[투데이에너지 장재진 기자] 에너지 대전환 시대에서 신재생에너지 산업의 역할과 미래는 매우 중요하다. 지구 온난화와 기후 변화의 위협이 증대되면서, 전 세계는 탄소중립이라는 거대한 목표를 향해 나아가고 있다. 이러한 에너지 대전환의 중심에는 신재생에너지 산업이 있다. 화석연료 의존도를 줄이고 지속 가능한 에너지 시스 템을 구축하기 위한 신재생에너지의 중요성은 날마다 커지고 있으며, 기술 발전과 정책적 지원에 힘입어 전례 없는 성장세를 보이고 있다. /편집자 주
신재생에너지 산업의 현황
현재 신재생에너지 산업은 전 세계적으로 빠르게 성장하며 주요 에너지원으로 부상하고 있다. 특히 아시아, 유럽 등 주요 국가들이 강력한 재생에너지 확대 정책을 추진하면서 시장 규모가 급격히 확대되고 있다.
2023년 기준 한국의 신재생에너지 사업체 수는 13만 9066개로 전년 대비 16.92% 증가했 으며, 종사자 수는 19만 1186명으로 전년 대비 9.39% 증가하는 등 산업 전반이 성장세를 보이고 있다. 전 세계 신재생에너지 발전량은 2023 년 8969TWh, 2024년 9848TWh에 달했으며, 2025년에는 1만1067TWh, 2026년에는 1만2164TWh 로 지속적인 증가가 예상된다. 국제에너지기구(IEA)는 신재생에너지가 2025년에 최대 전력원으로 등극할 것이라고 전망했다.
에너지 믹스 내 비중 확대
2025년 한국의 총 발전량 중 신재생에너지의 비중은 12%대로 전망되고 있다. 이는 2024년에 11%를 돌파한 것에서 더욱 증가하는 수치이다. 2023년에는 1차 에너지에 대한 신재생에너지 비율이 5.73%였다. 특히, 2023년 한국 태양광 생산량은 2019년 대비 408만 6528toe 증가하며 가장 큰 폭의 성장을 기록했다. 한국에너지공단에 따르면 2024 년 국내 태양광 설치량은 약 2.5GW에서 3.0GW 사이로 추정되며, 이는 전년 대비 15% 감소한 수치로 분석되기도 했다.
한국의 전체 전력 생산에서 태양광이 차지하는 비중은 5% 수준으로 나타났다. 이는 전 세계적으로 태양광 발전 비중이 크게 늘어나는 추세와는 다소 차이가 있는 수치이다.
생산량은 설치량 외에도 일조량 등 여러 요인에 따라 달라지기 때문에 설치량과 직접적으로 같다고 보기는 어렵다. 바이오, 연료전지, 폐기물, 수력, 풍력 등도 꾸준히 증가하고 있다.
정책·투자 동향과 과제
각국 정부는 신재생에너지 확대를 위해 보조금 지급, 세금 혜택, 의무 공급 제도(RPS) 등 다양한 정책을 시행하고 있다. 예를 들어, 한국은 태양광 설치를 위한 보조금 지원 정책을 통해 일반 가구의 태양광 패널 설치를 장려하고 있다. 이러한 정책은 전기요금 절감뿐만 아니라 온실가스 감축 효과를 가져온다. 2025년도 신재생에너지 금융지원사업 지원 공고가 이루어지는 등 정부 차원의 금융 지원도 활발하다.
기업들도 ESG 경영 강화와 RE100 달성을 위해 신재생에너지 투자를 확대하고 있다. RE100 참여 기업에 대한 지원 비율을 높이는등 지원 제도의 변화도 나타나고 있다.
풀어야 할 과제로는 간헐성 문제와 계통 연계 및 인프라 문제다. 태양광과 풍력은 기상 조건에 따라 발전량이 달라지는 간헐성을 가지고 있어 안정적인 전력 공급에 도전 과제가 되고 있다. 계통 연계 및 인프라 분야에서는 신재생 에너지 발전소가 확산됨에 따라 전력망과의 안정적인 연계 및 송배전 인프라 확충이 필수적이다.
초기 투자 비용과 공급망 안정성도 해결해 나갈 과제이다. 여전히 화석연료 발전 대비 높은 초기 투자 비용이 부담으로 작용할 수 있다. 특정 국가에 편중된 원자재 및 부품 공급망은 불안정성을 야기할 수 있다.
신재생에너지 신기술
신재생에너지 산업의 성장은 혁신적인 기술 발전에 기반하고 있다. 효율성 향상, 비용 절감, 안정성 확보를 위한 다양한 신기술들이 개발 및 상용화되고 있다.
태양광 기술로는 고효율 태양전지, 양면 발전 모듈(Bifacial Module), 수상 태양광 및 영농형 태양광 등이 주목받고 있다.
고효율 태양전지 분야에서는 페로브스카이트(Perovskite) 태양전지, 탠덤(Tandem) 태양전지 등기존 실리콘 태양전지의 효율 한계를 뛰어 넘는 차세대 태양전지 기술 개발이 활발하다. 이는 더 적은 면적에서 더 많은 전력을 생산할 수 있게 한다.
양면 발전 모듈은 모듈의 앞면과 뒷면 모두에서 빛을 흡수하여 발전 효율을 높이는 기술로, 특히 반사광이 많은 지역이나 설비에 유리하다.
