가가 계속 증가하였고 재생에너지 보급 수단인 경매는 계속 확대되

  • 요약 iii

    고 있다. 하지만, 열과 수송부문에서 각 국가의 노력은 상대적으로 소

    극적인 상황이다.

    2.2. 국제 태양광과 풍력 동향

    태양광은 2018년 중국 시장이 2017년 53.1GW에서 45GW로 축소되

    었음에도 중국 외 지역에서 보급이 빠르게 증가하여 처음으로 100GW

    넘어 108GW를 보급하였다. 중국은 시장 축소에도 불구하고 여전히

    가장 큰 시장이었다. 태양광 제조업은 2018년 중국의 정책 변화에 따

    라 가격이 급락하여 경쟁력이 부족한 기업은 한계로 몰리고 있다.

    풍력은 2018년 51GW를 보급하여 50GW 수준으로 최근 안정적으로

    보급되고 있다. 역시 중국이 가장 큰 시장이고 2018년 신규보급 상위

    국가는 중국 다음 미국, 독일, 인도, 브라질이었다. 향후 해상풍력의 성

    장세를 눈여겨 볼만하다. 전 세계적으로도 해상풍력은 빠르게 성장할

    것으로 전망된다.

    2.3. 재생에너지 출력제한 및 그린수소 생산

    2.3.1. 재생에너지 출력제한

    세계적으로 재생에너지 전력 생산이 증가하면서 재생에너지 전력 출

    력이 제한되는 상황이 빈번하게 발생하게 되었다. 출력제한의 원인으

    로는 송전 혼잡, 계통 안정화 유지, 전압 및 주파수 안정화, 공급과잉

    에 따른 배분 계통의 과부화 방지 등이 있으며, 송전 혼잡과 계통 안정

    화 유지가 출력제한의 주요 요인으로 뽑힌다. 자동식 출력제한 방법은

    관리 시스템을 이용하여 자동으로 재생에너지 발전소에 신호를 보내어

  • iv

    출력을 제한한다. 자동식 출력제한은 수동식 대비 높은 비용 효율성,

    출력제한량 감소 등의 장점을 가진다.

    출력제한은 재생에너지 사업 수익성에 영향을 미치므로 재생에너지

    발전사와 구매자 모두에게 중요하지만, 보상체계가 미진한 경우가 존

    재한다. 출력제한량은 재생에너지 사업의 경제성에 영향을 미치지만

    전망이 쉽지 않다. 재생에너지 비중이 높아짐에 따라 출력제한이 증가

    하면서 보상기준에 대한 논의가 더 활발하게 진행되고 있으며, 출력제

    한에 대해 구매자와 발전사 공동으로 비용을 부담하는 방식으로 변화

    하고 있다.

    2.3.2. 그린수소 생산

    수전해 기술에는 알카라인 수전해, 고체고분자 수전해, 고체산화물

    수전해 기술이 있다. 최근 성능 개선, 수소 생산 가격 하락, 용량 증가

    등이 수전해 연구 방향이다. 수소충전소, 대용량 에너지 저장, P2X 등

    대규모, 대용량 시장이 부상할 전망이다. 특히, P2X 기술은 변동성이

    큰 재생에너지 증가로 전력계통을 안정화 시키는 유연성 자원으로 부

    상하고 있다. 재생에너지를 활용한 주요 수소 프로그램으로는 독일의

    베를린-브란덴브르크 국제공항 수소충전소, 독일의 아우디 e-gas 프로

    젝트, Energiepark Mainz 프로젝트 등이 있다. 현재 일부 기업이 P2X

    사업을 추진하고 있지만, 경제성이 부족하고 대부분 파일럿 또는 실증

    사업이다. 일본의 수소 기본 전력 시나리오, 영국의 DTU 서비스 제도,

    유럽의 FCH-JU, EU의회의 HyLAW, 덴마크의 대용량 수전해 설비 보

    급 로드맵, 독일의 수전해 사업화 로드맵, 호주의 수소 로드맵 등은 재

    생에너지를 이용한 수전해 기술을 개발하고 사업화를 지원한다.

  • 요약 v

    3. 정책적 시사점

    3.1. 지역별 보급의 정책 변화에 민감

    재생에너지는 가격경쟁력을 갖추었으나 여전히 재생에너지 보급은

    정책의 변화에 민감하게 반응하고 있다. 2018년도 태양광 시장의 가장

    큰 이슈는 중국의 FIT 요율 삭감과 보조금이 필요한 신규설비에 대한

    규제로 관련 산업은 즉각적으로 반응하고 영향을 받았다. 2019년에는

    베트남의 태양광 시장이 급성장은 2019년 6월 30일까지 높은 FIT 요

    율을 받을 수 있기 때문이다.

    이렇듯 재생에너지 시장은 아직 정책에 의해 보급이 좌지우지되는

    상황으로, 그 영향이 크기에 각국의 정책변화에 지속적인 관심을 기울

    일 필요가 있다. 특히 우리나라 재생에너지 기업들의 해외 진출에 대

    한 관심이 높아지는 상황에서, 지역별로 변화하는 정책과 시장에 대한

    정확하고 시의적절한 정보제공의 중요성이 크다고 하겠다.

    3.2. 제조부문은 상위 업체 중심으로 재편

    태양광, 풍력 제조는 상위 업체 중심으로 시장이 재편되는 상황이다.

    태양광 제조 전 가치사슬을 따라 중국이 차지하지는 비중이 크고 계속

    확대되고 있다. 인도의 경우 모듈 수입 비중이 높아 자국 산업을 키우

    기 위해 2018년 세이프가드 관세를 부과하였으나 중국산의 경쟁력 때

    문에 자국 내 제조업 신규투자 유치, 확대에 난항을 겪고 있다. 풍력

    터빈 제조사의 경우, 2014년 상위 5개사의 시장점유율은 48%에서

    2018년 64%로 증가하였다.

  • vi

    우리나라는 제조업에 강점을 가지기에 태양광과 풍력 시장이 성장하

    며 기회를 가질 것으로 기대하였으나 많은 기업이 경쟁력을 갖추지 못

    하고 시장에서 퇴출당하였다. 제조 측면의 산업 경쟁력을 키우기 위한

    노력은 필요하겠지만 신중한 접근이 필요해 보인다.

    3.3. 재생에너지 확대에 따른 출력제한 감소와 전력계통 안정화 추구

    재생에너지 발전량의 확대는 출력제한을 확대시킬 것으로 예상된다.

    따라서 풍력 및 태양광 에너지 비중이 높아짐에 따라 향후 출력제한

    가능성을 완화시킬 수 있는 전략의 중요성이 대두된다. 정부 및 전력

    관련 기업들은 출력제한을 완화하기 위한 다양한 해결책을 도입해야

    할 것이다. 가장 효과적인 방법은 선로용량을 확대하는 것이다. 예측

    기술의 개선으로 시스템 내 재생에너지원을 효율적으로 관리할 수도

    있다. 정확한 재생에너지 발전 예측으로 발전사들은 하루 전 시장에

    적극 참여할 수 있을 것이다. 시스템 예비력 관리와 기존 발전소의 운

    영방식을 바꾸어 출력제한을 감소시킬 수 있다. 시장 기반의 자동 출

    력제한 방법은 출력제한 시행에 소요되는 시간을 줄이고 운영 효율을

    높여 출력제한량을 감소시킬 수 있다. 출력제한을 감소시키는 방법 중

    하나는 전력계통에 유연성 자원을 제공하는 것이다. 수요관리, 배터리

    등이 유연성 자원으로 고려되고 있다. 또 하나 장기적으로 고려할 수

    있는 것은 P2G 기술이다.

    3.4. 탈탄소화와 재생에너지 보급 확대를 위한 그린 수소 생산

    출력제한을 감소시키기 위한 장기적 방안으로 거론된 P2G 기술에서

    가장 중요한 것은 깨끗한 수소를 생산하는 것이다. 그린 수소를 얻는

  • 요약 vii

    방법 중 가장 주목받고 있는 방법은 수전해 기술이다. 하지만 재생에

    너지를 이용해서 수소를 생산하는 것은 경제성도 없지만 기술적으로

    풀어야할 문제들을 다수 갖는다. 현재 재생에너지 이용 그린 수소 생

    산의 첫 번째 당면 목표는 경제성이 아니라 기술적 완성도를 높이는

    데 있다. 재생에너지 이용 수전해 기술은 그리드 연계 수전해대비 부

    하 변동을 대응하는 기술, 대면적 기술, 수소생산 단가 저감 기술이 필

    요하다.

  • Abstract i

    ABSTRACT

    1. Research Necessity and Purpose

    Renewable energy is currently leading the growth of the global energy

    market, especially solar and wind power at the center of renewable energy

    growth. This trend of expanding the supply of renewable energy centered

    on solar and wind power expects to continue in the global energy market

    in the future. Solar energy and wind power, whose costs have fallen

    significantly due to the realization of economies of scale by the expansion

    of supply, expects to lead the future growth of the energy market, especially

    the power generation sector. However, an increase in the share of renewable

    energy in the power generation sector will pose problems for the stability

    of the power system.

    If existing power grids are not sufficiently capable of accepting renewable

    energy power or if power supplies, including renewable energy, exceed the

    overall demand for power, the operator of the power system limits renewable

    energy generation to stabilize the grid. While the expansion of grid capacity

    is important as a way to reduce the curtailment of renewable energy, the

    expansion of grid capacity expects to be limited in the long run. Green

    hydrogen production using electrolysis is emerging as a long-term solution

    to overcome the limitations of expanding the grid. In other words, the power

    supply above power demand is converted into hydrogen and stored. The

  • ii

    expansion of the supply of renewable energy is one of the policies that

    Korea and other major countries around the world are pushing with policy

    importance for energy conversion. The increase in power system instability

    due to the expansion of renewable energy generation, however, is seen as

    one of the biggest obstacles to the supply of renewable energy. Therefore,

    it is necessary to look at the international experience of the curtailment

    of renewable energy and to analyze the international demonstration of

    electrolysis (green hydrogen production) to reduce the curtailment at this

    time when the renewable energy is rapidly underway.

