[투데이에너지 장재진 주필]
2025년 새해가 밝았다. 투데이에너지는 신년특집 주제를 ‘지속 가능한 미래를 위한 에너지 혁신’으로 정했다. 지속 가능한 미래를 위한 에너지는 기후 변화 대응과 자원 고갈 문제를 해결하는 열쇠이다. 재생 가능 에너지 기술의 발전, 에너지 효율성 증대, 스마트 그리드 시스템 도입은 우리의 삶을 변화시키고 환경을 보호하는 데 기여한다. 미래 세대를 위한 깨끗하고 안전한 에너지원 확보는 이제 선택이 아닌 필수가 됐다. 지속 가능한 에너지를 위한 혁신적 기술은 인간과 자연이 조화롭게 공존하는 미래를 이끌어낸다. 인류의 삶의 질을 개선하면서도 환경을 보호할 방법들을 모색하는 것이 중요하다. 이에 2025년 신년특집은 수소 경제 발전 방향과 인프라. 에너지 저장 기술의 혁신, 원전 에너지 시장의 변화, 에너지 산업의 미래 전망에 대해 알아보는 기획을 마련했다. /편집자 주
■에너지 생산과 소비 방식 혁신해야
지속 가능한 미래를 위한 에너지 혁신의 길은 인류와 지구의 지속 가능성을 확보하는 데 필수적 이다. 기후 변화, 자원 고갈, 환경 파괴 등 다양한 문제에 직면한 현대 사회는 에너지 생산과 소비 방식을 혁신해야 할 시점에 와있다. 이러한 혁신은 기술적 진보뿐만 아니라 정책적, 사회적 변화와도 밀접하게 연관되어 있다.
첫째, 재생 가능 에너지의 확대가 중요하다. 태양광, 풍력, 수력과 같은 재생 가능 에너지원은 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 온실가스 배출을 현저히 감소시킬 수 있다. 특히 태양광 발전은 기술 발전으로 인해 효율성이 높아지고 있으며 설치 비용 또한 감소하고 있다. 풍력 발전 역시 해상 풍력과 같은 새로운 기술이 상용화되면서 더 많은 지역에서 활용 가능해지고 있다. 이러한 재생 가능 에너지는 중앙집중형 발전 방식에서 벗어나 분산형 에너지 시스템으로의 전환을 촉진한다.
둘째, 에너지 저장 기술의 발전이 필요하다. 재생 가능 에너지는 날씨와 시간에 따라 변동성이 크기 때문에 이를 안정적으로 공급하기 위해서는 효율적인 에너지 저장 시스템이 필수적이다. 리튬 이온 배터리, 플로우 배터리, 수소 저장 기술 등 다양한 에너지 저장 기술이 연구되고 있으며, 이들은 전력망의 안정성을 높이고 에너지 사용의 유연성을 제공한다.
셋째, 스마트 그리드 기술이 에너지 혁신에 기여할 수 있다. 스마트 그리드는 정보통신 기술(ICT) 을 활용하여 에너지 생산과 소비를 최적화하는 시스템이다. 이를 통해 소비자는 실시간으로 에너지를 모니터링하고 필요할 때 최적의 가격으로 에너 지를 소비할 수 있다.
■재생 가능 에너지 대규모 프로젝트 진행 중
태양광 에너지는 지난 몇 년간 급속히 성장해 왔다. 2024년 기준 전 세계 태양광 발전 용량은 약 1,200GW를 초과할 것으로 추산됐다. 이는 2020년 대비 30% 증가한 수치이며 지속적인 기술 발전과 정책 지원, 그리고 태양광 발전에 대한 수요 증가에 기인했다. 특히, 중국, 미국, 유럽연합 국가들이 주요 태양광 발전 시장으로 자리 잡고 있으며 많은 국가가 재생 가능 에너지 비율을 높이기 위해 태양광 발전을 적극적으로 도입하고 있다.
풍력 에너지도 빠르게 발전하고 있다. 2023년 글로벌 풍력 발전 용량은 약 900GW에 이르며 이는 전체 전 세계 전력의 약 7%를 차지했다. 특히 해상 풍력 발전이 특히 주목받고 있으며 유럽과 아시아에서 대규모 프로젝트가 진행되고 있다.
탄소 중립 목표와 정부의 정책을 보면 전 세계 적으로 탄소 중립 목표를 설정하는 정부가 증가하고 있다. 2023년 기준으로 130개국 이상이 2050년 까지 탄소 중립을 목표로 하고 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해 다양한 정책이 시행되고 있다.
한국은 2050년 탄소 중립 목표를 설정하고 이를 위한 다양한 정책을 추진하고 있다. '2050 탄소 중립 시나리오'에 따르면, 한국은 2030년까지 온실가스 배출량을 2018년 대비 40% 줄일 계획이다. 이를 위해 재생 가능 에너지 비율을 2030년까지 20%로 늘리고, 석탄 발전소의 폐쇄를 추진하고 있다.
EU는 2030년까지 온실가스 배출량을 1990년 대비 55% 줄이는 목표를 설정하고 탄소세 도입을 검토하고 있다.
에너지 기술 발전은 지속 가능한 에너지 혁신의 핵심 요소이다. 2024년 기준으로 에너지 효율성을 높이는 다양한 기술이 상용화되고 있다.
스마트 그리드는 에너지 소비를 최적화하고 재생 가능 에너지의 통합을 촉진한다.
