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재생에너지, 대한민국의 내일을 만나다

21세기 초 전 세계를 관통하는 시대정신 가운데 하나는 단연 ‘기후 변화 대응’이다. 이미 미국, 호주 등 주요 선진국에서는 ‘기후 재난’으로 불릴 수 있는 재난이 매년 반복되고 있으며, 기후 변화의 주요 요인인 온실가스 배출은 이제 인간과 생태계를 직접 위협하는 단계에 이르렀다.

기후 변화 대응의 핵심 수단 중 하나는 ‘온실가스 감축’이다. 그리고 온실가스 감축 방안의 핵심은 바로 재생에너지이다. 따라서 한국 정부는 ‘2050 장기 저탄소 발전전략’에서 석탄발전소를 과감히 감축하고 재생에너지의 발전 비중을 높이는 등의 친환경 에너지 전환 정책을 비롯하여 구체적인 온실가스 감축 방안을 제시하고 있다.

이 책이 주목받는 이유는 재생에너지와 탄소중립에 대해 잘 모르는 독자들이 단기간에 이해 수준을 끌어올릴 수 있도록 기획되었기 때문이다. 먼저 재생에너지의 필요성과 국내외 현황에 대해 큰 틀을 제시하고 한국 재생에너지발전이 나아갈 방향과 선결 과제들을 이해하기 쉽게 정리해주고 있다. 가령 탄소중립과 재생에너지에 대한 주요 정의들은 물론 2050 장기 저탄소 발전전략에서부터 2050 탄소중립 시나리오 최종안, 2030 NDC 상향안까지의 개념을 순차적으로 다루며 독자의 이해를 돕는다. 재생에너지와 관련해서도 한국에서 가격 보상 체계가 움직이는 구조, 가격 전망 분석을 통하여 재생에너지의 역동적인 모습을 구체적인 수치와 함께 보여주고 있다.

《재생에너지와의 공존》은 단순히 경제·경영 서적에 머물지 않고 학술 영역까지 지경을 넓히고 있다. 그렇다고 이 책이 지루하지는 않다. 미디어에서 회자되는 최신 정보를 다루며 보다 깊이 알 수 있는 기회를 제공하기 때문이다. 이 책은 에너지 관련 산업현장에서 10년 이상을 발로 뛰어온 기자로서, 재생에너지에 대한 연구를 수행한 전문가로서의 생생한 기록이다. 구체적인 통계와 정책적 분석까지 흥미롭고 날카로운 식견이 한 권의 책으로 가득 담겨 있다. 《재생에너지와의 공존》은 에너지 분야에 관심 있는 기업, 학계, 정부, 공공기관 관계자라면 누구나 읽어보아야 할 필독서이다.

# 왜, 재생에너지인가?
─ 세상을 바꾸는 거대한 흐름, 재생에너지

기후 변화 대응, 온실가스 감축, 탄소중립 등은 이제 우리에게 결코 낯설지 않은 용어이다. 더 나아가 국가 온실가스 감축 목표(NDC), RE100, 그린뉴딜 등도 귀에 익숙해질 정도로 언론에 오르내린다. 그만큼 기후 변화 대응은 전 세계적인 관심사이자 반드시 해결해야 할 시대적 당면과제라고 할 수 있다. 그리고 그 모든 변화를 이끌어가는 핵심적인 주체가 바로 ‘재생에너지’이다.

한국도 세계적인 흐름에 발맞추어 2050 탄소중립을 선언하며 목표 달성을 위해 본격적인 행보에 나섰으며, 기후 변화 대응과 온실가스 감축의 주요 수단으로 재생에너지를 선택하였다. 이렇듯 한국뿐 아니라 전 세계적으로도 2015 파리협정을 실현하는 유력한 도구로서 재생에너지를 꼽는 이유는 무엇일까? 무엇보다 온실가스 감축과 일자리 창출 등의 측면에서 다른 에너지원을 앞서는 것으로 평가되기 때문이다.

이 시점에서 《재생에너지와의 공존》이 주목을 받는 이유가 바로 여기에 있다. 먼저 구체적인 데이터를 바탕으로 태양광과 풍력 등 각 재생에너지원별로 온실가스 배출 감소 효과와 일자리 창출 효과를 제시한다. 또한 재생에너지 시장의 향후 성장 전망을 분야별 자료를 통해 예측하며 재생에너지 비중을 더욱 확대하기 위한 요건들을 분석한다.

