[산업탐구] 대체 에너지와 신재생 에너지: 환경과 에너지 안정성을 위한 미래

1. 소개 

 대체 에너지와 신재생 에너지는 21세기에 지속 가능한 발전을 위한 핵심 요소로 간주됩니다. 대체 에너지는 화석 연료 대신에 사용되는 다양한 형태의 에너지를 의미합니다. 이에는 태양, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스 등이 포함됩니다. 이러한 대체 에너지는 환경 오염을 줄이고 지구 온난화를 방지하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 에너지 공급의 안정성을 증대시키는 데에도 기여합니다. 특히 신재생 에너지는 대체 에너지 중에서도 화석 연료에 의존하지 않는 에너지원을 말합니다. 태양광, 풍력, 수력 등의 신재생 에너지는 무한한 자원으로 여겨지며, 지속 가능한 에너지 공급을 위한 중요한 역할을 합니다.

 

■ 대체 에너지, 신재생 에너지 이해하기

 재생에너지(Renewable energy) 사용함으로써 1차 에너지 공급의 총량을 늘리지 않으면서, 지속가능한 발전에 기여할 수 있습니다. 1차 에너지 공급(Primary Energy Supply)는 자연 환경에서 직접 채취하거나 추출이 가능하여 생산할 수 있는 에너지 총량을 의미합니다. 즉 원유, 천연가스, 석탄, 식물성 바이오매스, 태양열에너지 등을 포함합니다. 재생 가능한 에너지는 수력(양수 저장 제외), 지열, 태양열, 풍력, 조수 및 파도과 같은 1차 에너지를 이용한 발전을 말합니다. 한편 고체 바이오연료, 바이오가솔린, 바이오디젤, 기타 액체 바이오연료, 바이오가스 및 도시 폐기물의 재생 가능한 부분에서 파생된 에너지도 포함됩니다. 이처럼 재생어네지는 지속 가능하고, 친환경적인 에너지원을 이용하여 생산된 에너지를 지칭합니다.

 

 대체에너지(Alternative energy)는 화석연료에 의존하지 않는 다양한 에너지원을 포함합니다. 이는 재생에너지를 포함하고 있는 큰 범주의 개념으로, 화석연료를 대체하는 에너지원을 말합니다. 주로 원자력과 같은 비재생 가능한 에너지도 포함할 수 있습니다.

 Renewable energy is defined as the contribution of renewables to total primary energy supply (TPES). Renewables include the primary energy equivalent of hydro (excluding pumped storage), geothermal, solar, wind, tide and wave sources. Energy derived from solid biofuels, biogasoline, biodiesels, other liquid biofuels, biogases and the renewable fraction of municipal waste are also included. Biofuels are defined as fuels derived directly or indirectly from biomass (material obtained from living or recently living organisms). This includes wood, vegetal waste (including wood waste and crops used for energy production), ethanol, animal materials/wastes and sulphite lyes. Municipal waste comprises wastes produced by the residential, commercial and public service sectors that are collected by local authorities for disposal in a central location for the production of heat and/or power. This indicator is measured in thousand toe (tonne of oil equivalent) as well as in percentage of total primary energy supply. - 신재생 에너지에 대한 OECD 정의

출처: https://media.skens.com/3153

 

■ 화석연료 대체하기 위한 에너지가 등장하게된 배경

 1970년대 두 차례 오일쇼크는 대체 에너지에 대한 필요성을 강조하는 중요한 사건 중 하나였습니다.  아이너리하게도, 환경보호 측면보다는 안보 문제가 대체에너지 산업의 등장을 알렸습니다. 당시 에너지 공급 안정성은 국가의 안보에 직결되는 문제로 인식되었습니다. 마찬가지로 현재도 친환경이란 환경 보호를 위한 지구 온난화 정책으로 간주되지만, 서구 국가들의 중국 견제를 고려하여 대체 에네저에 대한 관심이 증가했다고 말하야도 과언이 아닙니다.

