2024.11.06 에너지 전환 주요 이슈
에너지 전환 관련 글로벌 동향 분석(영국 2030년 청정전략 분석 포함)
1. 캘리포니아 - 전력망에서 배터리의 활용은 보편적
전기는 충분히 저장할 수단이 없으며, 공급과 소비가 동시에 일어나므로 여유 있는 생산과 비상 상황에 대처한다는 개념이 오랫동안 중력처럼 여겨졌다. 재생에너지가 급증함과 동시에 전력저장장치 역시 빠르게 가격이 낮어지며 설치, 보급되면서 이제 전력저장장치의 역할은 새로운 전기를 맞이 하고 있다.
"배터리는 이제 전 세계의 일부 에너지 시스템에서 큰 역할을 하고 있습니다. 얼마 전까지만 해도 배터리의 기여를 상상조차 할 수 없었을 캘리포니아를 보세요. 배터리가 경쟁할 수 있을 것이라고 예상한 사람은 거의 없었습니다."
https://x.com/janrosenow/status/1853821676489695535
캘리포니아 24시간 전력수급(Balancing)을 살펴보면 배터리가 유의하게 커져 있는 부분이 확인된다. 배터리의 역할을 점점 더 중요해지고, 이제 단기 전력저장은 리튬이온이 장기 전력저장에 대한 기술적 도전과제가 남아 있는 상황이 아닐까 싶다.
캘리포니아의 전력망에서 배터리의 존재는, 이제 마치 오랜 친구처럼 자연스럽다. 전력의 흐름이 끊임없이 이어지는 이곳에서 배터리는 언제나 그 자리에 있어, 눈에 보이지 않지만 중요한 역할을 하고 있다.
6 AM - 12 PM (아침부터 점심까지)
태양이 떠오르면서 태양광 발전량이 급격히 증가한다. 이른 아침의 낮은 발전량은 해가 떠오르며 점차 높아지고, 정오 무렵에는 태양광 발전이 정점을 찍는다. 배터리는 이때 잉여 전력을 저장하여 이후에 사용할 준비를 한다.
12 PM - 6 PM (점심부터 저녁까지)
태양광 발전이 최고조에 이르며, 공급이 수요를 초과하는 시간대다. 이때 배터리는 남는 전력을 효과적으로 저장하여, 저녁 시간대에 대비한다.
6 PM - 12 AM (저녁부터 자정까지)
해가 지며 태양광 발전이 줄어들기 시작한다. 이때 배터리에서 저장된 전력이 방출되며, 저녁 수요를 충족한다. 배터리는 태양이 사라진 후에도 전력을 안정적으로 공급하는 핵심적인 역할을 수행한다.
<소결>
배터리는 캘리포니아 전력망의 숨은 조력자로 자리 잡았다. 태양이 떠오르고 지는 하루의 흐름 속에서, 배터리는 시계처럼 정확하게 그 역할을 수행하며 전력 공급의 균형을 맞춘다. 이 작은 전자기기(상대적으로)가 지닌 힘은 예상 밖의 안정감을 주며, 전력공급의 안정성을 확보하는 데 기여한다.
2. 중국의 제조업 비중
"중국이 세계의 공장이 되었다"라는 표현은 매우 진부한 오래된 표현이다. 그런데, 차지하는 비중이 최근 20여년간 증가한 것을 보면 어떻게 표현해야 할지 모르겠다.
https://x.com/haugejostein/status/1853731496126779461
"2000년 중국은 전 세계 제조업의 6%를 차지했습니다. 2030년에는 중국이 전 세계 제조업의 거의 절반을 차지할 것으로 예상됩니다. 이러한 변화는 현대 세계 경제에서 전례가 없는 일입니다."
https://mipforum.org/mipf-documents/ (차후 읽어보면 좋을 보고서 링크)
3. 반핵(탈핵) 인사 EU 에너지 집행위원으로 승인
원자력을 단순히 에너지원으로 보는 것은 봐야하는 사실의 일부만 보는 셈이다. 원자력은 핵물질을 활용하는 발전원으로 군사(안보)와 밀접히 관련을 가지며, 사회적 저항과 같은 시민의식과 부딪히거나 일부 협조적인 형태로 기술과 시장이 구현, 운영된다. 2024년 11월 현재, 원자력 전반에 대한 온기 혹은 낙관이 올라오는 가운데, 반핵 인사가 EU의 에너지 집행위원이 된 부분은 정치적으로 새로운 변곡점을 형성할지도 모르겠다.
" 속보: 유럽의회, 반핵 에너지 집행위원 승인 오늘 오전 댄 요르겐센에 대한 긴 공방 끝에, 그는 이제 산업 및 고용 위원회에서 2/3의 지지를 확보하여 EU의 새로운 에너지 집행위원이 되었습니다."
"요르겐센, 유럽 의회 청문회에서 3분의 2의 다수 찬성 확보
역사적으로 핵에 대해 회의적이었던 덴마크 출신의 요르겐센은, 해당 기술에 대해 자신이 제한적인 지원만을 할 것이라는 점을 매우 명확히 했다.
요르겐센의 개인적인 접근법은 효과적이었다 – 그는 개회 연설이 끝난 후 유럽 의회 의원들로부터 박수를 받았다."
요르겐센의 에너지 정책에 대한 의견을 추가적으로 찾아보니, 아래의 인터뷰가 있어서 옮겨본다. 원자력을 존중하나 확산에 대해서는 부정적이라고 평할 수 있다. (인터뷰를 통해, 어떤 논의가 유럽 의회에서 후보검증 때 이뤄지는지 간접적으로 살펴볼 수 있다.)
댄 요르겐센 위원 지명자는 소개에서 에너지 정책이 경쟁력, 일자리, 성장, 우크라이나 전쟁으로 인한 안보, 기후 변화, 사회 정의 등 유럽이 직면한 모든 도전의 핵심이라고 밝혔다. 그는 유럽 기업들이 미국과 중국의 경쟁사보다 에너지 비용을 2~3배 더 많이 지불하고 있으며, 유럽인의 10%가 겨울철에 집을 충분히 난방하지 못하고 있다는 점을 강조했다.
최우선 과제: 에너지 가격 인하
요르겐센은 산업과 국민을 위해 에너지 가격을 낮추는 것을 최우선 과제로 삼겠다고 밝혔다. 그는 러시아로부터의 에너지 자립을 완전히 달성하는 동시에 에너지 믹스를 탈탄소화해야 한다고 주장했다. 또한 많은 유럽인들이 진행 중인 저탄소 전환에 대해 우려하고 있다는 점을 인정하며, 에너지 빈곤 해결에 집중할 것을 제안했다. 그는 더 빠른 허가 절차, 에너지 그리드 확장, 인터커넥터 개발, 탄소 포집 및 저장(CCS), 새로운 저장 기술, 이른바 ‘Power to X’ 솔루션을 통해 재생에너지 배치를 촉진하겠다고 약속했다.