또한 신에너지와 재생에너지의 차이점을 명확히 이해시켜주며 재생에너지의 특장점을 알리는 동시에 재생에너지의 문제점으로 지적되는 요소들에 대해서도 적극적인 분석을 통해 해결책을 제안해준다. 생산, 저장, 공급, 유통, 소비에 이르는 시스템 관점에서 바라본다면 재생에너지는 한국의 발전사업자들에게 새로운 기술과 성장을 위한 긍정적인 기회가 된다. 제도적, 정책적인 변화 또한 우호적이다. 그렇기에 재생에너지와 관련한 모든 이슈를 분석하여 총망라한 《재생에너지와의 공존》은 특히 한국 재생에너지발전의 현재와 미래를 예측할 수 있는 훌륭한 단초를 제공한다.

최갑홍(성균관대학교 기술경영전문대학원 교수)
이 책은 재생에너지에 대한 개념과 국내외 현황은 물론 제도와 정책까지 독자들의 니즈를 충족할 수 있는 내용을 담고 있다. 뿐만 아니라 구체적인 통계와 정책적 분석을 제시함으로써 재생에너지의 발전과 생태계 조성에 대한 필자의 식견이 잘 묻어 있다. 기후 위기의 시대에 지구적 과제인 탄소중립 실현에 관심을 갖는 일반 독자는 물론 에너지 정책에 대한 새로운 정책적 과제와 해결 대안을 찾고자 하는 정책 전문가, 현장 이슈를 기반으로 재생에너지 분야에 연구를 수행하고자 하는 연구자와 산업 현장에서 에너지 관련 업무를 수행하고 있는 다양한 독자층이 읽어야 할 지식의 결정체로 독자들의 일독을 권한다.

허은녕(서울대학교 에너지시스템공학부 교수)
저자는 책을 통해 재생에너지의 필요성과 현황에 대해 설명하고, 또한 정책학 박사로서 한국의 관련 제도와 정책을 조목조목 보여주고 분석해준다. 특히 재생에너지의 특성 중 분산에너지에 대해 세밀하게 파헤치며 독자들의 이해를 돕고 있다. 한국 재생에너지의 생태계를 한눈에 조망하고 이해의 폭을 크게 넓힐 수 있는 흔치 않은 기회라고 할 수 있다. 기후 변화 협약과 탄소중립 선언이 우리에게 어떠한 모습으로 다가올지 알고 싶은 사람이라면 누구나 반드시 읽어보아야 할 책이다.

장영진(산업통상자원부 前 기획조정실장)
지금까지 재생에너지 시장과 정책을 모두 아우르는 책을 접한 적이 없었던 것 같다. 안희민 박사는 언론계와 기업을 거치면서 우리나라 재생에너지 성장 과정을 함께한 전문가답게, 현장에서 체득한 생생한 경험과 탁월한 분석력을 바탕으로 탄소중립 시대를 열어가는 데 필수적인 재생에너지의 필요성부터 발전 과정, 생태계 분석까지 총망라한 역작을 내놓았다. 재생에너지는 물론이고 에너지 분야에 몸담고있는 모두에게 도움이 될 역작이라 생각하며 기업, 학계, 정부와 공공기관 관계자 모두가 꼭 읽어보시기를 추천드린다.

임춘택(에너지경제연구원장)
2050 탄소중립이 선언되고 시나리오가 마련되었으며 2030 국가 온실가스 감축 목표(NDC)도 발표된 시점에서 시의적절한 책이 발간되어 반갑게 생각한다. 어려운 에너지 용어와 개념을 이해하기 쉽게 설명하면서도 현장의 어려움을 잘 소개하였으며 대안에 대한 고민도 담았다. 재생에너지 보급과 에너지 효율화와 전기화 등으로 에너지 전환이 원활히 이루어져서 우리나라가 친환경 에너지 선도 국가로 발돋움하는 데 길잡이가 되기를 바란다.

이원욱(국회과학기술정보방송통신위원장)
재생에너지 정책을 가장 중요하게 여겼던 의원 시절, 에너지 관련 간담회를 열었고 그 자리에는 언제나 안희민이 있었다. 그의 꾸준함에 반해 공동으로 책을 집필하자는 제의도 했다. 흔쾌히 받아들였고 우리는 『미래에너지백과사전』이라는 책에 공동 저자로 이름을 올렸다. 한번 책을 냈으니 우리는 재생에너지 분야에 있어서는 깐부다. 이제 그가 재생에너지의 모든 것을 담은 책을 발간한다고 한다. 탄소 중립 2050이라는 새로운 전환의 시대에 이 책이 재생에너지로 세상을 바꾸고 싶은 모든 분들에게 요긴하게 쓰이길 바란다.