    This study is a task to analyze the global renewable energy supply,

    market, and policy trends every year. Also, discover important issues and

    draw implications accordingly. The purpose of this year's research is to

    provide implications for the new and renewable energy industry in Korea

    by analyzing the trends of the curtailment and electrolysis, which are

    becoming more interested in the supply of renewable energy.

    2. Summary of Contents

    2.1. International Trends in New and Renewable Energy

    The growth of renewable energy in the electricity sector is notable. The

    share of renewable energy in the power sector increased from 19.4% in

    1990 to 24.5% in 2017. The costs of solar PV and wind are kept decreasing.

    Between 2010 and 2018, the levelized cost of energy (LCOE) of solar PV,

    onshore wind, and offshore wind power fell 77%, 35%, and 20%,

  • Abstract iii

    respectively. In many regions, solar PV and wind became the cheapest

    energy sources. In 2018, global renewable energy investment decreased from

    2017, as China's policy changes drove down investment in solar PV.

    However, despite the decline in investment, renewable energy deployed

    more due to the fall of price.

    In the power sector, the number of countries that imposed power

    regulatory polices for the expansion of renewable energy keeps increasing,

    and more countries are adopting renewable auctions. However, the policy

    effort on heating, cooling and transport sector is insufficient compared to

    the power sector.

    2.2. Trends in International Solar PV and Wind Power

    Even though PV capacity in China's market shrank from 53.1 GW in

    2017 to 45 GW in 2018, global new installed capacity increased to 108

    GW, beyond the 100 GW threshold for the first time as solar PV increased

    rapidly outside China. China is still the largest market for solar PV. Due

    to the policy changes in China in 2018, the prices of solar PV goods

    plummeted lower, thereby creating difficulties for solar PV manufacturers

    with marginal performance and poor competitiveness.

    Global wind new installed capacity amounted to 51 GW in 2018, with

    the supply stabilizing at the 50 GW level. Like in Solar PV, China is the

    biggest market, and in 2018 was followed by the United States, Germany,

    India, and Brazil. The growth of offshore wind power generation is

    noteworthy. Offshore wind power is expected to grow rapidly worldwide.

  • iv

    2.3. Renewable Energy Curtailment and Production of Green Hydrogen

    2.3.1. Renewable Energy Curtailment

    As production of power from renewable energy has increased worldwide,

    there have been frequent cases of the curtailment of renewable energy.

    Reasons for this curtailment include transmission congestion, system

    balancing issues, voltage and frequency stabilization, and preventing the

    overload of distribution systems due to oversupply, with transmission

    congestion and system balancing issues considered the major causes.

    Automatic curtailment systems use a management system that can

    automatically send signals to renewable energy generators to reduce or

    restrict energy delivery to the electrical grid. Such an automatic system

    has advantages over manual curtailment management systems, such as cost

    effectiveness and reduced curtailment.

    Curtailment is important for both renewable energy generators and buyers

    as it affects the profitability of business. However, there are some cases

    where the compensation system for curtailment is insufficient. The amount

    of curtailment may affect the economic profitability of renewable energy

    projects, but this is not easy to predict. As an increased proportion of

    renewable energy results in more frequent curtailment, discussions about

    compensation standards have entered the picture. The compensation system

    is moving toward joint sharing of the burden of curtailment by buyers and

    power generators.

  • Abstract v

    2.3.2. Production of Green Hydrogen

    Water electrolysis technology includes those for alkaline electrolysis,

    polymer-electrolyte membrane (PEM) electrolysis, and solid oxide

    electrolyzer cell (SOEC) electrolysis. Recent improvements in performance,

    lower hydrogen production prices, and increased capacity are achievements

    of research. Large-scale, high-capacity markets for products, including

    hydrogen stations, large-capacity energy storage, and P2X, are expected to

    gain attention. In particular, P2X technology is being spotlighted as a

    flexible resource that can contribute to power system stability, which can

    be volatile due to the increase of renewable energy. Major hydrogen

    programs utilizing renewable energy include the hydrogen charging station

    at Berlin-Brandenburg International Airport in Germany, the Audi e-gas

    project in Germany, and the Energiepark Mainz project. Currently, some

    companies are conducting P2X projects, most of which are not economically

    viable and are pilot-based or demonstration projects. Japan's hydrogen basic

    strategy scenario, the UK's DTU service system, Europe's FCH-JU, the EU

    Parliament's HyLAW, Denmark's roadmap for expanding large-capacity

    water electrolysis facilities, Germany's roadmap for commercializing water

    electrolysis, and Australia's roadmap for hydrogen support the development

    and commercialization of water electrolysis technology using renewable

    energy.

  • vi

    3. Conclusion and Policy Directions

    3.1. Sensitive to Police Changes

    Renewable energy becomes more price competitive. However, the supply

    of renewable energy is still sensitive to policy changes. The biggest issue

    in the solar PV power market in 2018 was the fact that China cut back

    its FIT rate and put regulations on new facilities needing subsidies, which

    had an immediate effect. In 2019, the solar PV market in Vietnam grew

    rapidly because high FIT rates were granted until June 30, 2019.

    As such, the renewable energy market is still affected by a renewable

    energy policy, so it is necessary to pay attention to policy changes in each

    country. In particular, providing accurate and timely information on

    regionally changing policies and markets is very important in a situation

    where Korean renewable energy companies are increasingly interested in

    overseas expansion.

    3.2. Manufacturing Industry Dominated by Top-Tier Companies

    Currently, the solar PV market is led by top-tier Chinese companies,

    while the wind power market is being reorganized by top-tier companies.

    In the solar PV industry, the proportion produced by China along the value

    has been growing. Due to the high proportion of module imports, India

    imposed safeguard tariffs in 2018 to keep its industry growing, but it is

    experiencing difficulty in attracting new investments for its manufacturing

    industry and expanding domestic production due to competition from

  • Abstract vii

    Chinese products. In the wind turbine industry, the market share of the

    top five turbine manufacturing companies increased from 48% in 2014 to

    64% in 2018.

    Korean companies expected to have an opportunity with the growth of

    the solar and wind markets, but many companies went out of the market

    because they were not competitive. Efforts to enhance industrial

    competitiveness in terms of manufacturing will be necessary, but a cautious

    approach appears to be needed.

    3.3. Reducing the power limit and seeking to stabilize the power

    system due to the expansion of renewable energy

    The expansion of renewable energy generation will expand the

    curtailment. Therefore, as the proportion of wind and solar energy increases,

    the importance of strategies that can mitigate the possibility of curtailment

    will emerge. Government and power-related companies will have to

    introduce a variety of solutions to ease the curtailment. The most effective

    way is to expand transmission capacity. Improvements in predictive

    technologies may also allow efficient management of renewable energy in

    the system. With accurate forecasts of renewable energy generation,

    generators will be able to actively participate in a day-head market. The

    curtailment can be reduced by changing system reserve management and

    the operation of existing plants. The market-based automatic method can

    reduce the curtailment by reducing the time required to implement the

    curtailment and increasing operational efficiency. The market-based

  • viii

    automatic method can reduce the curtailment by reducing the time required

    to implement the curtailment and increasing operational efficiency. One of

    the ways to reduce curtailment is to provide flexibility to the power system.

    Demand management, batteries, and others are being considered as

    flexibility. Another long-term consideration is P2G.

    3.4. “Green” Hydrogen Production for Decarbonization and Expansion of Renewable Energy

    The most important thing in P2G, which is considered as a long-term

    way to reduce the curtailment, is to produce clean hydrogen. The most

    notable method of obtaining green hydrogen is electrolysis. Using renewable

    energy to produce hydrogen has many technical problems that need to be

    solved, although there is no economy. Currently, the first challenging goal

    of producing green hydrogen using renewable energy is not economic but

    technological perfection. Water electrolysis using renewable energy requires

    respondence technologies to load variation, scale-up technology, and cost

    reduction technologies.

  • 차례 i

    제목 차례

    제1장 서 론 ··················································································· 1

    제2장 국제 신재생에너지 동향 ······················································ 5

    1. 국내 신재생에너지 보급 현황 ······················································· 5

    2. 보급 동향 ······················································································· 8

    2.1. 1차에너지 공급 ········································································ 8

    2.2. 재생에너지 전력 ····································································· 10

    2.3. 발전설비 용량 ········································································ 12

    3. 가격 동향 ····················································································· 16

    3.1. 균등화발전비용(Levelized cost of electricity, LCOE) ······· 16

    3.2. 태양광과 육상풍력 비용 ························································ 20

    3.3. 그리드 패리티 ········································································ 22

    4. 투자 및 고용 동향 ······································································ 25

    4.1. 2010년 이후 투자 현황 ························································· 25

    4.2. 2018년 재생에너지 투자 및 추세 ········································ 26

    4.3. 고용 동향 ················································································ 30

    5. 재생에너지 정책 동향 ·································································· 32

    제3장 국제 태양광과 풍력 동향 ·················································· 35

    1. 태양광과 풍력의 확대 ·································································· 35

    2. 태양광 보급 및 산업 동향 ··························································· 38

  • ii

    2.1. 보급 동향 ················································································ 38

    2.2. 산업 동향 ·············································································· 43

    3. 풍력 보급 및 산업 동향 ······························································ 52

    3.1. 보급 동향 ················································································ 52

    3.2. 산업 동향 ················································································ 55