EU 산업의 저렴하고 깨끗한 에너지 접근 지원
토론에서 의원들은 EU 산업계가 기존 목표와 규정을 준수해야 하는 과제로 상당한 압박을 받고 있다고 지적했다. 요르겐센은 저렴한 에너지 접근이 반드시 더 많은 규제를 의미하는 것은 아니며, 오히려 관료주의적 규제를 줄이는 것이 필요하다고 답했다. 그는 특히 인허가와 관련된 규제를 대폭 줄이는 데 지지를 표명했다.
저렴하고 지속 가능하며 품위 있는 주택
주택 문제에 대해, 요르겐센 위원 지명자는 집행위원회가 도시와 회원국에 기술 지원을 제공하고 필요한 투자와 기술에 집중한 유럽 적정 주택 계획을 수립하겠다고 밝혔다. 또한 유럽투자은행과 함께 주택 건설 전략을 구축하고, 결속 기금의 추가 자금 지원과 국가 지원 규정 개혁을 통해 주택을 더 저렴하게 만드는 방안을 제시했다.
원자력 에너지
여러 의원들은 원자력 에너지에 대한 요르겐센의 입장과 소형 모듈형 원자로(SMR) 및 대형 원자로에 대한 지원 범위를 질문했다. 요르겐센은 EU가 모든 국가의 에너지 믹스를 존중하겠지만, 기후 전환을 달성하기 위해 원자력도 필요하며 청정 에너지 계획의 일부가 될 것이라고 말했다. 다만, 그는 핵 산업과 연료 관련 해외 공급망에 대한 유럽의 의존도가 커지는 것에 대해 경고했으며, 이는 러시아와 연관될 수 있다고 언급했다.
에너지와 주택의 연관성
여러 MEP는 두 부문의 가격 상승과 특정 친환경 조치가 저렴한 주택과 에너지 빈곤에 미치는 영향에 대해 논의해 줄 것을 요청했다. 요르겐센 위원 지명자는 이 문제의 중요성을 인지하고, 주택과 에너지 빈곤 문제를 종합적으로 다룰 계획임을 밝혔다.
3. 중국의 전기차 점유율(다른 기술과 비교)
"중국의 전기차 세계 수출 점유율이 얼마나 빠르게 성장하고 있는지 보세요. 이것은 미친 짓입니다. 다음은 반도체입니다."
https://x.com/haugejostein/status/1853466407809499536
이 그래프는 중국의 다양한 첨단기술 제품이 세계 수출 시장에서 차지하는 비중이 증가하고 있음을 잘 보여준다. 특히, 전기차(EV)와 반도체뿐 아니라 항공기, 기계 공구, 3D 프린터, 트랙터 등의 영역에서도 중국의 존재감이 커지고 있다. 각 기술별로 중국의 전략적 접근이 다르며, 이에 따라 미래 전망도 다르게 나타난다.
먼저, 전기차 분야는 중국이 가장 빠르게 성장하고 있는 첨단기술 수출 품목 중 하나이다. 중국은 대규모 내수 시장을 기반으로 한 전기차 수요와 정부의 강력한 보조금 정책 덕분에 전기차 수출 시장에서도 두각을 나타내고 있다. 이는 중국이 에너지 전환 시대의 중심에서 글로벌 전기차 공급망의 허브로 자리 잡겠다는 전략적 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 전기차는 앞으로도 중국의 주요 수출 품목으로서 지속적인 성장이 예상된다.
반도체 분야는 전기차와 달리, 최근 통제와 제재로 인해 성장세가 주춤해진 상황이다. 미국을 중심으로 한 반도체 수출 제한은 중국의 기술적 자립도를 약화시키려는 의도로, 이는 중국의 반도체 산업 발전에 큰 도전 과제로 작용하고 있다. 반도체는 모든 고기술 제품의 핵심 부품이므로, 중국이 자국 내 반도체 공급망을 강화하는 것이 매우 중요하다. 앞으로 중국이 반도체 기술의 자립을 이루느냐에 따라 첨단기술 산업 전반의 경쟁력에 큰 차이가 생길 것이다.
항공기 산업에서도 중국은 점진적인 성장을 보이고 있다. 항공기 제조는 높은 기술 장벽과 안전 기준을 요구하는 분야로, 중국이 이 시장에서 점유율을 높이는 것은 결코 쉬운 일이 아니다. 하지만 중국은 상용 항공기 제조와 관련된 기술력을 강화하기 위해 자국 기업을 적극 지원하고 있으며, COMAC과 같은 국영 기업이 국제 경쟁력 강화를 목표로 하고 있다. 항공기 산업은 여전히 미국과 유럽 기업이 주도하고 있지만, 장기적으로 중국이 시장에서 중요한 역할을 차지할 가능성은 점점 커지고 있다.
기계 공구 분야는 중국의 전통적인 강점으로, 고기술화가 이루어지면서 수출 점유율이 꾸준히 증가하고 있다. 기계 공구는 다양한 산업의 생산 기반을 이루는 중요한 장비이기 때문에, 이 분야에서의 중국의 경쟁력 강화는 다른 산업에도 긍정적인 영향을 미친다. 중국은 기술 혁신과 품질 향상을 통해 글로벌 시장에서 기계 공구의 점유율을 높여가고 있으며, 이는 제조업 전체의 경쟁력을 높이는 데 기여하고 있다.
3D 프린터 분야는 비교적 신흥 산업이지만, 중국의 점유율이 빠르게 증가하고 있는 기술 영역이다. 3D 프린팅 기술은 소형 부품 제작에서부터 대형 구조물 제작에 이르기까지 활용도가 높아, 다양한 산업에서 중요한 기술로 자리잡고 있다. 중국은 이 분야에서 연구 개발과 생산 인프라를 확장하고 있으며, 세계 시장에서의 영향력을 확대하고 있다.
트랙터 분야는 상대적으로 저성장 부문에 속하지만, 농업 기계의 현대화에 따라 중국의 시장 점유율이 서서히 증가하고 있다. 중국은 농업 분야의 기계화 및 효율성 향상을 목표로 트랙터와 같은 농업 기계의 생산 및 수출을 늘리고 있다. 이러한 기계들은 중국 내수 시장뿐 아니라 개발도상국 시장에서도 수요가 많아, 향후 성장 가능성이 높다.
결론적으로, 중국의 첨단기술 제품 수출은 전기차와 같은 신기술 분야에서 빠르게 성장하고 있고, 반도체처럼 제재를 받는 분야에서는 자체 기술 개발과 공급망 강화가 필수적이다. 항공기와 3D 프린터, 기계 공구 등 여러 첨단기술 분야에서도 점진적인 성장이 나타나고 있으며, 중국의 전략적 접근에 따라 중국의 기술 패권 국가로의 지위가 결정될 것이다.
4. 영국 2030년까지 청정 전력 시스템으로 전환하기 위한 구체적 경로제시
https://www.neso.energy/publications/clean-power-2030
<보고서 설명>
"영국 정부는 2030년까지 영국에 청정 전력을 공급하겠다는 야망을 가지고 있습니다. 국가 에너지 시스템 운영자(NESO)는 국무부 장관과 에너지 안보 및 순 제로 부서(DESNZ)로부터 공식적으로 2030년 야망을 향한 경로에 대한 독립적인 조언을 제공하도록 위임받았습니다. 이를 달성하는 데 필요한 새로운 투자와 인프라의 위치와 유형에 대한 전문가 분석을 통해 다양한 경로를 개발했습니다. 2030년까지의 청정 전력은 완벽함보다 속도를 우선시하고 업계 전체가 공유된 비전을 향해 협력할 때만 달성할 수 있는 거대한 도전입니다. 우리는 에너지 부문을 넘어 전체 시스템의 관점에서 접근했습니다."