Ⅰ 세상을 바꾸는 거대한 흐름, 재생에너지

1장 기후 변화 대응, 재생에너지에서 답을 찾다
21세기의 키워드 ‘기후 변화 대응’
왜 재생에너지인가?
재생에너지 확대를 위한 요건들

2장 전 세계가 함께 새로운 미래에 도전하다
재생에너지, 그 성과와 미래
글로벌 전력 부문에서 주도적 역할 수행
글로벌 재생에너지 시장 전망

3장 한국, 재생에너지 보급에 적극 동참하다
재생에너지, ‘신에너지’를 벗다
탄력받는 한국의 재생에너지
그린뉴딜, 재생에너지 보급을 견인하다
2050 탄소중립 시나리오의 확정
2030 NDC 상향 계획 수립

4장 한국 재생에너지발전의 길을 묻다
한국 재생에너지발전의 도전 과제
세계적 변화를 이끌어갈 새로운 기회

Ⅱ 시대의 변화를 주도하는 한국의 재생에너지

5장 신재생에너지 집적화단지에 눈을 돌리다
집적화단지 제도를 활용한 사업 개발
집적화단지 제도의 쟁점

6장 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)의 묘를 살리다
신재생에너지 공급을 의무로 하다
계통한계가격(SMP) 결정과 변동 요인
공급인증서가격의 예측
고정가격계약 경쟁입찰제도

7장 국내외 기업, RE100에 자발적으로 참여하다
RE100 이니셔티브
한국 산업계의 새로운 바람, K-RE100

8장 재생에너지 출력 제한으로 안정성을 높이다
재생에너지 출력 제한 시행 사례
제도 운영의 장단점

9장 영농형 태양광의 효율에 주목하다
농촌 태양광의 종류와 이슈
태양광 사업 관련 법안

Ⅲ 재생에너지 활성화를 위한 중장기 마스터플랜

10장 분산에너지 시스템 정착에 힘을 쏟다
분산에너지 활성화 추진 전략의 배경
기본 방향과 정책 과제
분산에너지 활성화의 추진 전략

11장 제9차 장기 송변전설비계획을 수립하다
전력 수요와 전력 생산의 불균형 해소
제9차 장기 송변전설비계획의 주요 내용

12장 계통연계형 마이크로그리드의 CO2 감축 효과를 입증하다
계통연계형 마이크로그리드 연구의 의의
국내외 마이크로그리드 연구 사례
계통연계형 마이크로그리드의 CO2 배출 관련 연구
HOMER를 이용한 시뮬레이션 분석 및 결과

재생에너지의 타의 추종을 불허하는 장점은 바로 전력을 생산할 때 무탄소·무연료·무방사능이라는 점이다. 특히 태양광과 풍력은 무한한 자연에너지인 햇빛과 바람을 이용하기 때문에 연료 걱정이 없을 뿐만 아니라 발전 과정에서도 온실가스를 배출하지 않는다. 태양광은 빛을 받은 태양전지의 N형 반도체와 P형 반도체 간 전자의 이동에 의해 발전하며, 풍력은 바람에 의해 터빈이 구동하는 힘으로 발전한다. 그래서 석탄, 천연가스, 우라늄과 같은 원료 소모와 온실가스 배출 없이 곧바로 전기를 생산할 수 있다.
# 1장 기후 변화 대응, 재생에너지에서 답을 찾다

신에너지와 재생에너지는 분명히 다르다. 재생에너지는 자연의 무한한 자원을 이용하거나 역내(域內)의 자원을 재활용한다는 점에서 기성 에너지와 차별화된다. 또한 신에너지는 여전히 가스(연료전지의 천연가스 개질 수소)나 석탄(IGCC) 기반 에너지원이기 때문에 재생에너지와 는 다르다. 예를 들어 수소에너지는 신에너지의 범주에 들어가지만 2021년 5월 기준 수소에너지의 대부분은 추출 수소(LNG 개질 수소)로서 화석연료 기반이라고 볼 수 있다. 2019년 1월 7일 산업부가 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 살펴보더라도 2021년에는 여전히 화석연료 기반이며 2022년경에야 수전해가 활용된다는 것을 알 수 있다.
# 3장 한국, 재생에너지 보급에 적극 동참하다

