2024.07.26. 에너지 전환 이슈
1. RMI, 배터리와 광물: 2040년 순환생태계가 구축되면 배터리 광물 자급자족이 구현 가능하다.
https://rmi.org/insight/the-battery-mineral-loop
배터리 이슈의 양대 축은 1) 가격, 2) 광물 이라고 생각한다. 이 리포트는 배터리 광물 재사용/재활용이 활성화된다면, 우리가 원하는 탄소중립 목표에서 광물이 충분할 수 있다고 주장한다. 오히려 매우 공격적으로 2040년이 되면 배터리 순환 생태계의 구축으로 넷제로 광물이 구현가능하다고.
(쓰고 있는 책에 배터리 생태계 부분에서 광물 부족에 대한 우려와 함께, 낙관적 전망과 공격적 주장도 일부 있다고 기술할 수 있을 것 같다)
링크에서의 글을 그대로 DEEPL로 번역하면,
"배터리 광물 루프에서 RMI는 배터리 광물에 대한 수요 증가를 해결하기 위한 종합적인 전략을 제시합니다. 배터리 광물은 새로운 석유가 아닙니다. 배터리 수요가 급증하더라도 효율성, 혁신, 순환성의 결합으로 10년 이내에 채굴 광물에 대한 수요가 최고조에 달할 것이며, 2050년에는 광물 추출을 아예 피할 수도 있을 것입니다. 이러한 발전을 통해 우리는 선형적 채굴에서 순환적 채굴로 전환할 수 있으며, 기후, 안보, 형평성, 건강, 부를 위한 복합적인 혜택을 누릴 수 있습니다.
변화는 이미 진행 중입니다. 지난 10년간의 화학 믹스, 에너지 밀도, 재활용 분야의 개선이 없었다면 리튬, 니켈, 코발트 수요는 지금보다 60~140% 더 높아졌을 것입니다. 현재의 추세가 지속된다면 2030년대 중반에 배터리 광물 수요가 정점에 달할 것입니다.
새로운 배터리 화학 물질 배치, 배터리 에너지 밀도 향상, 미네랄 함량 재활용, 수명 연장, 차량 효율성 개선, 모빌리티 효율성 향상 등 6가지 주요 솔루션을 통해 이러한 추세를 가속화하면 2040년대에는 광물 수요 순 제로에 도달할 수 있습니다.
그 시점에는 수명이 다한 배터리가 새로운 광물 광석이 되어 채굴의 필요성을 완전히 제한하게 될 것입니다. 리튬, 코발트, 니켈의 알려진 매장량은 총 순수 수요의 두 배에 달하며, 이미 발표된 채굴 프로젝트는 거의 모든 순수 수요를 충족하기에 충분합니다.
진행 속도가 빨라진다는 것은 배터리 광물의 누적 채굴량이 1억 2,500만 톤에 불과하다는 것을 의미합니다. 이 양만으로도 우리는 순환 배터리 자급자족에 도달할 수 있습니다. 이는 매년 도로 운송을 위해 추출하고 처리하는 석유 양보다 17배나 적은 양입니다. 또한 오늘날의 원자재 가격으로는 약 20배나 저렴합니다.
이는 각국이 석유 의존에서 순환 에너지 자립으로 신속하고 비용 효율적으로 전환할 수 있음을 의미합니다. 현재까지는 중국이 2042년까지 광물 독립을 달성할 것으로 예상되는 등 배터리 순환성 경쟁에서 앞서고 있지만, 서방과 글로벌 사우스가 이 경쟁에 다시 합류할 태세를 갖추고 있습니다. 행동을 가속화하려면 정부부터 기업 혁신가까지 모든 이해관계자가 순환 기회를 포착하기 위해 힘을 모아야 합니다.