1. 서론
이 보고서는 영국이 2030년까지 청정 전력 시스템으로 전환하기 위한 구체적 경로를 제시하며, 이를 통해 2050년까지 넷제로 목표를 달성하는 데 필요한 전략을 평가한다. 주요 목표는 전력 부문에서 탄소 배출을 대폭 줄이고, 장기적으로는 에너지 시스템 전반의 탈탄소화를 통해 기후 위기를 극복하는 것이다. 이 과정에서 청정 전력 시스템 구축이 갖는 경제적·사회적 이익과 필요 자본, 예상 투자 규모, 소비자 비용에 미치는 영향 등을 종합적으로 분석하고 있다.
보고서에 따르면, 청정 전력 시스템 전환을 위해서는 연평균 약 400억 파운드 이상의 투자 자금이 필요하다. 이 투자 금액은 풍력, 태양광, 수소 생산, 전력 저장 및 배전 네트워크 강화 등 청정 에너지 인프라 구축과 관련된 다양한 기술에 배분되며, 이를 통해 기존의 화석 연료 기반 발전을 대체하여 전력 생산의 탈탄소화를 실현하는 것을 목표로 한다. 이와 같은 투자 규모는 영국 GDP의 일정 비율에 해당하며, 특히 지속적인 연간 투자가 요구된다는 점에서 중장기적 계획 수립과 정책적 지원이 중요하다.
소비자 비용과 안정성
보고서는 이 같은 대규모 투자가 소비자에게 미칠 영향을 분석하며, 올바른 정책 조합을 통해 소비자 전기 요금에 큰 부담을 주지 않으면서도 청정 전력으로의 전환을 원활히 이룰 수 있다고 제안한다. 구체적으로, 정책적 지원과 전력 시장의 가격 안정화를 통해 청정 전력 시스템이 도입되더라도 전기 요금이 급격히 오르지 않도록 설계할 수 있음을 강조하고 있다. 이와 함께 지역 경제 활성화와 일자리 창출의 긍정적 효과도 언급하며, 청정 전력 시스템 구축 과정에서 새로운 산업과 관련 일자리가 발생할 것으로 예측된다.
기술적 보고서의 주요 목적
이 기술 보고서는 청정 전력 시스템 구축에 있어 필수적인 경제적, 기술적 분석 방법론을 제시하고 있다. 주요 분석 내용은 청정 전력 경로에 따른 투자 요구 사항, 비용 및 경제적 이익을 측정하며, 이를 통해 영국이 청정 에너지 시스템으로 전환함에 따라 나타날 수 있는 비용 절감, 배출 감축, 경제적 효과 등을 구체적으로 예측한다.
2. 접근 방식과 가정
이 장에서는 2030년까지 청정 전력 시스템 구축을 위한 접근 방식과 주요 가정들을 설명하고 있다. 이를 통해 시스템 구축에 필요한 총비용과 예상 경제적 이익을 분석한다.
발전 용량 CAPEX
발전 용량 구축을 위한 신규 자본 비용(CAPEX)은 2024년 기준으로 재조정되었으며, 각 기술에 필요한 투자 비용을 평가하였다.
수요 증가
전기화 속도 증가에 따라 전력 수요가 높아질 것으로 예상된다. 이는 청정 전력 경로에서 추가적인 발전 설비의 필요성을 시사한다.
비교 경로
2030년까지 29GW의 해상 풍력과 20GW의 육상 풍력 설치를 목표로 한 비교 경로를 통해 청정 전력 경로와의 경제적 차이를 분석하였다.
가스 및 탄소 가격
가스와 탄소 가격은 각각 2023년과 톤당 £25를 추가한 고탄소 가격으로 가정하였다. 이는 청정 전력 전환 시 비용 절감 효과를 평가하는 기준이 된다.
이 그래프는 2019년부터 2030년까지의 다양한 가스 가격 시나리오를 나타낸다. 그래프에는 청정 전력 경로의 가스 가격 가정, 상승한 가스 가격 민감도, DESNZ의 중앙 및 낮은 가스 가격 민감도, 그리고 과거 가스 가격의 변동을 포함하고 있다.
각 시나리오에 따른 연도별 가스 가격을 요약하면 다음과 같다.
청정 전력 경로 가정: 2030년까지 가스 가격이 약 100p/therm으로 유지될 것으로 가정하고 있다.
상승한 가스 가격 민감도: Hydrogen Evolution 경로의 가정에 따라 2030년에 약 250p/therm에 도달하는 시나리오로, 2022년의 최고 가격 수준과 유사한 가격을 반영한다.
DESNZ 낮은 민감도 및 중앙 민감도: DESNZ 중앙 시나리오의 경우 2030년 약 150p/therm, 낮은 경우 약 100p/therm으로 가정된다.
과거 값: 2019년에서 2023년까지의 가스 가격은 약 50p/therm에서 시작하여 2022년 최고 약 300p/therm까지 급등한 후 2024년부터는 100p/therm 수준으로 안정되는 경향을 보였다.
3. 기후, 탄소 및 전기화
영국이 청정 전력 시스템을 구축하는 과정에서 기후 변화 대응, 탄소 배출 감소, 전력화(전기화)가 갖는 중요성을 다루며, 청정 전력 경로가 넷제로 목표 달성에 어떻게 기여하는지 구체적으로 분석하고 있다. 이를 통해 청정 전력 시스템의 구축이 영국의 경제적, 환경적, 사회적 목표에 미치는 긍정적 영향을 평가하고 있다. 주요 내용은 다음과 같다.
3.1 탄소 예산과 청정 전력 경로의 역할
청정 전력 시스템 구축은 영국의 탄소 배출량을 2030년까지 1990년 대비 68% 감축하는 국가적으로 설정된 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 한다. 이는 영국이 파리 협정과 6번째 탄소 예산에 따라 이행해야 하는 국제적 의무와도 관련이 깊다. 이 목표를 달성하기 위해서는 전력 부문에서의 탈탄소화가 필수적이며, 청정 전력 경로는 특히 탄소 집약적 전력원(가스, 석탄 등)의 사용을 줄여 탄소 배출량을 크게 감소시키는 것을 목표로 한다.
전력 부문의 감축 목표: 청정 전력 경로를 통해 영국 전력 부문 내 탄소 배출량을 현재 대비 75% 이상 감축할 수 있을 것으로 예상된다.
2030년 목표 설정: 2030년까지 전력 부문에서만 약 1억 톤 이상의 CO₂ 배출 감축이 가능할 것으로 분석되며, 이는 넷제로 목표 달성에 중요한 중간 단계로 작용한다.
3.2 배출량 감소와 전력화(전기화)의 중요성
청정 전력 시스템을 구축함으로써 전력화가 가속화되고, 이를 통해 다른 산업의 탄소 배출을 줄일 수 있다. 교통과 난방 부문은 기존의 화석연료 기반 시스템에서 벗어나 전력화된 시스템으로 전환됨으로써, 청정 전력 경로의 일환으로 재생에너지 전력원을 활용할 수 있다.