    제4장 재생에너지 출력제한 및 그린수소 생산 ···························· 59

    1. 재생에너지 출력제한 ·································································· 59

    1.1. 미국 ························································································· 60

    1.2. 유럽 ························································································· 66

    1.3. 일본 ························································································· 73

    1.4. 중국 ························································································· 79

    2. 그린수소 생산 ··············································································· 83

    2.1. 수전해 방식 기술의 국제 동향 ············································ 83

    2.2. 재생에너지 결합 수전해 방식 실증 사례 및 사업화 사례 ····· 89

    2.3. 신재생에너지 활용 수전해 방식 기술 개발 및 사업화 지원 제도 ··· 95

    제5장 종합 및 시사점 ································································ 101

    1. 주요 연구내용 ············································································· 101

    1.1. 국제 신재생에너지 동향 ······················································ 102

    1.2. 국제 태양광과 풍력 동향 ···················································· 103

    1.3. 재생에너지 출력제한 및 그린수소 생산 ···························· 103

    2. 주요 시사점 ··············································································· 105

    2.1. 지역별 보급 정책 변화에 시장 민감 ······························· 105

    2.2. 태양광 제조는 중국 기업, 풍력은 상위 업체 중심으로 재편 ··· 106

  • 차례 iii

    2.3. 재생에너지 확대에 따른 출력제한 감소와 전력계통 안정화 추구 ··· 107

    2.4. 탈탄소화와 재생에너지 보급 확대를 위한 그린 수소 생산 ··· 109

    참고문헌 ····················································································· 113

  • iv

    표 차례

    2018년 신재생에너지 생산량 및 발전량 ····························· 6 2018년 신재생에너지 설비용량 ············································ 7

    2018년 재생에너지 신규, 누적 설비용량 (GW) ··············· 15

    국가별 2018년 태양광 신규 설비용량 및 2019년 전망 ········· 41

    BNEF 기준 1군 모듈 제조사 (2019 3분기로 기준) ········ 49

    미국의 풍력 및 태양광 출력제한 방법 ······························ 62

    풍력 및 태양광 에너지 출력제한 완화를 위한 전략 ········ 63

    CAISO의 재생에너지 출력제한 감소를 위한 방안 ········· 66

    재생에너지원(RES)의 출력제한 및 보상 유무 ················ 67

    유럽 주요국의 풍력 출력제한에 대한 보상 ······················ 69

    2016년 및 2017년 재생 에너지원 출력제한량과 보상 비용··········· 70

    2007년-2017년 아일랜드 풍력 설비 현황 ······················· 72

    2011년-2017년 연도별 아일랜드 출력감소 구분 (%) ············· 73

    일본의 규정 출력제한 순서 ·············································· 77

    상용 수전해 시스템의 사양비교 ······································· 85

    상용 수전해 장치 타입별 해외 제조 업체 ······················ 87

  • 차례 v

    그림 차례

    [그림 2-1] 2017년 신재생에너지 발전량 비중 ····································· 5

    [그림 2-2] 2017년 에너지원별 1차에너지 공급비중 ··························· 9

    [그림 2-3] 1990년~2017년 재생에너지 1차에너지 공급 연평균 성장률 ······ 9

    [그림 2-4] 2018년 OECD 원별 발전비중 ·········································· 11

    [그림 2-5] 1990년~2018년 OECD 재생에너지 전력 연평균 성장 ··· 11

    [그림 2-6] 2012년~2018년 재생에너지원별 신규 설비용량 ·············· 12

    [그림 2-7] 2018년 발전원별 순 설비증설 용량 ································· 13

    [그림 2-8] 수력 제외 지역별 누적 설비용량 ····································· 14

    [그림 2-9] 유틸리티급 재생에너지원 LCOE 변화 ····························· 16

    [그림 2-10] 2019 하반기 국가별 LCOE ($/MWh) ··························· 19

    [그림 2-11] 태양광과 육상풍력 설치비용, 이용률, LCOE ··············· 21

    [그림 2-12] 모듈과 터빈의 가격 하락 ················································ 22

    [그림 2-13] 2019년 LCOE 기준 가장 낮은 발전 전원 ···················· 23

    [그림 2-14] 2019년 그리드 패리티 현황 ············································ 24

    [그림 2-15] 2010년~2019년 재생에너지 원별 설비투자($BN) ········· 25

    [그림 2-16] 2010년~2019년 상반기 국가별 재생에너지 설비투자($BN) ··· 26

    [그림 2-17] 2018년 재생에너지 원별 설비투자($BN) ······················· 27

    [그림 2-18] 2018년 지역별 재생에너지 설비투자($BN) ··················· 28

    [그림 2-19] 2004년~2018년 개도국과 선진국 재생에너지 설비투자($BN) ·· 29

    [그림 2-20] 2005년~2018년 재생에너지 투자와 신규 설비용량 ······ 29

    [그림 2-21] 재생에너지 원별 일자리 ·················································· 31

  • vi

    [그림 2-22] 국가별 재생에너지 일자리 ·············································· 31

    [그림 2-23] 부문별 규제나 인센티브 부여 국가 ······························ 32

    [그림 2-24] 재생에너지 신규·누적 경매용량 ······································ 33

    [그림 3-1] 2018년 변동성 재생에너지 발전비중 상위 10개국 ········· 35

    [그림 3-2] 세계 에너지원별 설비 전망 - Stated Policies Scenario ··· 37

    [그림 3-3] 2050년까지 전력 구성 전망 ·············································· 37

    [그림 3-4] 2008년~2018년 태양광 신규·누적 설비용량 ·················· 38

    [그림 3-5] 국가별 태양광 신규·누적 설비용량 ································ 39

    [그림 3-6] 수상 태양광 누적 설비용량 ··············································· 40

    [그림 3-7] 세계 태양광 신규 설비용량(2007~2018년 & 이후) ········ 43

    [그림 3-8] 2018년~2019년 폴리실리콘 가격 ······································ 44

    [그림 3-9] 2019년 국가별 폴리실리콘 생산설비용량 비중 ··············· 45

    [그림 3-10] 2019년 폴리실리콘 공급곡선 ·········································· 46

    [그림 3-11] 2018년~2019년 모듈가격 ················································· 47

    [그림 3-12] 2019년 국가별 모듈 생산설비용량 비중 ······················ 48

    [그림 3-13] 2018년 유틸리티급 고정식 태양광 시스템 기준 가격 전망 ···· 50

    [그림 3-14] 2009년~2019년 가치사슬별 설비용량에서 중국 비중 ·· 51

    [그림 3-15] 2008년~2018년 풍력 신규·누적 설비용량 ····················· 52

    [그림 3-16] 국가별 풍력 신규·누적 설비용량 ···································· 53

    [그림 3-17] 2010년~2018년 해상풍력 신규 설비용량 ······················· 54

    [그림 3-18] 풍력 신규 설비용량 전망 ················································ 55

    [그림 3-19] 2014~2018년 육상터빈 시장점유율 ································ 56

    [그림 3-20] 2018년 주요 육상풍력 터빈 제조사 ······························· 57

    [그림 3-21] 1997년~2018년 터빈 가격 추세 ····································· 58

  • 차례 vii

    [그림 4-1] 미국 주요 지역의 풍력 및 태양광 에너지 출력제한율 ·· 64

    [그림 4-2] 유럽 주요국 풍력 출력제한 현황 ····································· 67

    [그림 4-3] 2017년 아일랜드의 월별 출력제한 구분 ·························· 71

    [그림 4-4] 2018년-2040년 큐슈의 태양광 및 풍력 출력제한 전망 · 74

    [그림 4-5] 2034년 1분기 큐슈 저수요 날의 예상 출력제한 ············ 75

    [그림 4-6] 2040년 1분기 도호쿠 저수요 날의 출력제한 ·················· 76

    [그림 4-7] BNEF의 일본 재생에너지원 및 화석연료의 출력억제 순서 가정 ·· 78

    [그림 4-8] 중국의 풍력 출력억제 추이 ············································· 79

    [그림 4-9] 2016년 중국 지역별, 사용가능 용량 vs 최대부하 ·········· 80

    [그림 4-10] 중국의 UHVDC 건설계획 ············································· 82

    [그림 4-11] 수전해 타입 및 생산 용량별 효율 분포 ························ 88

    [그림 4-12] 유럽의 Power to X project 지도 ··································· 90

    [그림 4-13] 독일 베를린-브란덴브르그 재생전력-수전해-수소충전소 ···· 90

    [그림 4-14] Energy Park Mainz의 Power to gas 시스템 구성도 ···· 92

    [그림 4-15] Carbon2Chem 프로젝트의 개념도 ································ 93

    [그림 4-16] 일본의 FH2R 조감도 ······················································· 94

    [그림 4-17] 일본 NEDO의 수소 기본 전력 시나리오 ······················ 96

    [그림 4-18] 일본의 수소 및 연료전지 관련 지원(연구 및 보조금) ··· 97

    [그림 4-19] CertifHy를 통한 유럽의 수소생산증명 발행 계획 ········ 98

    [그림 4-20] 독일의 수전해 사업화를 위한 로드맵 ·························· 100

    [그림 5-1] P2G 개념 구조도 ····························································· 109