위 보고서를 ChatGPT에게 요약시켜봤다. (대체로 잘 한듯. 참고용)
배터리 광물 루프: 효율성, 혁신, 순환성을 통한 지속 가능한 미래
세계는 점점 더 배터리 의존적 에너지 시스템으로 전환하고 있다. 이 전환은 필연적으로 배터리 광물 수요의 급증을 초래하지만, 이 보고서는 효율성, 혁신, 순환성을 통해 이러한 수요를 효과적으로 관리할 수 있음을 제시하고 있다. 배터리 광물 루프는 단순한 광물 채굴의 반복이 아닌, 채굴된 광물의 재활용과 효율적인 사용을 통해 지속 가능한 에너지 미래를 구축하는 것을 목표로 한다.
배터리 광물 루프의 핵심 내용
배터리 광물은 새로운 석유가 아니다
배터리 수요가 급증하더라도 효율성, 혁신, 순환성의 결합된 힘은 10년 이내에 광물 채굴 수요의 정점을 이끌어낼 것이다. 이는 2050년까지 광물 추출을 완전히 피할 수 있게 할 수 있으며, 이를 통해 선형 추출 모델에서 순환 루프로의 전환을 가능하게 하여 기후, 안전, 건강, 부에 복합적인 혜택을 가져올 것이다.
광물 채굴 수요 완화의 여섯 가지 해결책
새로운 배터리 화학 물질의 배치: 더 적은 양의 희귀 광물을 사용하는 배터리 화학 물질을 개발한다.
에너지 밀도가 높은 배터리 개발: 같은 무게와 부피에서 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 배터리를 만든다.
광물 재활용: 배터리에서 사용된 광물을 효율적으로 재활용하여 새로운 배터리에 활용한다.
배터리 수명 연장: 배터리의 사용 수명을 연장하여 새 배터리 생산의 필요성을 줄인다.
차량 효율성 향상: 전기차의 에너지 효율을 높여 배터리 사용을 줄인다.
이동성 효율성 향상: 대중교통과 같은 효율적인 이동 수단을 촉진하여 배터리 사용을 줄인다
이미 시작된 변화
지난 10년간의 화학 혼합, 에너지 밀도, 재활용 개선 덕분에 리튬, 니켈, 코발트 수요는 60%에서 140%까지 감소했다. 현재 전 세계 리튬 이온 배터리의 대부분이 재활용되고 있다.
2030년대 중반의 광물 수요 정점
현재의 추세를 지속하면, 2030년대 중반에 새로운 배터리 광물 수요의 정점에 도달할 것이다. 화학 혼합, 에너지 밀도, 재활용이 계속 개선되면, 순 수요(총 수요에서 재활용 공급을 뺀 것)는 리튬, 니켈, 코발트에 대해 정점을 찍게 될 것이다.2050년까지 순 제로 광물 수요
위의 여섯 가지 해결책을 모두 활용하면 2050년까지 순 광물 채굴 수요가 거의 제로에 도달할 수 있다. 이는 거의 모든 배터리 수요가 재활용을 통해 충족될 수 있음을 의미한다(2024-07-26_배터리the_batte…).
채굴의 일회성 노력
10-15년 사용된 배터리의 광물 함량을 90-94% 이상의 효율로 회수하고 재활용할 수 있다. 전반적인 배터리 및 교통 시스템의 효율성을 10년마다 6-10%씩 향상시키면 재활용 손실을 상쇄할 수 있다. 이는 장기적으로 배터리 광물 채굴의 필요성을 제한한다.
"영구 운동 기계"로서의 순환성
이러한 폐쇄형 공급망을 통해 우리는 수 세기 동안 배터리 광물에서 가치를 계속 창출할 수 있다. 향후 20년 동안 우리는 2050년뿐만 아니라 2100년 이후까지 에너지 시스템을 구동할 광물을 모을 것이다
충분한 광물 자원
현재 알려진 리튬, 코발트, 니켈 매장량은 우리가 필요로 할 총 순 광물 수요의 두 배에 달한다. 이미 발표된 채굴 프로젝트만으로도 거의 모든 필요한 광물을 추출할 수 있다.