교통 부문: 전기차 보급 확대와 같은 전력화가 이루어지면, 탄소 배출이 높은 교통 부문에서 큰 폭의 배출 감소가 가능하다.
난방 부문: 가스 보일러 대신 전력 기반의 열펌프 시스템을 도입함으로써 주거 및 상업용 난방에서 탄소 배출이 감소할 수 있다.
3.3 탄소 배출 요소별 분석
전력 생산에서 발생하는 다양한 탄소 배출원(제어되지 않은 가스 발전, 탄소 포집·저장(CCS) 등)을 개별적으로 분석하여 배출량 감소 기여도를 평가하고 있다. CCS 기술을 활용하여 일부 탄소 배출량을 제거할 수 있으며, 생물자원과 CCS를 결합해 탄소 제거 효과를 극대화할 수 있다.
CCS와 바이오매스: CCS와 바이오매스를 결합하여 청정 전력 경로에서 추가적인 탄소 제거가 가능하며, 이는 전체 배출량을 더욱 줄이는 데 기여한다.
잔여 배출량 관리: CCS 기술이 적용되지 않은 가스 발전소에서는 잔여 배출이 발생하며, 이 배출량을 최소화하기 위해서는 추가적인 탈탄소화 전략이 필요하다.
3.4 전력망 탄소 강도와 청정 전력 경로의 효과
청정 전력 경로가 실현되면 2030년까지 영국의 전력망 탄소 강도는 현재의 약 140gCO₂/kWh에서 15gCO₂/kWh 이하로 크게 줄어들 것으로 예상된다. 이는 전력망에서 발생하는 단위 전력당 배출량을 획기적으로 감소시킬 수 있음을 의미하며, 이를 통해 에너지 전환의 효과를 실질적으로 확인할 수 있다.
탄소 강도 목표: 청정 전력 경로에 따라 탄소 포집을 포함한 일부 생물자원 발전소는 단위 전력당 탄소 배출을 5gCO₂/kWh 이하로 낮추는 데 기여할 수 있다.
무탄소 전력 목표: 일부 경로에서는 탄소 배출이 거의 없는 상태(0gCO₂/kWh)로 운영될 수도 있으며, 이는 완전한 청정 전력 시스템 실현에 가깝다.
소결
청정 전력 시스템 구축이 영국의 넷제로 목표 달성에 중요한 역할을 하며, 전력화와 탈탄소화를 통해 교통 및 난방 부문의 탄소 배출 감소에 큰 기여를 할 수 있음을 강조한다. 이를 통해 청정 전력 시스템이 다른 부문으로 확산되며, 넷제로 달성에 필요한 중장기적 효과를 극대화할 수 있음을 보여준다.
Figure 2: 제어되지 않은 가스 및 CCS 잔여 배출량
2030년 청정 전력 경로에서 제어되지 않은 가스 발전과 탄소 포집·저장(CCS) 기술을 적용한 잔여 배출량을 보여준다. 이 그래프는 각각의 경로에서 예상되는 연간 탄소 배출량을 나타내며, 청정 전력 시스템 구축이 탄소 배출 감소에 미치는 영향을 강조한다.
2023년 역사적 배출량: 약 36.7 MtCO₂(백만 톤의 CO₂)로 나타나며, 현재 제어되지 않은 가스 발전으로 인해 상당한 탄소 배출이 발생하고 있음을 보여준다.
비교 경로(Counterfactual) 배출량: 2030년까지 예상되는 배출량이 약 21.7 MtCO₂이다. 이는 청정 전력 경로와 비교했을 때 낮은 수준의 저탄소 기술 적용을 반영한다.
청정 전력 경로 - Further Flex and Renewables: 탄소 배출량이 약 5.2 MtCO₂로 크게 감소하며, 저탄소 기술과 재생 가능 에너지를 최대한 활용하는 시나리오에서 나타난 결과이다.
청정 전력 경로 - New Dispatch: 약 5.4 MtCO₂로, Further Flex and Renewables 경로와 유사한 수준으로 배출량을 줄이는 것을 목표로 한다.
이 그래프는 청정 전력 경로를 통해 2030년까지 탄소 배출량을 현재 대비 약 75-85% 이상 줄일 수 있음을 시사하며, 이는 영국의 넷제로 목표 달성에 필수적인 단계임을 강조한다.
<참고: 청정 경로 간 비교>
Further Flex and Renewables (추가 유연성 및 재생 에너지 경로)
유연성 극대화: 이 경로는 전력 시스템의 유연성을 최대한 활용하는 것에 중점을 둔다. 이를 통해 수요 변동에 맞춰 전력 공급을 효율적으로 조정하며, 배터리 저장 및 수요 반응(demand response) 기술을 적극 활용하여 피크 수요 시에도 재생에너지를 최대한 활용할 수 있도록 한다.
재생 에너지 활용 증가: 특히 풍력과 태양광 발전의 비중을 높이며, 이로 인해 발생할 수 있는 간헐성을 유연성 강화로 해결하려는 접근 방식이다.
탄소 포집이 없는 가스 발전 감소: 재생 에너지와 유연성 기술을 최대한 활용함으로써 제어되지 않은 가스 발전에 대한 의존을 줄인다. 결과적으로 탄소 배출이 더 크게 감소하며, 이는 탄소 중립 목표에 가깝게 다가가게 한다.
New Dispatch (신규 디스패치 경로)
발전소 운영 방식의 최적화: 이 경로는 발전소의 운영 방식과 가동 순서를 재설계하여 배출을 줄이고 시스템 효율을 높인다. 특히 가스 발전소의 운영을 재배치하여 탄소 배출을 최소화하는 것을 목표로 하며, 재생 가능 에너지 발전소와 CCS(탄소 포집 및 저장) 기술을 적용한 발전소를 우선적으로 운영하도록 한다.
탄소 포집 및 저장(CCS) 기술 적용 강화: CCS 기술이 적용된 가스 발전소를 적극적으로 활용하여 탄소 배출을 억제한다. 이로 인해 제어되지 않은 가스 발전으로 인한 잔여 배출이 감소하고, 탄소 중립에 기여할 수 있다.
유연성보다는 운영 효율성에 중점: Further Flex and Renewables 경로가 유연성 향상에 중점을 둔 것과 달리, New Dispatch 경로는 가스 발전소의 가동 순서를 최적화하여 비용과 배출을 동시에 줄이는 것을 목표로 한다.
<중요 그림 설명>
Figure 3: 기술별 2030년 탄소 배출량 (2030 Carbon Emissions by Technology)
Figure 3은 2030년에 각기 다른 3가지 경로에서 기술별 탄소 배출량을 비교하고 있다. 이 그림은 비교 경로(Counterfactual), Further Flex and Renewables (추가 유연성 및 재생 에너지 경로), New Dispatch (신규 디스패치 경로)의 세 가지 방식이 각각의 기술에 미치는 탄소 배출 영향을 보여준다. 각 방식은 전력 시스템 전환에 있어 다른 전략을 적용하고 있으며, 그로 인해 발생하는 배출량의 차이가 다음과 같이 나타난다.