    [그림 5-2] 재생에너지 전력 연계 수전해 개발 방향 ······················ 110

  • 제1장 서론 1

    제1장 서 론

    현재 신재생에너지가 세계 에너지 시장의 성장을 주도하고 있으며,

    특히 태양광과 풍력이 신재생에너지 성장의 중심에 있다. 1990~2017

    년 세계 1차에너지 공급은 연평균 1.7% 증가하였지만, 재생에너지는

    연평균 2% 증가하였으며, 태양광과 풍력은 각각 연평균 37%, 23.4%

    증가하였다. 태양광과 풍력 중심의 재생에너지 공급이 증가하면서 발

    전 부문에서 재생에너지의 성장은 두드려졌다. 동일 기간 세계 전력

    생산은 연평균 2.9% 증가하였지만, 재생에너지 전력 생산량은 연평균

    3.8% 증가하였다. 전력 생산량 중 재생에너지가 차지하는 비중은

    19.4%에서 24.5%로 증가하였다. 특히, 태양광과 풍력 중심의 비수력

    부문의 재생에너지 발전량은 1.3%에서 8.5%로 크게 증가하였다.1)

    이러한 태양광과 풍력 중심의 신재생에너지 보급 확대 추세는 향후

    지속될 것으로 보인다. 보급 확대에 따른 규모의 경제 실현으로 비용

    이 크게 하락한 태양광과 풍력은 에너지 시장 특히 발전 부문 성장을

    주도할 것으로 전망된다. 2040년 세계 발전량에서 재생에너지의 비중

    은 26%에서 44%로 증가하고 태양광과 풍력의 발전비중은 7%에서

    24%에 이를 것으로 전망된다.2)

    우리나라 역시 재생에너지 보급은 지속적으로 증가하였다. 총에너지

    는 2000~2017년 연평균 2.6% 증가하였으나, 신재생 및 기타에너지는

    12.2% 증가하였다.3) 국내 발전량에서 신재생에너지가 차지하는 비중

    1) IEA(2019a), pp.8~9, 제2장 2.1절 참조.2) IEA(2019b), p.256., 제3장 3.1절 참조.3) 에너지경제연구원(2018b), p.92.

  • 2

    은 2011년 3.46%에서 2018년 8.88%로 증가하였다.4) 우리나라에서도

    향후 태양광과 풍력 중심으로 재생에너지 보급은 더욱 확대될 것으로

    보인다. 정부는 2017년 12월 ‘재생에너지 3020 이행계획(안)’을 통해

    2030년까지 총발전량의 20%를 태양광과 풍력 중심의 재생에너지로

    충당할 계획을 발표하였다. 2017년 신재생에너지 설비용량 15.1GW에

    서 태양광과 풍력이 차지하는 비중은 38%(5.7GW), 8%(1.2GW)이었

    지만, 2030년에는 각각 57%(36.5GW), 28%(17.7GW)로 상승할 것으

    로 기대된다.5) 제3차 에너지기본계획에 따르면 2017~2040년 기준수요

    기준 총에너지는 연평균 0.6% 증가하고, 신재생에너지는 4.3% 증가할

    것으로 전망된다. 전력은 연평균 1.5% 증가할 것으로 예상된다. 2040

    년 전력 생산에서 재생에너지의 비중은 30~35%로 확대될 계획이다.6)

    향후 에너지 소비에서 재생에너지가 차지하는 비중은 지속적으로 증

    가하고, 특히 전력 생산에서 차지하는 비중도 상승할 것이다. 하지만,

    발전 부문에서 태양광과 풍력 같은 변동적인 재생에너지 비중의 증가

    는 전력시스템의 안정성에 문제를 야기할 것으로 평가된다.

    변동적인 재생에너지와 전력망 연계에서 기존 전력망이 재생에너지

    전력을 충분히 받아들일 수 없거나 재생에너지를 포함한 전력 공급이

    전체 전력 수요를 초과할 경우 전력계통 운영자는 전력망 안정을 위해

    재생에너지 출력을 제한하여야 한다. 재생에너지 발전의 출력제한은

    유럽, 미국, 중국, 일본 등에서 많이 발생하였으며, 우리나라의 제주도

    에서도 신재생에너지 발전의 출력 제한이 빈번하게 발생하고 있다.7)

    4) 한국에너지공단(2019), 제2장 1절 [그림 2-1] 참조.5) 산업통상자원부(2017), p.2.6) 산업통상자원부(2019), pp.27~28, pp.52~53. 7) 출력제한의 국제 사례는 4장 1절을 참조. 2015년부터 2019년 5월까지 제주도 풍력

    단지의 출력제한은 총 64회 발생함. 자료: 한국경제, 최종 검색일: 2019.12.16.

  • 제1장 서론 3

    신재생에너지 발전의 출력제한 문제를 해결하는 방안은 송·배전망 설

    비를 확충, 유연성 자원 확대, 최소 발전량 수준의 완화, 전력 시장 개

    선 등이 있다. 하지만, 출력제한의 국제 사례를 살펴보면, 출력제한이

    급격히 감소한 때는 송전망 설비가 크게 확충된 시기였다. 그러나 재

    생에너지 전력이 크게 보급될 것으로 예상되는 시점에서 송전망 설비

    확충도 한계를 보일 것으로 예상된다.8)

    송전망 확대의 한계를 극복하기 위해서 장기적인 관점에서는 새로운

    해결 방안이 부상하고 있다. 가장 큰 관심을 받는 방안 중 하나는 전력

    수요를 상회하는 공급 전력을 수소로 변환시켜 저장하는 것이다. 즉,

    수전해를 이용하여 전기를 수소로 저장하고 다시 전력이 필요할 때 연

    료전지를 이용하여 수소를 전기로 전환하는 것이다. 유럽, 미국, 일본

    등에서는 재생에너지 보급에 따른 문제점을 해결하기 위해 수소 경제

    를 추진하고 있다. 수소 경제의 핵심은 얼마나 깨끗한 수소를 생산하

    는가이다. 기존의 석유화학 공정에서 발생하는 부생 수소와 천연가스

    의 개질로부터 생산되는 개질수소를 회색 수소로, 수전해를 통한 수소

    를 그린 수소로 나눌 수 있다. 수전해는 물을 전기를 이용하여 수소와

    산소로 분리하는 기술로, 전기 활용에 대한 비판이 제기된다. 이러한

    문제점을 해결하기 위해 주요 선진국들은 재생에너지의 출력제한으로

    버려지는 전력을 수전해에 활용하는 기술을 발달시키고 있다. 즉, 수소

    경제는 재생에너지의 출력제한으로 남아도는 전력 활용과 깊은 연관을

    갖는다. 그러므로 그린 수소를 생산하는 수전해 기술은 재생에너지 전

    력의 출력제한 문제를 해결하는 동시에 전력계통의 안정성을 유지하는

    방안으로 부상하고, 수소 경제를 이끄는 주요 기술로 인식된다. 하지

    8) 자세한 내용은 본 연구의 4장 1절을 참고.

  • 4

    만, 이러한 수전해(그린수소 생산) 기술은 아직 상용화되지 않은 기술

    이다. 특히, 신재생에너지와 연계된 수전해 기술은 그리드 연계 수전해

    기술 대비 더 발달하지 못한 상황이다.9)

    재생에너지 보급 확대는 우리나라를 비롯한 세계 주요 국가들이 에

    너지 전환을 위해 정책적으로 중요하게 추진하는 정책 중 하나이다.

    그러나 신재생에너지 전력 생산 확대에 따른 전력 시스템 불안정성 증

    가는 신재생에너지 보급에 가장 큰 장애물 중 하나로 인식된다. 그러

    므로 신재생에너지 보급이 급속히 진행 중인 현시점에서 신재생에너지

    발전량 증가에 따른 출력제한 문제의 국제 경험을 살펴보고, 출력제한

    문제 해결 방안 중 하나인 수전해(그린수소 생산) 기술의 국제 사례를

    분석하는 연구는 필요하다고 판단된다.

    본 연구는 매년 세계 신재생에너지 보급, 시장, 정책 동향을 분석하

    고 주요한 이슈를 발굴하여 그에 따른 시사점을 도출하는 과제이다.

    금년 본 연구의 선정 이슈는 태양광과 풍력 중심의 신재생에너지 보급

    증가에 따른 출력제한의 국제 동향을 살펴보고 출력제한의 해결책으로

    부상하는 수전해(그린수소 생산) 기술의 국제 동향을 분석하는 것이다.

    본 연구의 내용과 구성은 다음과 같다. 다음 장에서는 국내 신재생

    에너지 보급, 가격, 투자, 고용, 정책 동향을 분석하고, 제3장은 태양광

    과 풍력에 초점을 맞추어 보급, 산업 동향을 분석할 예정이다. 제4장에

    서는 금년 연구의 선정 이슈인 출력제한과 그린수소 생산에 대한 동향

    을 분석한다. 제5장에서는 본 연구의 결론으로 종합적 시사점을 도출

    할 것이다.

    9) 수전해 전문가 자문회의에서, 국내 신재생에너지 연계 수전해 기술은 2019년 연구가 착수되었다고 함. 그린 수소를 생산하는 수전해 기술은 4장의 2절을 참조.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 5

    제2장 국제 신재생에너지 동향

    1. 국내 신재생에너지 보급 현황10)

    국제 신재생에너지 동향을 살펴보기 전에 간단히 현재 우리나라 신

    재생에너지 보급 현황에 대해 살펴보도록 하겠다.

    주: 2011년부터 폐기물 발전량 조사 시행.자료: 한국에너지공단(2019)를 바탕으로 계산함.

    [그림 2-1] 2017년 신재생에너지 발전량 비중

    2018년 국내 신재생에너지 생산량은 전년 대비 8.45% 증가한

    17,838천toe(tonne of oil equivalent)로 1차에너지에 대한 비중은

    5.83%(재생에너지는 5.59%)를 차지하였다. 우리나라의 신재생에너지

    비중 산정은 IEA 기준과 차이가 있어서 IEA 기준의 우리나라 1차에너

    지 공급 비중은 2017년 현재 1.67%이다.11) 2018년 총발전량에서 신재

    10) 본 절은 한국에너지공단의 2018년 신재생에너지 보급통계를 바탕으로 작성됨. 11) OECD Library, 최종검색일 2019.12.5.