결론
이 보고서는 효율성, 혁신, 순환성을 통한 배터리 광물 수요 관리의 가능성과 필요성을 강조한다. 이를 통해 기후 변화에 대응하고, 에너지 안보를 강화하며, 건강과 부의 혜택을 극대화할 수 있다. 이를 위해 정부와 기업 모두의 적극적인 참여와 협력이 필요하다. 배터리 광물 루프는 단순한 기술 혁신이 아니라, 지속 가능한 에너지 미래를 위한 전략적 접근법이다.
2. 텍사스, 향후 18개월 동안 미국의 다른 어떤 주보다 더 많은 청정에너지(=재생에너지 + 배터리)를 건설할 것으로 예상
일반적으로 전통적 블루 스테이츠인 캘리포니아가 재생에너지의 리더라고 생각하지만 텍사스의 공격적인 전력망 계획과 구현으로 텍사스의 에너지 전환 속도가 다른 주들을 압도하고 있다. 향후, 18개월 동안 캘리와 애리조나를 합친 것보다 많은 재생에너지가 구축될 예정이라고. 이제 에너지 전환의 성공적 사례를 분석하고 싶다면 캘리포니아가 아닌 텍사스를 바라보면 좋을지도(텍사스는 고립된 전력망으로 전력 섬인 대한민국의 상황과 비슷한 특성이 지니고 있기도 한다.)
https://newsletter.cleanview.co/p/why-texas-will-add-more-clean-energy
링크 기사를 번역하면,
"텍사스가 이처럼 많은 청정 에너지 용량을 추가하는 이유를 이해하려면 수요 급증과 그리드 상호연결에 대한 텍사스의 “연결 및 관리” 접근 방식이라는 두 가지 큰 요인을 살펴보는 것이 도움이 됩니다.
모든 것을 더 많이 추가하고 있는 텍사스
텍사스 주만큼 전력 수요가 급증하고 있는 주는 없습니다. 암호화폐 채굴 사업과 데이터 센터가 많은 관심을 받고 있지만, 이것이 새로운 수요의 유일한 원천은 아닙니다.
텍사스의 인구와 주택 재고는 급성장하고 있습니다. 작년에 텍사스는 50만 명에 가까운 인구 증가를 기록하며 전국에서 인구 증가를 주도했고, 두 번째로 많은 신규 주택을 추가했습니다. 이 모든 성장은 대부분의 가정에서 전기로 냉난방을 하는 텍사스에서 일어나고 있습니다.
새로운 인구를 추가하는 것 외에도 주에는 새로운 회사와 공장도 추가되고 있습니다. 칩스 및 IRA 법안에 따라 기업들은 반도체에서 전기차 배터리에 이르기까지 모든 것을 생산할 수 있는 새로운 시설을 발표했습니다.
(텍사스가 블루스테이츠로 바뀔지도 진짜 모르겠다. 먹고사니즘이 에너지 전환과 리쇼어링에 있다.)
올해 초 텍사스의 전력망 운영사인 ERCOT은 향후 6년 안에 전력 수요가 두 배로 증가할 것이라는 충격적인 발표를 했습니다. (이 예측에 대해서는 뜨거운 논쟁이 벌어지고 있으며 상당한 과대 추정일 수 있습니다).
ERCOT의 '연결 및 관리' 전략
텍사스는 또한 일부 에너지 분석가들이 미국 최고의 그리드 상호 연결 프로세스라고 평가하는 것의 혜택을 누리고 있습니다.
전국의 그리드 사업자들이 지연과 오랜 연구로 인해 어려움을 겪고 있는 동안, ERCOT는 '연결 및 관리' 접근 방식을 채택하여 지난 몇 년 동안 그 어떤 그리드보다 더 많은 용량을 추가할 수 있었습니다.
텍사스 그리드 운영자는 프로젝트가 그리드에 연결하기 위해 어떤 로컬 업그레이드가 필요한지에 대한 상호 연결 요청 연구에 집중합니다.
(우리나라 전력정책 관계자 모두가 여기에 집중해야 하는 시점이 아닐까?)