비교 경로 (Counterfactual) 이 경로는 저탄소 기술 도입이 상대적으로 낮은 수준으로 유지되는 시나리오이다. 가스 발전의 배출량이 가장 높으며, 제어되지 않은 가스 발전으로 인해 약 21.7 MtCO₂의 탄소가 배출된다. CCS 적용 가스 발전은 최소한으로 사용되어, 탄소 포집 기술의 역할이 거의 나타나지 않는다. 바이오매스와 같은 기타 발전 방식에서의 배출도 상대적으로 높은 편이다.
Further Flex and Renewables (추가 유연성 및 재생 에너지 경로) 이 경로는 재생 에너지와 시스템 유연성을 극대화하여 탄소 배출을 줄이는 방식이다. 제어되지 않은 가스 발전 배출이 약 5.2 MtCO₂로 크게 감소하며, 배터리 저장과 수요 반응 기술을 통해 재생 에너지의 비중을 높인다. CCS 기술 적용 가스 발전이 일부 활용되어 추가적인 배출 감소를 도모하며, 배출량이 약 1.5 MtCO₂에 그친다. 결과적으로 이 경로는 비교 경로에 비해 총 배출량이 현저히 낮으며, 재생 가능 에너지로의 전환이 중심이 된다.
New Dispatch (신규 디스패치 경로) 이 경로는 발전소 운영 방식의 최적화를 통해 배출을 줄이는 것을 목표로 한다. CCS가 적용된 가스 발전의 활용도가 더 높아져, CCS 가스 발전소의 배출량은 1.5 MtCO₂에 이르며, 제어되지 않은 가스 발전의 배출량은 약 5.4 MtCO₂로 나타난다. CCS 기술 적용 확대로 인해 가스 발전에서의 잔여 배출이 낮아지며, 이로 인해 총 탄소 배출량이 Further Flex and Renewables 경로와 유사한 수준으로 감소한다. 이 경로는 유연성 기술보다는 CCS 기술에 중점을 두어, 발전소의 가동 순서를 최적화하고 배출을 억제한다.
4. 추가 비용 세부 사항 (Additional Detail on Costs Estimate)
청정 전력 시스템 구축에 필요한 구체적인 비용 요소와 이를 구성하는 다양한 전략적 접근 방식 및 민감도 분석 결과를 제시한다. 이는 경매 가격, 조달 전략에 따른 가격 변동, 투자 규모, 발전량과 수출, 네트워크 비용, 시스템 비용 및 가스 가격 민감도를 포함한다. 각 섹션을 구체적인 수치와 함께 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다.
4.1 경매 가격과 발전 비용 (Auction Prices and Costs of Generation)
경매 가격은 청정 전력 시스템에서 사용될 각 기술의 실제 적용 비용 수준을 반영하며, 특히 차액 계약(CfD) 기반으로 설정된 가격이 중요한 지표로 활용된다. 육상 풍력, 해상 풍력, 태양광 발전 등 CfD-자격 기술은 최근 건설비와 자재비의 증가로 인해 2024년 실질 가격을 기준으로 재조정된 경매 가격을 적용받고 있다.
해상 풍력의 경우, 자본비용(CAPEX)이 약 £1,600/kW 수준으로 증가할 것으로 예상된다. 이는 2020년 CAPEX인 약 £1,200/kW와 비교했을 때 30% 이상 상승한 수치이며, 터빈 및 인프라 설치 비용이 높아진 것이 주요 원인이다. 향후 해상 풍력 설치가 증가하면서 2030년까지 총 40GW의 설치 용량을 달성하기 위해 대규모 투자가 필요하다.
육상 풍력은 상대적으로 낮은 설치 비용을 보이지만 최근 원자재와 건설비 증가로 인해 CAPEX가 약 £900/kW로 증가했다. 이는 향후 20GW의 육상 풍력 용량 추가를 위해 상당한 자본이 요구됨을 의미한다.
태양광 발전은 CAPEX가 약 £550/kW 수준으로 예측되며, 재생 가능 에너지원 중 가장 낮은 자본 비용을 유지하고 있지만, 설치 및 운영 비용이 계속 상승하는 추세이다.
보고서는 이러한 기술의 비용 변동성을 평가하기 위해 고비용과 저비용 시나리오를 제시하며, 특히 해상 풍력의 경우 고비용 시나리오에서 CAPEX가 £1,800/kW까지 상승할 수 있는 반면, 저비용 시나리오에서는 £1,400/kW 수준으로 예상된다. 이 민감도 분석은 청정 전력 전환 경로에서 각 기술별 투자 리스크를 반영하는 중요한 기준이 된다.
<중요 그림 설명>
Figure 4: AR6 할당 가격과 가스 자산의 SRMC/LRMC 비교 (AR6 Strike Price vs SRMC/LRMC of Gas Assets in 2030)
Figure 4는 2030년의 차액 계약 할당 라운드 6(AR6)에서 설정된 할당 가격과 가스 자산의 단기 한계 비용(SRMC) 및 장기 한계 비용(LRMC)을 비교한 그래프이다. 이 그래프는 각 가스 자산의 경제성 및 비용 구조를 시각화하여, 청정 전력 시스템에서 가스 자산의 경쟁력을 평가한다.
기본 가스 발전(Base Gas Generation)
- SRMC: 약 £50-60/MWh (약 8만 ~ 9만 6천 원/MWh) 수준으로, 연료와 변동 비용을 포함한 단기적 운영 비용을 나타낸다.
- LRMC: 약 £80-90/MWh (약 12만 8천 ~ 14만 4천 원/MWh)로, 장기적으로 가스 자산을 운영하는 데 필요한 총 비용을 포함한다.
- AR6 할당 가격과 비교: AR6 할당 가격은 약 £70/MWh (약 11만 2천 원/MWh)로, 기본 가스 발전의 SRMC보다는 높지만, LRMC보다는 낮다. 이는 기본 가스 발전이 단기적 운영에서는 경제성을 확보할 수 있지만, 장기적으로는 비용이 증가할 수 있음을 시사한다.
CCS 적용 가스 발전(Gas with CCS)
- SRMC: 약 £70/MWh (약 11만 2천 원/MWh)로, CCS 기술을 적용한 가스 발전의 단기 비용은 기본 가스 발전보다 다소 높다.
- LRMC: 약 £100-110/MWh (약 16만 ~ 17만 6천 원/MWh)로, 장기적으로 CCS 기술 적용에 따른 추가 비용이 반영된다.
- AR6 할당 가격과 비교: AR6 할당 가격과 비슷한 수준의 SRMC를 보여 단기적으로는 경쟁력이 있지만, 장기적으로는 LRMC가 AR6 가격을 초과하여 경제성이 감소할 가능성이 있다.
피크 가스 발전(Peaking Gas Generation)
- SRMC: 약 £90-100/MWh (약 14만 4천 ~ 16만 원/MWh)로, 수요 피크 시 사용되는 가스 발전은 단기 운영 비용이 높다.
- LRMC: 약 £110-120/MWh (약 17만 6천 ~ 19만 2천 원/MWh)로, 장기적으로 피크 가스 발전의 운영은 매우 비용이 높게 나타난다.