  • 6

    생에너지의 비중은 8.88%(재생에너지 8.30%)로 전년 대비 0.69%p 증

    가하였다. 폐기물을 제외한 신재생에너지의 발전량 비중은 4.67%이다.

    구분생산량 발전량

    toe 비중 증감 MWh 비중 증감

    재생

    태양열 27,395 0.2 △2.6태양광 1,977,148 11.1 30.4 9,208,099 17.5 30.5풍력 525,188 2.9 13.6 2,464,879 4.7 13.6수력 718,787 4.0 19.7 3,374,375 6.4 19.7해양 103,380 0.6 △0.8 485,353 0.9 △0.8지열 205,464 1.2 11.7수열 14,725 0.1 85.4바이오 4,442,376 24.9 23.4 9,363,229 17.8 25.4폐기물 9,084,212 50.9 △2.9 24,355,370 46.2 2.0

    신연료전지 376,304 2.1 20.1 1,764,948 3.3 20.1

    IGCC 362,527 2.0 32.4 1,702,006 3.2 32.4재생에너지 17,098,676 5.59 7.80 49,251,304 8.30 12.27신에너지 738,831 0.24 25.83 3,466,954 0.58 25.84

    신재생에너지 17,837,507 5.83 8.45 52,718,258 8.88 13.071차에너지(천toe) 306,123 100 1.34

    총발전량 593,638,916 2.82주: 원별 비중은 신재생에너지 중, 나머지는 1차에너지, 총발전량 중 비중. 자료: 한국에너지공단(2019)를 재구성함.

    2018년 신재생에너지 생산량 및 발전량

    (단위: toe, MWh, %)

    원별로 살펴보면 폐기물의 생산량과 발전량 비중이 각각 신재생에너

    지원 중 50.9%, 46.2%를 차지하여 폐기물의 의존도가 여전히 높은 것

    으로 나타났다. 바이오의 생산량과 발전량 비중은 각각 24.9%, 17.8%

    로 두 번째로 높은 비중을 차지하였다. 태양광의 생산량과 발전량이

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 7

    각각 30.4%와 30.5% 증가하였고 태양광의 발전량이 바이오와 거의

    대등한 수준으로 증가하였다.

    구분신규 누적

    설비용량 비중 증감 설비용량 비중 증감

    재생

    태양광 2,367 67.0 73.7 8,099 42.6 38.8풍력 161 4.6 42.0 1,303 6.8 13.9수력 4 0.1 △32.8 1,798 9.4 0.2해양 - - - 255 1.3 △0.0바이오 865 24.5 77.7 3,065 16.1 34.2폐기물 38 1.1 △57.9 3,813 20.0 0.5

    신연료전지 98 2.8 198.9 348 1.8 38.9

    IGCC - - - 346 1.8 -재생에너지 3,435 97.23 66.85 18,333 14.79 21.36신에너지 98 2.77 198.88 694 0.56 16.31

    신재생에너지 3,533 100 68.92 19,027 15.35 21.17전체(신재생포함) 123,950 100 1.80

    주: 증감은 2017년 대비 증감률(%), 원별 비중은 신재생에너지 중.자료: 한국에너지공단(2019)를 재구성함.

    2018년 신재생에너지 설비용량

    (단위: MW, %)

    2018년 신규 설비용량은 전년보다 68.9% 증가한 3,533MW(재생에

    너지 3,435MW)를 기록하였다. 태양광은 2,367MW가 추가되어 신규

    설비용량의 67%를 차지하였고 바이오는 두 번째로 많은 865MW가

    추가되었다. 누적 설비용량은 19,027MW(재생에너지 18,333MW)로

    태양광이 38.8% 증가한 8,099MW를 기록하였고 신재생에너지 설비용

    량의 42.6%를 차지하였다. 풍력은 161MW가 늘어나 누적 설비용량

    1,303MW를 기록하였고 폐기물은 38MW가 추가되어 누적 설비용량

    3,813MW를 기록하였다().

  • 8

    2. 보급 동향

    2.1. 1차에너지 공급

    국제에너지기구(International Energy Agency, 이하 IEA)에 따르면

    2017년 세계 1차에너지 공급(Total Primary Energy Supply, TPES)은

    13,972Mtoe로 그중 13.6%인 1,894Mtoe가 재생에너지 공급량이다.12)

    재생에너지를 원별로 보면 바이오와 폐기물이 67.9%로 가장 비중이

    높은데 이는 개발도상국에서 주거용 난방과 취사로 바이오매스를 사용

    하기 때문이다.13)14) 바이오와 폐기물 다음으로 수력 18.5%, 풍력

    5.1%, 지열 4.5%, 태양에너지 및 조력 3.9%순이다([그림 2-2]).

    재생에너지 1차에너지 공급량은 1990년부터 2017년까지 연평균 2%

    성장하여 세계 1차에너지 공급 성장률 1.7%보다 조금 빠르게 성장하

    였다.15)16) 그중 태양광과 풍력은 1차에너지 공급에서 차지하는 비중은

    작지만 동기간 각각 연평균 37.0%, 23.4% 증가하여 두드러진 성장세

    를 보였다([그림 2-3]). 다음으로는 바이오가스, 태양열, 액체 바이오,

    지열, 수력, 고형 바이오 순으로 높은 성장률을 보였다([그림 2-3]).

    12) IEA(2019a), p.8.13) IEA(2019a), p.8.14) REN21(2019)은 2017년 최종에너지 소비(Total Final Energy Consumption, TFEC)에서

    재생에너지가 차지하는 비중을 18.1%로 추정, 이중 전통적인 바이오매스는 7.5%, 현대적 의미의 재생에너지는 10.6%. 자료: REN21(2019), p.31.

    15) IEA(2019a), p.8.16) REN21(2019)은 2006년부터 2016년까지 TFEC 성장률은 1.5%, 재생에너지의 성장률

    은 2.3%로 추정, 전통적 바이오매스의 성장은 없고 현대적 의미의 재생에너지의 성장률이 5.4%에 달함. 자료: REN21(2019), p.32.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 9

    (a) 에너지원별 공급 비중 (b) 재생에너지원별 공급 비중자료: IEA(2019a), p.8.

    [그림 2-2] 2017년 에너지원별 1차에너지 공급비중

    자료: IEA(2019a), p.9.

    [그림 2-3] 1990년~2017년 재생에너지 1차에너지 공급 연평균 성장률

  • 10

    2.2. 재생에너지 전력

    특별히 전력부문에서 재생에너지의 성장이 두드러졌는데 1990년부

    터 2017년까지 재생에너지 전력생산은 연평균 3.8%로 빠르게 증가하

    여(동기간 전력생산 연평균 성장률은 2.9%) 전력 중 재생에너지 발전

    비중은 1990년 19.4%에서 2017년 24.5%로 늘었다.17) 2017년 재생에

    너지 발전비중 24.5%를 수력과 비수력으로 구분하면 수력은 15.9%,

    비수력은 8.5%로 수력이 비수력보다 약 두 배가량 발전비중이 높다.18)

    하지만, 발전비중의 변화를 보면 수력은 1990년 18.1%에서 비중이 준

    것이고, 비수력 발전 비중은 1990년 1.3%에서 성장하여 재생에너지

    발전비중 증가를 이끌었다.19)20)

    OECD 국가의 발전부문을 살펴보면 2018년 재생에너지 발전비중은

    25.8%로 전 세계 비중보다 약간 높고 석탄과 대등하다([그림 2-4]). 재

    생에너지 중 태양광이 2.8%, 풍력이 6.7%로 태양광과 풍력의 합이

    9.5%에 이르고 있다.21) 1990년 이후 OECD 국가의 재생에너지 발전

    은 연평균 2.8% 증가하였는데 이는 전체 전력 생산 증가율인 1.3%의

    두 배 이상으로 비수력 재생에너지 발전 증가가 눈에 띈다.22) 재생에

    너지원 중 태양광은 1990년 발전비중이 0%에서 2018년 11%(연평균

    33.9% 성장)로, 풍력은 같은 기간 0.3%에서 26%(연평균 20.7% 성장)

    로 증가하였다.23)

    17) IEA(2019a), p.10.18) IEA(2019a), p.10.19) IEA(2019a), p.10.20) REN21은 2018년 재생에너지 발전비중을 26.2%로 추정함. 원별로는 수력 15.8%,

    풍력이 5.5%, 태양광 2.4%, 바이오 2.2%, 기타 재생에너지 0.4%임. 자료: REN21(2019), p.41.

    21) IEA(2019a), p.13.22) IEA(2019a), p.13.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 11

    자료: IEA(2019a), p.13.

    [그림 2-4] 2018년 OECD 원별 발전비중

    자료: IEA(2019a), p.13.

    [그림 2-5] 1990년~2018년 OECD 재생에너지 전력 연평균 성장

    23) IEA(2019a), p.13.

  • 12

    2.3. 발전설비 용량

    2018년 재생에너지 신규 설비용량은 181GW이다([그림 2-6]). 전력

    생산에서 재생에너지의 성장은 [그림 2-6]에서 볼 수 있듯 태양광과

    풍력을 중심으로 보급이 증가하고 있기 때문이다. 2018년 신규 설비용

    량 중 태양광이 재생에너지원 중 가장 많은 100GW로 55%를 차지하

    였고 풍력이 그다음인 51GW로 28%이다.24) 풍력과 태양광 다음으로

    는 수력이 20GW, 바이오 8.8GW, 집광형 태양열발전(Concentrated

    solar power, 이하 CSP) 0.6GW, 지열 0.5GW 순으로 신규 설비용량이

    많았다().

    자료: REN21(2019), p.40.