미국의 다른 지역과는 달리 광범위한 네트워크 업그레이드의 필요성을 검토하지 않습니다. ERCOT은 시장 재배치 및 감축을 통해 새로운 발전기로 인해 발생하는 모든 그리드 병목 현상을 관리합니다.그 결과, 텍사스는 전력망의 탄소 집약도를 줄이면서 빠르게 증가하는 수요에 발맞출 수 있었습니다.
3. 텍사스의 지난 15년간 발전원 구성(전력 믹스)의 변화
텍사스의 광활한 토지와 뜨거운 태양광과 사막의 바람을 생각하면 재생에너지 잠재력이 높긴 하지만 빠른 속도의 전환에서 우리가 분명 배울 점이 많을 것이라 생각한다.
https://x.com/joshdr83/status/1816162419078541416
"업데이트된(2024년 2분기까지) ERCOT 발전 믹스는 태양광의 빠른 성장을 보여주며, 2024년 상반기 동안 ERCOT는 약 47%의 청정 전기로 운영되었습니다!
재미있는 사실: 태양광이 풍력보다 약 2배 빠르게 성장하는 것으로 보입니다(풍력: 7년간 2%->10%, 태양광: 4년 동안 2%->10%). "
4. 덴마크, 높은 풍력 의존에 따른 공급 불안정 및 연계망 수입 증가
덴마크의 현재 발전 믹스는 재생에너지원이 압도적인 비율을 차지하고 있다. 2023년 기준으로, 덴마크의 전력 생산에서 풍력이 58%를 차지하고 있으며 이는 전년도 54%에서 증가한 수치다. 덴마크는 또한 태양광, 바이오에너지 및 태양광 발전을 포함하여 전력 믹스의 80% 이상을 재생에너지원으로 구성하고 있다. 특히, 덴마크는 해상 풍력 발전 분야에서 선도적인 역할을 하고 있으며, 2022년 말 기준으로 해상 풍력 용량은 2.3 기가와트(GW)에 달하며, 2030년까지 18 GW로, 2050년까지 35 GW로 확대할 계획이다 (IEA).
이러한 재생에너지의 높은 비율 덕분에 덴마크는 유럽과 북유럽 전력 시스템과의 통합을 통해 경제의 탈탄소화를 추진하고 있으며, 주요 전력 수출국으로 자리잡고 있다. 덴마크 정부는 또한 2045년까지 탄소 중립을 달성하고 2050년까지 110%의 배출량 감축 목표를 설정하는 등 매우 야심찬 목표를 가지고 있다.
다만, 높은 풍력의 의존도는 기상에 따른 전력 수급의 불확실성이 높은 리스크에 크게 노출되어있음을 시사한다. 이 리스크를 유럽 대륙과 연결된 연계망에서 해소하고 있기는 한데, 해당 부분에 대한 우려의 목소리가 커지고 있는 상황이다.
https://x.com/jenshigh/status/1816111257902043555
위 그림을 보면, 심하면 수입량이 80%에 이를 때가 있다는 부분을 확인할 수 있다. EU에서 전력수요 분산과 공급 가용량의 차이가 국가별로 상이하다면 해당 부분이 크게 문제가 없을 수도 있으나 지나친 전력 수입 비중을 당연한 현상이라 보기엔 공급 리스크가 너무 크다고 볼 수 있다.
물론, 수출과 수입이 순환적으로 발생한다. 즉, 재생에너지가 많이 생산될 때는 수출하고 더 작은 기간 동안 수입하는 형태이긴 하다. 유럽 전력시스템 전체 관점의 수급 안정성이 확보되면 나쁘지 않을지도 모르겠다. (대한민국의 화석연료는 거의 100% 수입되고 있는 상황이라는 점을 생각하면, 화석연료와 같은 수급이 전기에서도 가능하다면 큰 문제가 아닐 수 있다)
여기서 우려는 이웃 국가인 스웨덴 역시 풍력의 비중이 높다는 데 있다. 덴마크가 바람이 없을 때, 스웨덴 역시 바람이 없을 수 있다. 그리고 독일 역시 높은 재생에너지 비중으로 재생에너지 출력 패턴이 비슷할 수 있다. 이런 부분은 리스크 포트폴리오 관점에서 보완책이 반드시 필요한 부분이라 볼 수 있다.