 

 대체에너지 산업에서 초기에 태양광 산업이 주목받았지만, 현재 태양광, 수력, 풍력 에너지 모두 관심이 받고 있습니다. 그러나 투자시장에서는 수익성 문제로 큰 관심받지 못하고 있는 현실이며, 오히려 외면받아 왔던 수소, 소형원자로 산업에 대한 관심이 더 커지고 있습니다.

 

2. 에너지 섹터별 발전 추이

■ 글로벌 & 미국 재생에너지원별 발전량

 전세계 재생에너지원 발전량은 수력, 풍력, 태양광, 바이오 에너지가 주로 차지합니다. 특히 수력, 풍력, 태양광이 전체 재생 에너지 발전량에서 주요 비중을 차지하며, 이 중에서도 연 평균 성장률이 가장 빠른 것은풍력과 태양광입니다. 재생에너지원 발전량 성장 1위는 태양광이며, 풍력은 그 뒤를 이은 2위입니다. 미국의 경우도 글로벌과 유사하게 발전량의 비중, 성장이 비슷합니다.

 

 

출처: https://renewableenergyfollowers.org/2899

 

■ 글로벌 & 미국 재생에너지원별 소비량

  1970년부터 대체에너지에 대한 관심이 점차 증가하면서, 재생에너지 소비량도 변화하게 되었습니다. 과거에는 재생에너지의 소비량 변화가 크지 않았으나, 2010년을 기점으로 소비량이 상당히 증가하기 시작했습니다. 이러한 증가 추세는 전 세계적인 관심과 환경 문제에 대한 우려, 그리고 에너지 안보와 관련된 이슈들이 주요 원인 중 하나입니다. 특히 미국에서는 에너지 안보 문제와 함께 지속 가능한 에너지에 대한 요구가 높아지면서 재생에너지 소비량이 크게 늘어나고 있습니다.

 이러한 추세는 주요 재생에너지원인 태양광, 풍력, 수력 등의 소비량 증가와도 일치합니다. 특히 태양광 및 풍력 발전은 기술의 발전과 정부의 지원으로 인해 빠르게 성장하고 있어서, 재생에너지 소비량 증가에 큰 영향을 미치고 있습니다.

출처: https://www.cfe.org/20210511_23694

 

 

3. 대체에너지 및  신재생 에너지 산업의 경제적 측면

 국가별 저렴한 에너지를 분석한 결과를 살펴보면, 한국과 일본은 석탄을 이용한 발전 비용이 비교적 저렴하고, 러시아는 천연가스가 저렴한 것으로 나타납니다. 이러한 경향은 신재생 에너지 산업이 특정 자연 환경가진 국가들에게 과도한 비용이 필요할 있음을 시사합니다. 반면에 미국, 유럽, 중국과 같은 국가들은 풍력과 태양광 등 재생에너지 비용이 상대적으로 저렴한 것으로 확인됩니다.

 

출처: https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/983446.html

 

 

 이러한 변화의 배경에는 신재생 에너지 기술의 발전과 정부의 지원이 큰 역할을 하고 있습니다. 특히, 태양광과 풍력 발전 단가가 지난 10년 동안 70~80% 이상 하락한 것은 이러한 기술 발전의 결과입니다. 그러나 발전 단가의 하락에도 불구하고, 지형에 따른 발전 비용 문제는 여전히 존재합니다.

 

출처: https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/983446.html

 

 

 한편, 한국의 신재생 에너지 산업은 생산유발효과 측면에서 평균을 상회하는 것으로 나타났지만, 부가가치유발효과와 고용유발효과는 상대적으로 낮은 수준입니다. 신재생에너지 원별로는 풍력, 연료전지, 소수력, 태양광이 경제적 파급효과가 큰 것으로 나타났습니다(출처: 이철용, 2021). 이러한 경제적 파급효과를 통해 신재생 에너지 산업이 지속 가능한 발전을 이루고 있는 것으로 판단됩니다.