    [그림 2-6] 2012년~2018년 재생에너지원별 신규 설비용량

    24) BNEF 자료와 신규 보급설비 용량 면에서 차이가 있음. 기관마다 추정치가 다름.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 13

    Frankfurt School(2019)를 보면 2018년 재생에너지 포함 총 253GW

    의 발전설비가 순증가 하였는데 그중 태양광이 108GW로 43%를 차지

    하고, 풍력이 50GW로 20%를 차지하여 태양광과 풍력의 보급이 63%

    에 달했다. 태양광과 풍력을 포함한 재생에너지 설비는 75%에 달하여

    화석연료와 원자력을 합한 것보다 더 늘어났다([그림2-7]). 재생에너지

    신규 설비용량은 4년 연속으로 화석연료와 원자력을 합한 순 설비증설

    용량보다 많은 것으로, 2018년 전체 발전 설비에서 재생에너지가 차지

    하는 비중이 33%를 넘어섰다.25)

    자료: Frankfurt School(2019), p.26.

    [그림 2-7] 2018년 발전원별 순 설비증설 용량

    25) REN21(2019), p.33, p.40.

  • 14

    2018년 재생에너지 누적 설비용량은 2,378GW이다(). 그중

    수력이 가장 많은 1,132GW로 태양광과 풍력의 지속적인 성장으로 그

    비중이 절반 이하로(48%) 떨어졌다.26) 수력 누적 설비용량은 BRICS

    가 519GW로 절반 정도이고 중국이 322GW로 28%를 차지하고 있다

    (). 풍력의 누적 설비용량은 수력 다음으로 많은 519GW로

    22%를 차지하고, 태양광은 풍력과 비슷한 수준인 505GW로 21%이다

    (). 그다음으로 바이오 130GW, 지열 13.3GW, CSP 5.5GW

    순이고 해양에너지의 보급은 0.5GW로 미미한 수준이다().

    수력을 제외한 재생에너지 누적 발전설비를 45개국 이상이 1GW

    이상을, 17개국 이상이 10GW 이상을 보급하였다.27) 국가별로는 중국

    이 가장 많은 404GW를 보급하였다([그림 2-8]). 그 뒤를 미국

    180GW, 독일 113GW로 100GW 이상을 보급하였고 인도, 일본, 영국

    순으로 보급이 이루어졌다([그림 2-8]).

    자료: REN21(2019), p.42.

    [그림 2-8] 수력 제외 지역별 누적 설비용량

    26) REN21(2019), p.42.27) REN21(2019), p.40, p.186.

  •  신규

    누적 설

    비용량

    세계

    BRIC

    SEU

    -28

    중국

    미국

    독일

    인도

    일본

    영국

     %

     %

     %

     %

     %

     %

     %

     %

     %

    태양광

    100

    505

    2121

    442

    115

    2317

    635

    6212

    458.

    933

    6.5

    5611

    132.

    6

    풍력

    5151

    922

    262

    5117

    935

    210

    4196

    1959

    1135

    6.7

    3.7

    0.7

    214.

    0

    수력

    201,

    132

    4851

    946

    130

    1232

    228

    807.

    15.

    60.

    545

    4.0

    221.

    91.

    90.

    2

    바이오

    8.8

    130

    5.5

    4434

    4232

    17.8

    1416

    .213

    8.4

    6.5

    10.2

    7.8

    4.0

    3.1

    7.7

    5.9

    지열

    0.5

    13.3

    0.6

    0.1

    0.8

    0.9

    6.8

    ~0 

    2.5

    19~0

     0

     0.

    53.

    80

     

    CSP

    0.6

    5.5

    0.2

    0.8

    152.

    342

    0.2

    3.6

    1.7

    310

     0.

    23.

    60

     0

     

    해양

    에너지

    00.

    50

    ~0 

    0.2

    400

     ~0

     0

     0

     0

     ~0

     

    합계

    181

    2,37

    8 

    1,04

    044

    469

    2072

    731

    260

    1111

    95.

    012

    45.

    286

    3.6

    441.

    8

    자료

    : RE

    N21

    (201

    9),

    p. 1

    86,

    187 표를 재

    구성 및

    비중은 자

    료를 활

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    산.

    주: 세계는 합

    계에 대

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    생에너지원별 비

    중, 국가별로는 각

    재생에너지에 대

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    지하는 비

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    201

    8년 재

    생에

    너지

    신규

    , 누

    적 설

    비용

    량 (

    GW

    )

  • 16

    3. 가격 동향

    3.1. 균등화발전비용(Levelized cost of electricity, LCOE)28)

    재생에너지가 이렇게 확대된 배경은 각국의 재생에너지에 대한 목표

    를 설정하고 지원하기 위한 노력과 태양광과 풍력의 계속된 가격하락

    에 따른 가격 경쟁력 확보이다.

    자료: IRENA(2019a), p.12.주: 상업운전을 개시한 연도의 자료를 기준으로 함.

    회색밴드는 화석연료 발전비용 범위를 나타냄.

    [그림 2-10] 유틸리티급 재생에너지원 LCOE 변화

    28) LCOE는 발전량 한 단위당 평균 발전비용으로 발전시설 총비용의 현재값을 총발전량의 현재값으로 나누어 계산함. 자료: 에너지경제연구원(2015), p.33.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 17

    [그림 2-10]는 2010년과 2018년의 유틸리티급 재생에너지 원별

    LCOE를 보여주고 있다. 재생에너지 중 가장 비중이 큰 수력과 지열의

    경우 LCOE가 상승하고 나머지 재생에너지원은 하락할 것을 볼 수 있

    다. 태양광이 가장 눈에 띄는데 2010년부터 2018년까지 LCOE는

    $0.371/kWh에서 $0.085/kWh로 77% 하락하여 화석 연료 발전비용 범

    위 안으로 들어왔다([그림 2-10]). 동기간 육상풍력의 경우

    $0.085/kWh에서 $0.056/kWh로 35%, 해상풍력은 $0.159/kWh에서

    $0.127/kWh로 20% 하락하였다([그림 2-10]).

    이미 비용이 많이 하락하여 경쟁력을 갖추었지만, 태양광과 풍력의

    비용하락은 지속될 것으로 보인다. IRENA는 경매와 PPA 계약 데이터

    를 볼 때 2020년이면 태양광 LCOE는 $0.048kWh로 2018년 비용에서

    44% 하락하고 육상풍력은 $0.048kWh로 20% 하락할 것으로 예상한

    다.29) 이렇게 비용 하락이 가속화되는 이유는 경쟁의 심화와 이용률이

    증가하며 태양광의 경우 일사량 조건이 좋은 지역의 보급이 늘고, 자

    금조달 비용도 감소하였기 때문이다.30)

    보급은 많지 않았지만, CSP의 가격하락도 주목된다. 2018년 CSP의

    LCOE는 $0.185kWh로 다른 재생에너지원에 비해 상대적으로 비싸고

    화석 연료 발전비용 범위 위에 있다([그림 2-10]). 여전히 비싼 편이지

    만 2010년과 비교할 때 비용이 46% 떨어졌다.31) 프로젝트가 많지 않

    아 주의해서 봐야 하지만 IRENA는 2021년 CSP의 LCOE가 2018년

    대비 61%인 0.073kWh로 빠르게 하락할 것으로 예상하고 있어 향후

    경쟁력을 갖출 것으로 기대된다.32)

    29) IRENA(2019a), p.14.30) IRENA(2019a), p.15.31) IRENA(2019a), p.10, p.25.

  • 18

    세계적으로 태양광과 풍력이 비용이 하락하여 경쟁력을 갖추고 있지

    만, 국가별로는 차이가 나고 그중 우리나라는 LCOE가 높은 측에 있다

    ([그림 2-11]). Bloomberg New Energy Finance(이하 BNEF)는 상반기,

    하반기별로 국가별 LCOE를 업데이트하는데 2019년 하반기 우리나라

    고정식 태양광 LCOE 범위는 $76~138/MWh (중위 $104/MWh), 육상

    풍력은 $78~145/MWh (중위 $104/MWh)이다. 이는 태양광 LCOE 범

    위가 가장 낮은 인도의 $28~47/MWh (중위 $34/MWh), 육상풍력의

    경우 미국 $26~59/MWh(중위 $37/MWh), 브라질 $27~51/MWh (중위

    36/MWh)와 비교하여 현격한 차이가 있음을 확인할 수 있다.33)

    32) IRENA(2019a), p.15.33) BNEF 데이터베이스, 최종검색일 2019.10.26.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 19

    (a) 고정식 태양광

    (b) 육상풍력

    자료: BNEF 데이터베이스, 최종검색일 2019.10.26.

    [그림 2-11] 2019 하반기 국가별 LCOE ($/MWh)

  • 20

    3.2. 태양광과 육상풍력 비용

    가장 보급이 활발히 진행되는 태양광과 육상풍력의 LCOE 비용을

    세부적으로 살펴보면 공통으로 설치비용이 하락하고 이용률이 지속적

    으로 증가하고 있음을 볼 수 있다([그림 2-12]). 이에 따라 태양광과 육

    상풍력의 비용이 하락하고 있다.

    육상풍력의 설치비용은 2010년 $1,913/kW에서 2018년 $1,497kW로

    떨어졌다([그림 2-12]). 2017년 대비 6% 떨어졌는데 이는 터빈가격이

    지속적으로 하락하였고 BOP 비용도 하락하였기 때문이다.34) 터빈가격

    의 경우 2010년 이래 가격이 49% 하락하였고([그림 2-13])35) 이용률

    은 2010년 27%에서 2018년 34%로 올라갔다([그림 2-12]). 이용률이

    증가한 이유는 타워의 높이가 높아지고, 회전날개가 커지며, 정격 출력

    이 향상되어 같은 풍황에서 더 많은 전력을 생산하게 되었기 때문이

    다.36)

    태양광의 설치비용은 2010년 $4,621/kW에서 2018년 $1,210/kW로

    떨어졌다([그림 2-12]). 비용하락의 요인은 모듈가격이 하락과 BOP 비

    용 하락이 주된 요인이다.37) 모듈가격의 경우 2010년 이래 가격이

    85% 빠르게 하락하여 학습률이 28.5%에 이른다([그림 2-12]).38) 그리

    고 태양광의 이용률도 계속 상승하여 2018년 이용률은 18%까지 올랐

    다([그림 2-12]).