관련 보고서 링크는 아래와 같은데, 나중에 찬찬히 살펴볼 생각.
https://energinet.dk/om-publikationer/publikationer/redegorelse-for-elforsyningssikkerhed-2023/
"전력공급법에 따라 Energinet은 향후 10년 후의 공급 보안 수준에 대한 권고 사항이 포함된 전력 공급 보안 보고서를 매년 작성해야 합니다. 따라서 성명서는 2033년까지의 장기적인 발전에 초점을 맞추고 있습니다.
2033년 전력 공급 보장 계획 목표는 정전 36분으로 99.99%의 공급 보장에 해당한다. 이에 비해 2022년에는 1인당 약 24분의 중단이 발생했습니다.
Energinet은 이제 권고사항과 함께 보고서를 기후, 에너지 및 공급부 장관에게 보냈으며, 이후 장관은 전력 공급 보안을 위한 최종 목표를 설정해야 합니다. 성명서와 함께 전력 적정성 예측과 2022년 정전 통계 및 계산 방법에 대한 방법 노트와 관련하여 계산 및 가정을 정교화한 다수의 부속 보고서가 준비되었습니다."
보고서의 목표와 활용에 대해서 정확히 설명이 되어 있는데, 에너지 정책을 연구하는 입장에서는 이런 체계의 확실성, 투명성이 매우 부럽다. 우리는...
5. 중국의 재생에너지 풍경 : 어마무시한 대륙의 기상
중국의 현재 가동중인 1MW 이상급 태양광과 10MW 이상급 풍력 지형의 모습. 어마무시함, 대륙의 기상이 느껴진다.
"중국은 이미 180 기가와트(GW)의 유틸리티 규모 태양광 발전과 159 GW의 풍력 발전이 건설 중에 있어, 재생에너지 개발의 세계적인 선두주자로 자리매김하고 있다. 이 두 발전 용량의 총합은 전 세계의 나머지 부분을 합친 것의 거의 두 배에 달하며, 한국 전체에 전력을 공급하기에 충분한 양이다. 글로벌 에너지 모니터(GEM)의 새로운 데이터에 따르면, 건설 단계에 도달한 339 GW의 유틸리티 규모 태양광 및 풍력 발전 용량은 중국에서 제안된 전체 풍력 및 태양광 발전 용량의 3분의 1을 차지하고 있으며, 이는 전 세계 건설 비율인 7%를 훨씬 능가하는 수치이다. 이러한 건설 비율의 현저한 차이는 재생에너지 프로젝트 구축에 대한 중국의 적극적인 의지를 보여준다."
이런 그림들을 보면, 기후변화 대응은 기존 선진국들의 개발도상국(특히, 중국) 가로막기가 아니라 중국이 패권국으로 발돋움하는 중요한 계기가 될지도 모르겠다...
아래는 이 내용을 ChatGPT로 요약한 것이다.
중국의 재생에너지 리더십과 그 의미
중국은 현재 재생에너지 개발의 세계적 리더로 자리매김하고 있다. 2024년 7월 글로벌 에너지 모니터(Global Energy Monitor, GEM)의 최신 보고서에 따르면, 중국은 180 기가와트(GW)의 유틸리티 규모 태양광 발전과 159 GW의 풍력 발전이 건설 중에 있어, 이 두 발전 용량의 총합은 전 세계 나머지 부분을 합친 것의 거의 두 배에 달한다. 이는 한국 전체에 전력을 공급하기에 충분한 양이다.