- AR6 할당 가격과 비교: SRMC와 LRMC 모두 AR6 할당 가격을 초과하며, 이는 피크 가스 발전이 2030년 청정 전력 시스템에서 경제성이 낮다는 것을 의미한다.
4.2 해상 풍력 CfD 가격의 민감도 (Sensitivity on Offshore Wind CfD Strike Price Given Different Procurement Strategies)
해상 풍력 CfD 가격 민감도는 다양한 조달 전략에 따른 가격 변동 가능성을 분석한다. CfD 조달 전략은 해상 풍력 발전 도입의 주요 비용 요소로 작용하며, 단일 경매, 다중 경매, 최저가 입찰 방식 등의 접근 방식을 통해 비용 절감 및 가격 안정성을 달성할 수 있다.
단일 경매 방식: 모든 용량을 한 번의 경매로 조달하는 단일 경매 방식에서는 평균 CfD 가격이 약 £70/MWh로 나타난다. 이 방식은 단가를 낮추고 경쟁을 강화하지만, 대규모 프로젝트 집중으로 인해 특정 기업이나 기술에 과도한 의존이 발생할 위험이 있다.
다중 경매 방식: 용량을 여러 번 나누어 경매하는 다중 경매 방식에서는 가격 안정성을 높이기 위해 평균 약 £75-80/MWh 수준에서 가격이 형성된다. 이는 특정 용량을 안정적인 가격 범위 내에서 확보할 수 있어, 시장 변동성에 대한 대응력을 강화할 수 있다.
최저가 입찰 방식: 최저가 입찰로 결정하는 방식에서는 평균 CfD 가격이 약 £65/MWh로 예상되며, 비용 효율성을 높이는 데 유리하다. 다만, 낮은 가격 경쟁으로 인해 프로젝트 품질이나 설치 속도에 영향을 줄 가능성도 존재한다.
4.3 투자 (Investment)
투자 규모는 청정 전력 시스템 구축에 필요한 발전 설비 및 네트워크 인프라 자본 비용을 의미하며, 2030년까지 누적 약 £400억의 자본 투자가 요구된다. 이는 청정 에너지 기반의 전력 시스템으로 전환하기 위해 필수적인 재정적 투자이다.
기술별 투자 분포는 해상 풍력, 태양광 발전, 배터리 저장 및 배전망 강화에 주로 사용된다. 구체적으로, 해상 풍력에 약 £240억, 태양광 발전에 약 £80억, 배전망 강화와 관련한 네트워크 인프라에 약 £50억이 할당된다. 이러한 투자는 청정 전력 시스템의 안정성을 높이고 장기적인 운영 비용을 절감하는 데 중요한 역할을 한다.
CAPEX와 OPEX의 구분: 발전 자산에 대한 CAPEX는 초기 투자 비용을 포함하며, 각 기술이 장기간 운영될 수 있도록 하기 위해 네트워크 인프라에 대한 강화 작업과 유지보수 비용을 포함한 OPEX가 필요하다. 이처럼 기술별 투자 규모와 운영 비용을 구분하여 평가함으로써, 재생 에너지 설비의 확대와 안정적 운영을 도모하고 있다.
<중요 그림 설명>
Figure 6: 2025-2030 평균 기술 투자 비용 - Further Flex와 New Dispatch 구성 요소별 분석 (Average Technology Investment Cost 2025-2030 - Detailed Analysis by Components of Further Flex and New Dispatch)
Further Flex and Renewables 경로
Further Flex 경로는 재생 가능 에너지와 유연성 기술을 통해 전력망의 안정성을 높이는 데 중점을 두고 있으며, 구성 요소별 주요 항목과 비용은 다음과 같다.
해상 풍력(Offshore Wind)
평균 CAPEX: 약 £1,600/kW (약 256만 원/kW).
총 투자 규모: 2030년까지 약 40GW를 목표로, 총 £640억 (약 102조 원) 투자 필요.
역할: Further Flex 경로에서 해상 풍력은 핵심 재생 에너지원으로, 전력 수요의 상당 부분을 충당하는 주요 역할을 맡고 있다. 대규모 투자로 인해 높은 CAPEX가 요구되지만, 장기적으로 탈탄소 목표 달성에 필수적이다.
육상 풍력(Onshore Wind)
평균 CAPEX: 약 £900/kW (약 144만 원/kW).
총 투자 규모: 약 20GW 설치를 위해 총 £180억 (약 28조 8천억 원) 투자 필요.
역할: 육상 풍력은 해상 풍력보다 CAPEX가 낮아 경제성이 높은 편이며, 재생 에너지의 안정적 공급을 보조하는 역할을 한다.
태양광(Solar PV)
평균 CAPEX: 약 £550/kW (약 88만 원/kW).
총 투자 규모: 2030년까지 약 30GW 설치를 위해 £165억 (약 26조 4천억 원) 투자 필요.
역할: 가장 경제적이고 유연하게 설치 가능한 재생 에너지로, 주거 및 상업용 건물에도 쉽게 도입할 수 있어 전체 전력 공급에서 큰 역할을 한다.
배터리 저장(Battery Storage)
평균 CAPEX: 약 £1,000/kW (약 160만 원/kW).
총 투자 규모: 약 15GW 설치를 위해 £150억 (약 24조 원) 투자 필요.
역할: 재생 에너지의 간헐성을 해결하고 전력망의 유연성을 보완하기 위한 핵심 기술로, Further Flex 경로에서는 배터리 저장이 큰 비중을 차지하고 있다.
수요 반응(Demand Response) 및 기타 유연성 기술
역할: 수요 반응 기술은 전력 소비를 조절하여 전력망 부담을 줄이고, 재생 가능 에너지의 변동성에 대응하는 데 중요한 역할을 한다.
New Dispatch 경로
New Dispatch 경로는 CCS 기술을 포함한 가스 발전의 운영 최적화에 중점을 두어, 배출 감축과 비용 절감을 동시에 추구하는 경로이다. 구성 요소별 주요 항목과 비용은 다음과 같다.
CCS 적용 가스 발전(Gas with CCS)
평균 CAPEX: 약 £1,200/kW (약 192만 원/kW).
총 투자 규모: 10GW 설치를 목표로 약 £120억 (약 19조 2천억 원) 투자 필요.
역할: CCS 기술이 적용된 가스 발전소는 탄소 배출을 크게 줄이면서도 안정적인 전력 공급을 유지할 수 있는 자산이다. New Dispatch 경로에서 CCS 기술은 재생 에너지원의 부족한 부분을 채우는 역할을 하며, 기존 가스 발전을 대체하거나 보완하는 전략을 반영한다.
해상 풍력(Offshore Wind)
평균 CAPEX: 약 £1,600/kW (약 256만 원/kW), Further Flex 경로와 동일한 수준.
총 투자 규모: 해상 풍력의 중요성은 여전히 크며, 약 40GW 설치를 위해 £640억 (약 102조 원) 투자 필요.
역할: New Dispatch 경로에서도 해상 풍력은 주요 재생 에너지원으로 자리하며, CCS와 조합하여 탄소 중립을 달성하는 핵심 기술로 활용된다.