    34) IRENA(2019a), p.19.35) BNEF((2019d), p.25.36) IRENA(2019a), p.20.37) IRENA(2019a), p.21.38) BNEF(2019d), p.24.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 21

    (a) 태양광

    (b) 육상풍력자료: IRENA(2019a), p.19, p.22.

    [그림 2-12] 태양광과 육상풍력 설치비용, 이용률, LCOE

  • 22

    (a) 모듈 가격

    (b) 터빈 풍력자료: BNEF(2019d), p.24, p.25.

    [그림 2-13] 모듈과 터빈의 가격 하락

    3.3. 그리드 패리티

    전 세계적으로 태양광과 풍력의 가격이 하락하면서 LCOE 기준 신

    규 보급되는 발전전원 중 가장 비용이 낮은 에너지원이 태양광과 풍력

    인 지역이 증가하였다. 미주와 유럽 대부분 재생에너지원 발전비용이

    화석연료 발전비용보다 낮고, 아시아에서 중국과 호주도 태양광이 가

    장 싼 신규 발전원이다. 경쟁력을 확보하면서 LCOE가 전력판매단가

    보다 낮아진, 그리드 패리티에 도달한 국가가 증가하였다([그림 2-15]).

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 23

    하지만, 우리나라 일본을 비롯한 동남아 국가에서는 여전히 석탄이

    가장 싼 발전원이다([그림 2-14]). 우리나라의 경우 BNEF가 추정한

    2018년 하반기 우리나라 육상풍력 LCOE 범위는 $76~138/MWh, 고정

    식 태양광은 $78~145/MWh로 석탄의 $54~66/MWh의 약 두 배 수준

    이다.39)

    자료: BNEF(2019c), p.12.주: 국가별 원별 신규설비의 LCOE 측면의 가장 낮은 발전원을 표시 함.

    [그림 2-14] 2019년 LCOE 기준 가장 낮은 발전 전원

    39) BNEF 데이터베이스, 최종검색일 2019.10.26.

  • 24

    자료: BNEF(2019c), p.15.

    [그림 2-15] 2019년 그리드 패리티 현황

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 25

    4. 투자 및 고용 동향40)

    4.1. 2010년 이후 투자 현황

    Frankfurt School(2019)에 따르면, 2010~2019년 재생에너지 설비에

    (대수력 제외) 대한 투자는 총 2.6조 달러에 이르러 그전 10년간 투자

    된 금액의 3배 이상을 투자하였다.41) 2010~2019년 태양광에 대한 투

    자가 가장 많은 1.3조 달러 투자되었고 풍력은 1조 달러, 그리고 바이

    오와 폐기물에 1.2천억 달러 투자되었다([그림 2-16]).

    국가별로는 중국의 투자가 가장 많은 7.6천억 달러였고 다음으로 미

    국이 3.6천억 달러, 일본이 2천억 달러이다. 유럽 전체로는 7천억 달러

    투자하였는데 독일이 가장 많은 1.8천억 달러, 영국이 1.2천억 달러 투

    자하였다([그림 2-17]).

    자료: Frankfurt School(2019), p.13.

    [그림 2-16] 2010년~2019년 재생에너지 원별 설비투자($BN)

    40) 본 절은 Frankfurt School의 Global Trends in Renewable Energy Investment 2019년 연례 보고서를 바탕으로 작성됨.

    41) Frankfurt School(2019), p.11.

  • 26

    자료: Frankfurt School(2019), p.14.

    [그림 2-17] 2010년~2019년 상반기 국가별 재생에너지 설비투자($BN)

    4.2. 2018년 재생에너지 투자 및 추세

    2018년 재생에너지 설비투자는 2,729억 달러로 5년 연속 2,500억

    달러를 넘었는데 이는 석탄과 가스 발전에 대한 투자액을 합한 것의 3

    배 정도 되는 액수다.42) 하지만, 2017년과 비교하여서는 2018년 하반

    기 중국 태양광 보급정책 변화에 기인하여43) 투자가 12% 감소하였

    다.44) 태양광에 대한 중국 투자 감소로 2017년과 비교하여 투자액이

    22% 감소하였지만, 여전히 1,335억 달러로 가장 많이 투자되었고 다

    42) Frankfurt School(2019), p.11.43) 중국의 신규설비 제한 발표, 자료: 에너지경제연구원(2018), p.44.44) Frankfurt School(2019), p.11.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 27

    음으로 풍력은 3% 증가한 1,297억 달러 투자되었다([그림 2-7]).

    국가별로는 중국이 2017년과 비교하여 38% 급감하였지만,45) 여전

    히 885억 달러로 가장 많이 투자하였고 유럽은 45% 증가한46) 599억

    달러, 미국은 428억 달러를 투자하였다([그림 2-19]). 재생에너지 투자

    는 전 세계적으로 확대되었는데 10억 달러 이상 투자한 국가는 2016

    년 21개국, 2017년 25개국에서 2018년 29개국으로 증가하였다.47)

    자료: Frankfurt School(2019), p.21.

    [그림 2-18] 2018년 재생에너지 원별 설비투자($BN)

    45) Frankfurt School(2019), p.11.46) Frankfurt School(2019), p.11.47) Frankfurt School(2019), p.11.

  • 28

    자료: Frankfurt School(2019), p.22.

    [그림 2-19] 2018년 지역별 재생에너지 설비투자($BN)

    재생에너지에 대한 투자는 2015년 이후로 중국의 투자가 급격히 증

    가하여 개발도상국이 선진국을 추월한 상태이다([그림 2-20]). 2018년

    개발도상국의 투자는 중국의 태양광 분야에 대한 투자 감소로 인해 하

    락하였다. 추세를 보면 2011년을 정점으로 선진국은 투자액이 줄고 있

    고 개발도상국에서는 2015년까지 증가하다가 최근 증가세가 주춤하다.

    전반적으로 2011년 이후로 투자액 측면에서는 큰 증가가 없는 상황이

    다([그림 2-20]). 재생에너지 신규 설비용량은 계속 증가하는 상황으로

    아 투자액은 증가하지 않는 이유는 설비비용 감소에 따른 것이다.

    2018년의 경우 설비 투자액이 감소하였지만 신규 설비용량은 증가한

    것을 확인할 수 있다([그럼 2-21]).

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 29

    자료: Frankfurt School(2019), p.23.

    [그림 2-20] 2004년~2018년 개도국과 선진국 재생에너지 설비투자($BN)

    자료: Frankfurt School(2019), p.24.

    [그림 2-21] 2005년~2018년 재생에너지 투자와 신규 설비용량

  • 30

    4.3. 고용 동향48)

    IRENA는 세계 재생에너지산업(대수력 포함)에 직간접적으로 종

    사49)하는 인원은 꾸준히 증가하여 2018년 약 1,100만 명에 이른 것으

    로 추정하였다([그림 2-22]).50) 재생에너지 일자리는 소수 국가에 집중

    되어 있다. 중국(408만 명), 브라질(113만 명), 미국(86만 명), 인도(72

    만 명)와 EU 국가들(124만 명) 중심으로 아시아 국가의 일자리 비중

    이 60%이다([그림 2-23]).51)

    원별로는 태양광 산업에 361만 명이 고용되어 전체 일자리의 1/3 정

    도를 차지하고 있다([그림 2-22]). 2018년 인도, 동남아시아, 브라질의

    태양광 일자리가 늘어난 반면, 중국, 미국, 일본, EU 국가의 일자리는

    줄어들었다.52) 태양광 다음으로 바이오가 318만 명을 고용하여 일자리

    수가 많았다([그림 2-22]). 풍력은 육상풍력 중심으로 116만 명이 고용

    되어있다. 해상풍력은 육상풍력과 비교 노동투입이 더 필요하고 해상

    풍력 확대로 일자리가 늘 것으로 예상된다.53) 수력은 205만 명이 직접

    고용되어 있는데 70% 이상은 운영 유지·보수와 관련된 일이다.54)

    대수력을 제외하고 2018년 일자리는 2017년 대비 약 4.7% 증가하

    였다. 대수력, 태양광, 바이오에너지, 풍력 등 전반적으로 관련 일자리

    가 증가하였으나, 태양열 부문은 소폭 감소하였다([그림 2-22]).

    48) 본 절은 IRENA의 Renewable Energy and Jobs 2019년 연례 보고서를 바탕으로 작성됨.

    49) 수력은 직접고용, 나머지는 직간접으로 고용된 인원을 추정. IRENA(2019b), p.6. 50) 2017년 보고서와 비교하여 고용인원이 이전 추정보다 증가 IRENA(2019b), p.5. 51) IRENA(2019b), p.5. 52) IRENA(2019b), p.5. 53) IRENA(2019b), p.17. 54) IRENA(2019b), p.19.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 31

    자료: IRENA(2019b), p.7.

    [그림 2-22] 재생에너지 원별 일자리

    자료: IRENA(2019b), p.24.