재생에너지 발전 현황
유틸리티 규모의 태양광 및 풍력 발전
2023년 한 해 동안 중국은 유틸리티 규모 태양광 및 풍력 발전 용량을 두 배로 늘렸다. 2024년 1분기 기준, 중국의 총 유틸리티 규모 태양광 및 풍력 용량은 758 GW에 도달했으며, 중국 전력 협회의 데이터에 따르면 분산형 태양광을 포함한 총 용량은 1,120 GW에 이른다. 이는 중국 총 발전 용량의 37%를 차지하며, 이는 2022년 대비 8% 증가한 수치로, 2024년에는 석탄 용량을 능가할 것으로 예상된다.
중국은 특히 해상 풍력 발전 분야에서 선도적인 역할을 하고 있으며, 2022년 말 기준으로 해상 풍력 용량은 2.3 GW에 달하며, 2030년까지 18 GW로, 2050년까지 35 GW로 확대할 계획이다. 이와 같은 빠른 성장세는 중국이 재생에너지 분야에서 세계적 리더로 자리잡게 만들고 있다.
분산형 태양광 발전
분산형 태양광 발전은 특히 중국의 재생에너지 발전에서 중요한 역할을 하고 있다. 2023년, 중국은 이전 3년 동안 설치한 것보다 더 많은 태양광 발전 용량을 설치했으며, 이는 전 세계 나머지 부분을 합친 것보다도 많다. 분산형 태양광의 절반은 주택 지붕에 설치되었으며, 이는 낮은 투자 비용과 쉬운 설치, 강력한 정책 지원 덕분에 시장에서 인기를 끌고 있다.
분산형 태양광은 2021년 이후 중앙집중형 태양광보다 더 높은 성장률을 보이고 있다. 이와 같은 성장은 특히 중국의 "전국 단위 태양광" 모델 덕분에 가능했다. 이 모델은 지방 정부와 협력하여 태양광 발전을 촉진하며, 이는 주민들에게 재정적 혜택을 제공하고 있다.
지방별 발전 동향
중국 북서부와 북부 지방은 대규모 태양광 및 풍력 발전 설치를 주도하고 있다. 예를 들어, 내몽골, 신장, 허베이, 산시, 산둥, 간쑤는 풍력 설치에서 주요한 역할을 하고 있으며, 이들 여섯 지방은 중국 전체 풍력 발전 용량의 43%를 차지하고 있다. 또한, 해상 풍력은 장쑤가 선두를 달리고 있으며, 푸젠은 2023년에 세계 최대 용량의 16 MW 풍력 터빈 11기를 핑탄 해상 풍력 발전소에 설치했다. 이는 해상 풍력 발전에서 중국의 빠른 성장을 나타내며, 향후 5년 내에 장쑤를 넘어설 잠재력을 가지고 있다.
분산형 태양광은 중앙 및 남부 지방에서 빠르게 확산되고 있으며, 특히 허난, 장쑤, 저장은 2023년 초와 비교하여 태양광 용량에서 상위 5위에 올랐다. 이는 분산형 태양광의 인기가 높아지면서 나타난 결과로, 향후 몇 년 동안 이 지역의 재생에너지 용량이 더욱 증가할 것으로 예상된다.
전망과 과제
중국은 2024년 말까지 유틸리티 규모 태양광 및 풍력 발전 용량을 1,200 GW에 도달시킬 수 있을 것으로 예상된다. 이는 2020년 기준 934 GW에서 2030년까지 재생에너지 용량을 세 배로 늘리겠다는 목표를 6년 앞당겨 달성하는 것이다. 이와 같은 목표를 달성하기 위해 중국은 2024년에 연간 200 GW의 재생에너지를 추가할 계획이다. 이러한 성장은 중국이 2030년까지 재생에너지 용량을 세 배로 늘리는 목표를 달성하는 데 큰 도움이 될 것이다.
그러나 중국의 석탄 중심 전력망이 이러한 대규모 재생에너지 발전을 어떻게 흡수하고 추가 전력을 수요 지역으로 전달할지에 대한 문제가 남아 있다. 현재, 중국은 초고압(UHV) 송전선을 통해 북부와 북서부 지역의 유틸리티 규모 태양광 및 풍력 전력을 중앙, 남부 및 동부 지역의 수요 중심지로 전달하고 있다. 하지만 이러한 송전선의 건설 지연은 풍력 및 태양광 전력의 전송을 저해할 수 있다.