배터리 저장(Battery Storage)
평균 CAPEX: 약 £1,000/kW (약 160만 원/kW).
총 투자 규모: Further Flex에 비해 투자 비중이 낮아져 약 £120억 (약 19조 2천억 원) 정도가 필요할 것으로 예상된다. 역할: 배터리 저장은 유연성 기술로 활용되지만, New Dispatch 경로에서는 상대적으로 CCS 기술에 더 많은 투자가 이루어져 배터리 저장의 비중이 줄어든다.
태양광(Solar PV) 및 기타 유연성 기술
평균 CAPEX: 약 £550/kW (약 88만 원/kW).
역할: 재생 가능 에너지원이긴 하지만, New Dispatch 경로에서는 태양광에 대한 투자 비중이 다소 낮다. 이는 주로 CCS와 가스 발전의 운영 최적화에 중점을 두는 전략적 차이에서 기인한다.
비교와 시사점
유연성 기술 투자 비중: Further Flex 경로는 배터리 저장 및 수요 반응에 많은 투자를 통해 재생 에너지 변동성 문제를 해결하려고 하며, 전력망 유연성을 극대화하는 데 중점을 둔다. 반면, New Dispatch 경로는 CCS 기술을 통해 기존 가스 자산의 효율성을 높이며 배출을 줄이는 데 주력하여, 유연성 기술에 대한 투자는 상대적으로 낮다.
CCS 기술: New Dispatch 경로에서 CCS 기술에 대한 투자가 더 많이 이루어져, CCS가 기존 가스 발전의 역할을 보완하면서 청정 전력 시스템의 안정적 운영을 지원하는 역할을 한다. 이로 인해 New Dispatch는 CCS를 통한 장기적 탄소 감축을 목표로 한다.
해상 풍력과 태양광: 두 경로 모두 해상 풍력과 태양광을 중요한 재생 에너지원으로 고려하며, 특히 해상 풍력에 대해 동일한 수준의 높은 투자가 이루어진다. 이는 두 경로가 재생 에너지원 확대의 필요성을 인식하고 있음을 보여준다.
시사점:
Further Flex는 배터리 저장과 같은 유연성 기술에 대한 투자를 통해 변동성 대응에 중점을 두고 있어, 재생 가능 에너지원 비중을 높이려는 단기적 접근에 유리하다.
New Dispatch는 CCS 기술을 활용하여 기존 가스 발전 자산의 경제성을 극대화하면서 장기적 탄소 배출 감축에 중점을 둔다. 이 경로는 기술 비용이 하락하거나 정책적 지원이 확대될 경우 경제적 효율성을 더 높일 수 있다.
결론적으로, Further Flex는 재생 에너지와 유연성 기술을 결합하여 안정성을 확보하려는 접근을 택하는 반면, New Dispatch는 CCS와 가스 발전 최적화를 통해 탄소 배출을 줄이며 경제성을 유지하려는 차이점을 보여준다.
4.4 발전 수준 및 수출 (Generation Levels and Exports)
발전 수준은 2030년까지 청정 전력 시스템 내에서 각 재생 에너지원이 발전할 수 있는 예측량을 분석하며, 해상 풍력과 태양광 발전을 주로 활용하여 전력 수요 증가에 대응하는 목표를 설정하고 있다.
해상 풍력 발전량은 2030년까지 연간 약 120TWh로 추정되며, 이는 전체 전력 수요의 약 40%를 차지할 것으로 예상된다. 해상 풍력은 청정 전력 경로에서 주요 에너지원으로 자리 잡으며, 변동성 대응을 위해 수요 반응과 배터리 저장 기술과의 연계가 필요하다.
태양광 발전량은 연간 약 30TWh로 예측되며, 이는 낮은 CAPEX와 OPEX를 기반으로 비교적 경제적인 전력 생산이 가능하다. 다만, 계절 및 일조량에 따른 간헐성 문제를 해결하기 위해 다른 재생 에너지와의 조합이 요구된다.
수출 가능성: 청정 전력 시스템 도입으로 영국 내 잉여 전력을 인근 유럽 국가로 수출할 수 있는 가능성도 증가한다. 연간 약 5-10TWh 수준의 전력 수출이 예상되며, 수출을 통해 시스템 총 비용을 절감할 수 있다. 수출량 증가는 영국의 전력 시스템 비용을 완화하고, 경제적 이익을 창출하는 동시에 글로벌 에너지 시장에서 영국의 입지를 강화할 수 있다.
4.5 네트워크 (Networks)
네트워크 강화는 송전 및 배전망 인프라의 확충을 의미하며, 재생 에너지원의 증가로 인해 전력망 안정성을 유지하는 데 필요한 투자가 증가한다. 청정 전력 시스템 구축을 위해 네트워크 강화와 추가 용량 확장이 필요하며, 이는 송전과 배전망의 구축 및 유지 비용이 포함된다.
제약 비용은 재생 에너지 확대로 인해 발생하는 추가 비용으로, 열적 제약 비용과 전압 균형을 유지하기 위한 추가 비용이 포함된다. 이들 제약 비용은 연간 약 £0.5억으로 추정되며, 이는 주로 재생 가능 에너지원의 비중이 높은 지역에서 발생하는 전력망 과부하 문제 해결에 투입된다.
배터리 및 저장 설비 투자: 송전망과 배전망에 대한 강화뿐 아니라 배터리 저장 설비에도 추가 투자가 요구된다. 배터리 저장 설비를 통한 전력망 안정화는 재생 에너지의 변동성을 보완하는 데 중요한 역할을 하며, 연간 약 £1억 규모의 추가 비용이 필요할 수 있다.
4.6 총 시스템 비용 및 가스 가격 민감도 (Aggregate System Costs and Gas Price Exposure)
총 시스템 비용은 발전 비용, 네트워크 비용, 제약 비용을 포함하여 2030년까지의 청정 전력 시스템 구축에 필요한 전체 비용을 평가한다. CAPEX와 OPEX는 주요 비용 요소로 작용하며, 전체 시스템 비용은 연간 약 £2-3억에 이를 것으로 추정된다.
가스 가격 민감도: 가스 가격 변동이 전체 시스템 비용에 미치는 영향을 평가한다. 높은 가스 가격 시나리오에서는 연간 시스템 비용이 약 £3-5억까지 상승할 수 있으며, 이는 청정 전력 시스템의 비용 구조에 큰 영향을 미친다. 반대로 가스 가격이 안정적으로 유지되는 경우, 연간 시스템 비용은 약 £2억 이하로 유지되어 전체 시스템 운영의 경제적 부담이 완화된다.
중앙 시나리오: 가스 가격이 약 150p/therm 수준에서 안정적으로 유지되는 경우, 연간 시스템 운영 비용은 약 £2.5억에 이를 것으로 예측되며, 청정 전력 시스템 전환의 경제적 안정성을 확보할 수 있다.
4.7 소결
영국의 2030년 청정 전력 시스템 구축에 필요한 주요 비용 요소와 각 요소별 수치 요약은 다음과 같다.
경매 가격과 발전 비용
해상 풍력: CAPEX 약 £1,600/kW (약 256만 원/kW), 2030년까지 40GW 설치 목표.