    [그림 2-23] 국가별 재생에너지 일자리

  • 32

    5. 재생에너지 정책 동향

    전력부문에서 재생에너지가 경쟁력을 갖추고 향후 시장 전망도 좋기

    에 전력부문에서 각국은 보급 확대를 위한 규제나 인센티브를 부여한

    국가가 2018년 135개 국가로 계속 증가하여 왔다([그림 2-24]). 하지

    만, 전력부문 이외는 소극적인 모습이다. 열과 수송은 최종에너지소비

    에서 차지하는 비중이 전력보다 큰 부문으로 재생에너지 보급 확대가

    필요한 부문이다. 하지만, 열 부문에서 재생에너지 사용에 규제나 인센

    티브를 부여한 국가는 2018년 20개국으로 전력부문과 비교하여 소극

    적이고 오히려 2017년과 비교하여 케냐가 규제를 없애서 그 수가 줄

    었다.55) 수송 부문에서는 전기차로 대표되는 친환경차 보급에 인센티

    브를 주거나 규제하는 국가가 늘고 있지만 직접적으로 수송부문에 재

    생에너지 전력을 촉진하는 규제나 지원은 미미한 상황이다.

    자료: REN21(2019), p.50.

    [그림 2-24] 부문별 규제나 인센티브 부여 국가

    55) REN21(2019), p.51.

  • 제2장 국제 신재생에너지 동향 33

    재생에너지 보급 정책으로 2018년 우리나라와 같은 RPS 제도를 채

    택한 국가는 33개국이고 FIT 제도를 시행하고 있는 국가는 111개국으

    로 2017년과 비교하여 RPS를 채택한 국가 수는 같고 FIT 제도를 채

    택한 1개 줄었다.56) 재생에너지 보급 수단으로 최근 빠르게 확대되고

    있는 경매의 경우 2018년까지 경매를 실시한 국가는 98개국으로 2017

    년 84개국에서 14개국이 증가하였다.57)

    재생에너지가 경쟁력을 갖추고 시장에 기반한 경매를 시행하면서 경

    매로 보급되는 설비용량이 빠르게 증가하고 있다. 2019년까지 재생에

    너지 누적 경매용량은 244GW로, 신규 경매용량 면에서 2015년 14GW

    에서 2019년 62GW로 경매가 확대되었다([그림 2-25]). 경매용량 대부

    분은 태양광과 풍력으로 2019년까지 태양광 경매용량은 126GW, 풍력

    은 92GW로 태양광과 풍력이 전체 경매용량의 약 89%를 차지했다.58)

    자료: BNEF 데이터베이스, 최종검색일 2019.10.31.주: 선은 누적 경매용량, 단위 GW.

    [그림 2-25] 재생에너지 신규·누적 경매용량

    56) 지역 단위 정책이어도 국가 수에 포함. 자료: REN21(2019), p.19. 57) REN21(2019), p.19. 58) BNEF 데이터베이스, 최종검색일 2019.10.31.

  • 제3장 국제 태양광과 풍력 동향 35

    제3장 국제 태양광과 풍력 동향

    1. 태양광과 풍력의 확대

    앞선 제2장에서 살펴보았듯, 태양광과 풍력은 가격 경쟁력을 확보하

    면서 재생에너지는 태양광과 풍력 중심으로 신규 설비가 보급되었다.

    이에 따라 변동성 재생에너지인 태양광과 풍력 보급이 빠르게 증가하

    면서 발전비중에서 차지하는 비중은 꾸준히 증가하였다. 2018년 덴마

    크의 경우 변동성 재생에너지가 전체 전력생산의 51%를 넘었고 우루

    과이(36%), 아일랜드(29%), 독일(26%), 포르투갈(24%) 등 최소 9개

    국가에서 변동성 재생에너지 발전비중이 20%를 넘었다.59)

    자료: REN21(2019), p.43.

    [그림 3-1] 2018년 변동성 재생에너지 발전비중 상위 10개국

    59) REN21(2019), p.42.

  • 36

    향후 태양광과 풍력은 가격경쟁력 확보를 기반으로 더욱 급격히 보

    급될 것으로 전망된다. IEA의 2019년 World Energy Outlook에서

    Stated Policies Scenario60)의 경우, 재생에너지 발전비중이 2040년이

    면 44%로 증가하고 태양광과 풍력이 현재 7%에서 2040년 24%로 발

    전비중이 증가할 것으로 전망한다.61) 태양광은 2035년이면 석탄과 가

    스를 제치고 누적 설비용량이 면에서 가장 큰 발전원이 될 것으로 전

    망하고 있다([그림 3-2]).62)

    BNEF는 2050년이면 태양광과 풍력이 48%의 전력 생산을 비롯하여

    재생에너지 발전비중이 64%에 이를 것으로 전망한다([그림 3-3]). 반

    면, 석탄 발전비중이 현재 37%에서 2050년 12%로 가장 많이 하락할

    것으로 전망한다.63) 투자 측면에서 2050년까지 13.3조 달러가 전력부

    문에 투자될 것으로 보이며 풍력은 5.2조 달러, 태양광은 4.2조 달러로

    77%가 재생에너지에 투자될 것으로 보고 있다.64)

    60) IEA의 World Energy Outlook 2019 전망에서 현재의 에너지 정책과 정책적 목표를 반영한 전망. IEA(2019b), p.29.

    61) IEA(2019b), p.256.62) IEA(2019b), p.253.63) BNEF(2019b), p.87.64) BNEF(2019b), p.17.

  • 제3장 국제 태양광과 풍력 동향 37

    자료: IEA(2019b), p.254.

    [그림 3-2] 세계 에너지원별 설비 전망 - Stated Policies Scenario

    자료: BNEF(2019b), p.87.

    [그림 3-3] 2050년까지 전력 구성 전망

  • 38

    2. 태양광 보급 및 산업 동향

    2.1. 보급 동향

    2018년 태양광 신규 설비용량은 REN21 추정으로 100GW, BNEF

    추정으로 108GW로 지난 10년간 지속적으로 성장하여 처음으로

    100GW를 넘었다([그림 3-4]). 이는 2018년 가장 비중이 큰 중국 시장

    이 정책 변화로 축소하였음에도 중국 외 지역의 보급이 급속하게 증가

    하면서 2017년 대비 시장이 확장된 것이다([그림 3-7]). 2018년 누적

    설비용량은 신규 설비용량 100GW를 더해 505GW가 되었다([그림 3-4]).

    자료: REN21(2019), p.94.

    [그림 3-4] 2008년~2018년 태양광 신규·누적 설비용량

  • 제3장 국제 태양광과 풍력 동향 39

    중국의 2018년 신규 설비용량은 2017년 53.1GW에서 45GW로 축소

    되었지만, 여전히 다른 국가보다 많은 태양광을 보급하였다. 2018년

    태양광 신규 설비용량은 중국, 인도, 미국, 일본, 호주, 독일, 멕시코,

    우리나라 순으로 우리나라는 8위이고,65) 누적 설비용량은 중국, 미국,

    일본, 독일, 인도, 이탈리아, 영국, 호주, 프랑스, 우리나라 순으로 우리

    나라는 10위이다.66)

    자료: REN21(2019), p.95 그림과 p.219 표를 활용하여 재구성.

    [그림 3-5] 국가별 태양광 신규·누적 설비용량

    인도의 태양광 시장은 최근 급속히 확장하고 있다. 2017년 인도는

    신규 설비용량이 중국, 미국 다음에 이르는 큰 시장으로 성장하고67)

    2018년에는 신규 발전설비 보급이 미국을 넘어 중국 다음으로 가장

    65) REN21(2019), p.209.66) REN21(2019), p.209. 2017년 신규 설비용량 순위 중국(53.1GW), 미국(10.6GW),

    인도(9.1GW).67) REN21(2018), p.91.

  • 40

    많이 보급하였다([그림 3-5]). 인도의 태양광 보급이 빠르게 증가하고

    있지만, 아직 누적 설비용량 면에서는 중국, 미국, 일본, 독일 다음으로

    향후 인도 태양광 시장의 성장 가능성이 큼을 보여 준다.

    최근 태양광 보급에서 수상 태양광의 성장세가 두드러진다. [그림 3-

    6]은 수상 태양광 누적 설비용량을 나타내는데 2014년 11MW에서

    2018년 1,314MW로 4년간 100배 이상 성장하였다. 수상 태양광은 인

    구밀도가 높아 태양광 설비설치 부지를 찾기 어려운 아시아 지역을 중

    심으로 보급되고 있다. 중국이 누적 설비용량의 73%, 일본이 16%, 한

    국 6%, 대만 2%를 차지한다.68)

    자료: REN21(2019), p.102.

    [그림 3-6] 수상 태양광 누적 설비용량

    68) REN21(2019), p.102.

  • 제3장 국제 태양광과 풍력 동향 41

    2019년은 중국, 미국, 인도, 일본, 베트남 순으로 태양광 신규 설비

    가 보급될 것으로 전망되며 우리나라는 2018년보다 보급이 늘어날 것

    으로 전망되지만 다른 시장의 성장으로 2019년 신규 보급순위는 2018

    년 8위에서 12위로 떨어질 것으로 보인다(). 베트남의 경우

    169MW에서 2019년 5GW로 폭등할 것으로 전망되는데()

    2019년 상반기에만 이미 4GW 이상의 신규 설비가 보급되었다.69) 이

    렇게 2019년 상반기 베트남 시장이 급성장한 이유는 2019년 6월 30일

    까지 $93.50/MWh의 우호적인 FIT를 받을 수 있기 때문으로 일시적으

    로 보급이 폭발적으로 늘어난 것이다.70)

    69) BNEF(2019h).70) BNEF(2019h).

    국가2018년

    신규 설비용량 2019년

    신규 설비용량 전망전년 대비

    중국 44,260 39,310 -11%미국 9,969 11,438 15%인도 11,106 10,750 -3%일본 6,722 8,557 27%베트남 169 5,101 2,921%호주 3,856 4,6