K-RE100은 2021년에 도입되었다. 참여 대상은 RE100 이니셔티브와 달리 전기 사용량 수준과 무관하다. 국내에서 재생에너지를 구매하고자 하는 산업용·일반용 전기 소비자라면 누구나 한국에너지공단 등록을 거쳐 참여가 가능하다. 재생에너지 100% 사용 선언이 없어도 참여할 수 있지만 산업부는 2050년까지 100% 재생에너지 사용을 권고하고 있다. RE100 이니셔티브와 달리 2050년까지 중간 목표는 참여자의 자율에 맡기고 있다.
대상이 되는 에너지원은 태양광, 풍력, 수력, 해양, 지열, 바이오에너지다. 한국에너지공단은 재생에너지 사용 확인서를 발급하는데, 이를 발급받은 기업은 RE100 이니셔티브 등에 제출하여 약정 목표 이행에 대한 증빙 자료로 활용할 수 있다. 국내에서는 온실가스 감축 실적으로 인정받을 수 있으며 중소·중견기업의 경우 조달 혜택과 보증을 받는 데 필요한 요건이 경감되는 혜택이 있다. K-RE100은 이와 관련하여 별도의 라벨링을 만들었는데 재생에너지 사용 비중을 20%부터 100%까지 표시할 수 있는 것이 특징이다.
#7장 국내외 기업, RE100에 자발적으로 참여하다

재생에너지 출력 제한이란 재생에너지의 공급 과잉이나 변동성이 발생하였을 때 전력 수급의 안정을 위하여 인위적으로 재생에너지 출력을 제한하는 것을 말한다.
미국 국립재생에너지연구소(National Renewable Energy Laboratory, NREL)에 따르면 재생에너지 출력 제한을 하는 이유는 송전선로 혼잡, 수급 균형, 계통 안정도 확보 때문이다. 송전선로 혼잡의 경우는 송전망 건설 속도가 재생에너지 건설 속도보다 늦어지거나 노후화되었을 때 송전 가능 용량이 부족하여 발생한다. 이때 출력 제한을 통하여 일시적으로 재생에너지 공급을 중단하게 된다. 또한 심야 시간처럼 재생에너지는 많지만 부하가 적은 시간대에 수급 균형을 유지하기 위하여 출력 제한을 하기도 한다. 더불어 계통 전압 및 주파수에 변동이 생길 때도 출력 제한을 통해 안정도를 유지하게 된다.
# 8장 재생에너지 출력 제한으로 안정성을 높이다

영농형 태양광에 대한 관심이 높아지면서 최근 늘어나는 귀농 가구의 기본 소득으로도 각광받고 있다. 이와 관련해서는 이미 20~21대 국회에 걸쳐 여러 의원들이 관련 법안을 상정한 상태이다.
영농형 태양광은 농촌 태양광의 하위 개념이다. 농촌 태양광은 농촌형 태양광, 영농형 태양광, 농업용 저수지 태양광으로 세분된다. 그중 농촌형 태양광은 농지 가운데 영농 활동이 지속되지 못하는 휴경지나 유휴부지 등의 잉여 공간을 활용하여 농지를 태양광발전 시설 부지로 전용하도록 하는 형태다. 그리고 영농형 태양광이란 농지의 하부에는 영농 활동을 지속하며 상부에 일정 간격으로 태양광 모듈을 분산 배치하여 하부 농작물에 충분한 태양광이 조사될 수 있게 하는 태양광발전을 말한다. 마지막으로 농업용 저수지 태양광은 공공 소유 농업용 저수지 인근에 거주하는 지역 주민 또는 협동조합이 해당 저수지 수면에 태양광발전소를 설치하는 사업이다. 이 가운데 영농형 태양광이 관심을 모으는 이유는 농민의 소득 증진과 태양광발전 보급을 동시에 이룰 수 있다는 기대감 때문이다.
#9장 영농형 태양광의 효율에 주목하다

계통과의 연결 유무에 따라 마이크로그리드는 독립형 마이크로그리드와 계통연계형 마이크로그리드로 분류할 수 있다. 독립형 마이크로그리드는 전력을 공급받지 않고 자체적인 발전을 통해 전기를 수급한다. 반면 계통연계형 마이크로그리드는 계통에 연결되어 필요한 전력을 일부분 끌어 쓸 수 있으므로 독립형 마이크로그리드보다 안정적이다. 즉 태양광과 풍력발전 등 재생에너지를 이용하여 필요한 전력을 자체적으로 생산하되, 부족한 전력은 계통에서 공급받을 수 있으므로 전력을 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서 계통연계형 마이크로그리드는 산업 부문에서 에너지 전환 노력을 확대하기 위한 주요한 방안이 될 수 있다.
# 12장 계통연계형 마이크로그리드의 CO2 감축 효과를 입증하다