수상 태양광 및 영농형 태양광은 유휴 수면이나 농경지를 활용하여 태양광 발전을 하는 기술로, 토지 이용 효율성을 극대화하고 추가 수익을 창출할 수 있다.
풍력 기술로는 해상풍력 발전, 대형 터빈 개발, 스마트 풍력 발전소, 에너지 저장 시스템(ESS) 기술 등이 주목 받고 았다.
해상풍력 발전은 육상 풍력의 제약(소음, 미관, 부지)을 극복하고 더 안정적이고 강한 바람 자원을 활용하는 해상풍력이 빠르게 확대되고 있다. 고정식 해상풍력뿐만 아니라 심해에 설치 가능한 부유식 해상 풍력 기술 개발이 핵심 과제로 떠오르고 있다.
대형 터빈 개발은 터빈 날개 길이와 높이를 증가시켜 발전 용량을 극대화하는 추세이며, 이는 발전 단가 하락으로 이어진다.
스마트 풍력 발전소는 인공지능(AI)과 사물인터넷 (IoT) 기술을 활용하여 바람의 방향과 속도를 예측하고, 터빈 운영을 최적화하여 발전 효율을 높이는 기술이다.
에너지 저장 시스템(ESS) 기술로는 차세대 배터리 기술인 리튬이온 배터리의 한계를 보완하기 위한 전고체 배터리, 나트륨 이온 배터리, 흐름 전지(Flow Battery) 등 장시간 대용량 저장이 가능한 배터리 기술이 연구되고 있다.
수소 저장 기술 연계 분야에서는 잉여 신재생에너지를 활용하여 물을 전기분해하여 수소를 생산하고, 이를 저장한 후 필요할 때 연료전지를 통해 전기로 변환하는 ‘수소 저장 시스템’이 신재생에너지 간헐성 문제를 해결할 핵심 기술로 주목받고 있다.
스마트 그리드 및 디지털 기술분야에서는 인공지능(AI) 기반 전력망 운영이 주목받는다. 이는 AI가 전력 수요와 공급을 예측하고, 신재생에너지 발전량을 실시간으로 조절하여 전력망의 안정성과 효율성을 극대화한다.
블록체인 기반 전력 거래 기술은 소규모 발전사업자와 소비자가 직접 전력을 거래할 수 있는 플랫폼을 구축하여 에너지 프로슈머(생산자+소비자)를 활성화 한다.
바이오에너지 및 지열 에너지는 폐기물 및 바이오 매스를 활용한 에너지 생산 기술의 효율성을 높이고, 고도화된 지열 발전 기술 개발을 통해 안정적인 기저 부하 전원으로서의 역할을 확대하고 있다.
신재생에너지 산업의 향후 전망
신재생에너지는 기후 변화 대응과 에너지 안보라는 전 세계적인 목표 달성에 없어서는 안 될 핵심 요소로서, 앞으로도 강력한 성장세를 이어갈 것으로 보인다.
IEA의 전망처럼 2025년에는 신재생에너지가 세계 최대 전력원이 될 것이며, 2030년까지 전력 시스템의 핵심으로 자리매김할 것이다. 이는 전 세계적으로 화석연료 발전을 대체하며 탄소 배출량을 크게 줄이는데 기여할 전망이다.
지속적인 기술 발전과 경제성 확보분야에서 고효율 태양광, 대형 해상풍력 터빈, 장주기 에너지 저장 시스템 등의 기술 발전이 가속화되면서 발전 단가가 더욱 하락하고 경제성이 향상될 것이다. 이는 신재생 에너지의 경쟁력을 더욱 강화하고 투자 유인을 확대할 것이다.
정책 및 규제 환경의 긍정적 변화를 전망을 보면 탄소 배출권 거래제, 탄소 국경 조정 메커니즘(CBAM), 재생에너지 의무 비율 확대 등 기후 변화 대응을 위한 국제 및 국내 정책과 규제가 더욱 강화될 것이다. 이러한 정책은 신재생에너지 시장의 성장을 촉진하는 강력한 동력이 될 것이다.
‘탄소중립’과 ‘에너지 안보’ 주요 목표
산업통상자원부에 따르면 2024년 신재생에너지 발전 비중이 처음으로 10%를 돌파한 것은 태양광 중심의 설비 확대, 발전 여건 개선, 그리고 투자 활성화가 이루어진 결과다. 이는 정부의 재생에너지 산업 육성 정책과 대규모 시장 조성 노력에 힘입은 바가 크다고 할 수 있다.
정부의 신재생에너지 정책은 ‘탄소중립’과 ‘에너지 안보’를 주요 목표로 삼고 있다. 이를 위해 다음과 같은 구체적인 정책 방향이 제시됐다.
해상풍력 산업 생태계를 조성하기 위해 대규모 해상풍력 단지 개발을 지원하고 관련 인프라를 구축하는 데 집중하고 있다.
태양광 발전의 질서 있는 확산을 위해 무분별한 확산을 방지하고, 체계적인 보급을 위한 노력이 이루어지고 있다.
새로운 시장에 맞는 제도 전환도 추진하고 있다. 즉, 신재생에너지 시장의 변화에 맞춰 제도적인 개선을 추진하며, 시장 경쟁력을 강화하고 있다.
이러한 정책 변화를 통해 신재생에너지의 비중이 점진적으로 증가하고 있으며, 이는 장기적인 에너지 믹스 변화와 탄소 감축 목표 달성에 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.