배터리 기술의 발전으로 에너지 저장 시스템 (ESS)의 용량이 증가하고 있다. 2023년 기준, 리튬 이온 배터리는 시장의 90%를 차지하며 가격은 2010년 대비 90% 이상 하락했다. 이는 태양광 및풍력 에너지를 효율적으로 저장하고 활용하는 데큰 도움이 된다.
전 세계적으로 에너지 효율성을 높이기 위한 다양한 기술이 개발되고 있다. LED 조명, 고효율 전기기기, 그리고 건물의 에너지 관리 시스템 (BEMS) 등이 그 예다. 이러한 기술들은 에너지 소비를 30% 이상 줄이는 데 기여하고 있다.
■재생 가능 에너지원의 발전 추세
전 세계 태양광 발전 용량은 매년 평균 20~30% 성장하고 있다. 기술 발전으로 태양광 패널의 효율 성이 향상되어 현재 상용화된 고효율 패널은 약 25%의 변환 효율을 기록하고 있다.
태양광 발전의 설치 비용이 지속해서 감소하고 있으며, 2010년 대비 약 90% 이상 낮아졌다.
해상 풍력은 기술 혁신을 통해 터빈의 크기와 효율성이 증가하여 단위 면적당 생산 가능한 전력 량이 크게 향상됐다.
바이오에너지는 연료, 전력, 열 등 다양한 용도로 활용되고 있으며, 지속 가능한 원료를 사용한 생산이 증가하고 있다. 바이오가스와 같은 기술이 발전하여 폐기물에서 에너지를 효율적으로 생산할 수 있게 됐다.
에너지 저장 기술도 발전을 속도를 내고 있다.
리튬 이온 배터리의 발전으로 재생 가능 에너지의 저장과 활용이 쉬워졌다. 가격이 2010년 대비 90% 이상 감소했다. ESS(에너지 저장 시스템)는 재생 가능 에너지원의 변동성을 보완하기 위한 저장 시스템의 수요가 증가하고 있다.
많은 국가가 탄소 중립 목표를 설정하고 재생 가능 에너지에 대한 지원을 강화하고 있다.
재생 가능 에너지 프로젝트에 대한 민간 투자도 증가하고 있으며, ESG(환경, 사회, 지배구조) 경영이 확산되고 있다.
이러한 추세는 기후 변화 대응 및 에너지 전환을 위한 필수 요소로, 앞으로도 지속적인 기술 개발과 정책적 지원이 필요하다.
글로벌 태양광 발전 용량 약 1,200GW 추산
풍력 발전 용량, 약 900GW로 세계 전력 7%
■세계 각국의 에너지 전환 정책
세계 각국에서 시행하고 있는 에너지 전환 정책은 다양하다.
유럽연합(EU)의 그린 협상은 2050년까지 탄소 중립 목표를 설정하고 재생 가능 에너지의 비율을 32%로 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 다양한 재정 지원과 정책을 마련하고 있다. EU 계획은 에너지 안보를 강화하고 화석 연료 의존도를 줄이기 위해 재생 가능 에너지의 신속한 확대를 추진하고 있다.
미국의 기후 계획은 2035년까지 청정 전력 목표를 세우고 재생 가능 에너지에 대한 대규모 투자를 추진하고 있다. 세액 공제와 보조금을 통해 태양광과 풍력 발전을 지원하고 있다.
인프라 법안은 재생 가능 에너지 프로젝트를 위한 인프라 개선과 전력망 현대화를 포함하고 있다.
한국은 2050년까지 탄소 중립을 목표로 하며 이를 위해 재생 가능 에너지 비율을 20%로 늘리는 계획을 세웠다. 신재생에너지 공급인증서(REC)는 재생 가능 에너지 발전을 장려하기 위한 제도로 발전업체가 재생 가능 에너지를 생산할 때 인증서를 발급받아 거래할 수 있는 제도이다.
중국의 14차 5개년 계획은 재생 가능 에너지의 비율을 20%로 늘리고, 2030년까지 탄소 배출 정점을 찍겠다는 목표를 설정했다. 대규모 태양광 및풍력 프로젝트를 통해 중국은 세계 최대의 태양광및 풍력 발전국으로 대규모 프로젝트를 통해 재생 가능 에너지의 생산을 확대하고 있다.
일본의 재생 가능 에너지 확대 정책은 2030년까지 재생 가능 에너지 비율을 36~38%로 높이는 목표를 세우고 태양광, 풍력, 바이오에너지 등의 개발을 촉진하고 있다.
이러한 정책들은 각국의 에너지 전환을 촉진 하고 재생 가능 에너지의 비율을 높이며 기후 변화에 대응하기 위한 중요한 노력이다. 각국의 정책은 서로 다른 환경과 필요에 맞춰 조정되고 있으며, 글로벌 에너지 전환의 흐름에 기여하고 있는 것이다.
지속 가능한 미래를 위한 에너지 혁신은 기술 적, 경제적, 사회적 요소가 복합적으로 작용해야 이루어질 수 있다. 지속 가능한 에너지원의 확대, 에너지 저장 기술의 발전, 스마트 그리드의 도입, 에너지 효율성 증대, 정책적 지원 및 사회적 인식의 변화가 함께 이루어질 때 우리는 더나은 미래를 향한 길을 열 수 있을 것이다.