육상 풍력: CAPEX 약 £900/kW (약 144만 원/kW), 2030년까지 20GW 설치 목표.
태양광: CAPEX 약 £550/kW (약 88만 원/kW).
해상 풍력 CfD 가격 민감도
단일 경매: 평균 약 £70/MWh (약 11만 2천 원/MWh).
다중 경매: 평균 £75-80/MWh (약 12만 ~ 12만 8천 원/MWh).
최저가 입찰: 약 £65/MWh (약 10만 4천 원/MWh).
투자 규모
총 누적 투자: 약 £400억 (약 64조 원)
해상 풍력 £240억 (약 38.4조 원)
태양광 £80억 (약 12.8조 원)
네트워크 강화 £50억 (약 8조 원).
발전 수준 및 수출
해상 풍력 발전량: 연간 약 120TWh, 전체 전력의 약 40%.
태양광 발전량: 연간 약 30TWh.
전력 수출 가능성: 연간 약 5-10TWh.
네트워크 및 제약 비용
네트워크 강화 비용: 연간 제약 비용 약 £0.5억 (약 800억 원),
배터리 저장 설비 약 £1억 (약 1,600억 원) 추가.
총 시스템 비용 및 가스 가격 민감도
총 시스템 비용: 연간 약 £2-3억 (약 3,200억 ~ 4,800억 원).
높은 가스 가격 시나리오: 시스템 비용 연간 약 £3-5억 (약 4,800억 ~ 8,000억 원).
가스 가격 안정 시나리오(150p/therm): 연간 약 £2.5억 유지 (약 4,000억 원).
<중요 그림 설명>
Figure 11: 2030년 가격 지속 곡선 (Price Duration Curve 2030)
Figure 11은 2030년 전력 시장에서 예상되는 가격 지속 곡선을 통해 연중 전력 가격 변동성을 시각적으로 보여준다. 이 곡선은 전력 가격이 높은 시간부터 낮은 시간 순으로 배열되며, 각 구간에서 주요 발전 자원의 역할을 구체적으로 분석한다. 특히 가스, 재생 가능 에너지, 배터리 저장과 같은 주요 자산이 청정 전력 시스템에서 어떻게 작용하는지 설명한다.
주요 요소별 분석 및 발전기 유형별 역할
가. 고가 구간 (High-Price Segment)
곡선의 상단부에 해당하며, 연중 전력 가격이 가장 높은 구간이다. 피크 수요가 발생하거나 재생 가능 에너지 공급이 부족할 때 가격이 급등하는 특징이 있다.
주요 원인: 겨울철이나 극단적 날씨로 인해 수요가 급증할 때, 재생에너지원이 충분하지 않으면 가스 발전기와 피크 발전기가 가동된다.
발전기 유형별 역할:
가스 발전기 (Gas Generators): 피크 수요에 대응하며 높은 가동 비용으로 인해 가격 상승을 주도한다.
CCS(탄소 포집 및 저장) 기술이 적용된 가스 발전기는 탄소 배출을 줄이면서도 피크 수요에 대응할 수 있는 주요 자원으로 활용된다.
디젤 및 피크 발전기 (Peaking Generators): 단기적 수요 충족을 위해 가동되며, 연료비가 높아 전력 가격을 급격히 상승시킨다.
가격 수준: 이 구간에서 가격은 £200/MWh 이상으로 상승할 수 있으며, 일부 피크 시간대에는 £300/MWh 이상까지 치솟을 수 있다.
나.중간 가격 구간 (Mid-Price Segment)
곡선의 중간에 위치하며, 평균적이거나 약간 높은 수요 상황에서 형성된다. 재생 가능 에너지와 유연성 자산이 함께 전력 공급을 담당한다.
주요 원인: 일시적인 재생에너지 부족 시, 가스 발전기와 유연성 자산이 전력망 안정화를 돕는다.
발전기 유형별 역할:
가스 발전기 (Gas Generators): 전력 수요를 보완하기 위해 보조적으로 가동되어, 중간 가격 수준을 유지하는 데 기여한다.
배터리 저장 (Battery Storage): 재생 가능 에너지의 변동성을 완화하며, 전력망 유연성을 제공하여 중간 가격 구간의 가격 안정화에 기여한다.
수요 반응 (Demand Response): 높은 수요를 조절하여 가격 급등을 방지하며, 중간 구간에서 완충 역할을 수행한다.
가격 수준: 중간 가격 구간의 가격은 약 £100-200/MWh로 나타나며, 재생 가능 에너지와 유연성 자산이 협력하여 안정적인 가격을 형성한다.
다.저가 구간 (Low-Price Segment)
곡선의 하단부에 위치하며, 연중 전력 가격이 가장 낮은 구간이다. 풍력과 태양광 발전이 최대 가동될 때 발생한다.
주요 원인: 풍력과 태양광 발전의 과잉 공급으로 가격이 낮아지며, 여름철 일조량이 많거나 바람이 강할 때 가격이 낮아지는 특징이 있다.
발전기 유형별 역할:
풍력 발전기 (Wind Generators): 강한 바람이 부는 시간대에 최대 출력으로 가동되어 전력 가격을 낮춘다.
태양광 발전기 (Solar PV Generators): 일조량이 높은 시간대에 최대 가동되며, 낮 시간대에 가격 하락의 주요 요인이 된다.
배터리 저장 (Battery Storage): 낮은 가격에 잉여 전력을 저장하여, 필요 시 전력망에 다시 공급할 수 있도록 한다.
가격 수준: 이 구간에서 가격은 약 £0-50/MWh로 나타나며, 일부 시간대에는 £0/MWh에 도달하거나 음수로 떨어지기도 한다. 이는 재생 가능 에너지원이 과잉 공급되는 이상적인 상태를 나타낸다.
시나리오별 차이와 주요 발전 자원의 역할
Further Flex and Renewables 경로: 배터리 저장과 수요 반응 같은 유연성 자산을 통해 재생 가능 에너지의 변동성을 보완하는 접근을 취한다. 이 경로에서는 배터리와 유연성 자산이 전력 가격 급등을 방지하여 가스 발전에 대한 의존을 줄인다.
New Dispatch 경로: CCS 기술이 적용된 가스 발전을 주요 자산으로 활용하며, 전력망의 안정성과 탄소 배출 감축을 동시에 달성하려는 전략을 채택한다. 특히 CCS 기술을 통해 피크 수요 시의 가격 급등을 완화하며, 중간 및 고가 구간에서 안정적인 전력 공급을 유지할 수 있다.
<시사점>
유연성 자산의 필요성: Further Flex 경로에서는 배터리 저장과 수요 반응 기술이 가격 변동성을 낮추며 재생 가능 에너지의 변동성을 보완하는 중요한 역할을 한다. 반면 New Dispatch 경로에서는 CCS 기술이 주요 유연성 자산으로 활용되어 시스템을 안정화한다.
가격 안정과 탄소 감축: Further Flex 경로는 유연성 자산과 재생 가능 에너지를 최대한 활용해 변동성 문제를 해결하려고 하며, New Dispatch 경로는 CCS와 기존 자산 최적화를 통해 탄소 배출을 줄이는 장기적 전략을 채택한다.