또한, 전력망의 불안정성과 전력 저장 용량의 제한은 재생에너지의 간헐성을 해결하는 데 어려움을 초래하고 있다. 2024년 3월, 전국적으로 태양광 전력의 감축률이 5%를 초과했으며, 이는 정부가 2018년에 설정한 경고선이다. 특히, 북서부와 북부의 7개 지방은 2024년 2월에 10% 이상의 감축률을 기록했으며, 이는 재생에너지의 안정적인 공급을 위해 해결해야 할 중요한 과제이다.
결론
2023년, 중국은 재생에너지 성장에 있어 전례 없는 해를 보냈으며, 계속되는 건설 물결은 중국이 가까운 미래에도 재생에너지 설치에서 세계를 선도할 것임을 보장한다. 그러나 중국은 대규모 재생에너지 구축을 전력 생산으로 전환하고, 화석 연료를 대체하며, 탄소 배출을 최대한 빨리 정점에 도달하도록 해야 하는 과제를 안고 있다. 이러한 목표를 달성하기 위해 중국은 전력망 인프라를 개선하고, 재생에너지의 간헐성을 해결하며, 안정적인 전력 공급을 보장하기 위한 노력이 필요하다. 이를 통해 중국은 재생에너지 분야에서의 리더십을 더욱 강화할 수 있을 것이다.
6. IEA, 2025년 전력 부분 이산화탄소 감소 예상
"태양광, 풍력, 수력 등 재생에너지의 증가로 2025년 전 세계 발전량에서 석탄을 처음으로 추월할 전망 2024년 소폭 증가 후 2025년에는 전력 부문의 CO2 배출량이 소폭 감소할 것으로 예상"
Electricity Mid-Year Update: July 2024 보고서를 아래와 같이 요약해봤다.
2024-2025 전력 수요와 재생에너지 발전: 전망과 과제
세계 전력 수요가 2024년과 2025년 동안 빠르게 증가할 것으로 예상된다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2024년 세계 전력 소비는 4% 증가할 것으로 전망되며, 이는 2007년 이후 가장 높은 성장률이다. 이는 견조한 경제 성장, 강력한 전력 수요, 그리고 지속적인 전기화의 영향 때문이다. 특히 중국, 인도, 미국과 같은 주요 경제국들이 이러한 증가를 주도할 것으로 보인다.
중국의 전력 수요
중국은 전력 소비가 2023년에 7% 증가한 후 2024년에는 6.5% 증가할 것으로 예상된다. 이는 전기차(EV) 및 태양광 발전(PV) 모듈, 배터리 생산의 급격한 증가와 관련이 있다. 또한 데이터 센터와 5G 네트워크의 확장도 전력 수요 증가의 주요 요인 중 하나이다. 중국은 최근 3년간 독일의 연간 전력 수요에 해당하는 전력을 추가해왔으며, 이러한 추세는 2025년까지 지속될 것으로 보인다. 중국의 서비스 산업과 다양한 산업 부문에서의 활발한 활동이 이러한 전력 소비 증가를 뒷받침하고 있다. 2024년과 2025년 동안 중국의 전력 수요 증가율은 각각 6.5%와 6.2%로 예상된다.
중국의 전력 수요 증가를 뒷받침하는 주요 요인 중 하나는 급격한 전기차 및 태양광 발전 모듈 생산의 증가이다. 중국은 전 세계 태양광 발전 모듈 생산의 약 70%를 차지하고 있으며, 전기차 생산에서도 글로벌 리더로 자리 잡고 있다. 이러한 산업 활동은 대규모 전력 소비를 유발하며, 이는 중국의 전력망에 큰 부담을 준다. 또한 데이터 센터와 5G 네트워크의 확장도 전력 수요 증가의 중요한 요인이다. 중국 정부는 2025년까지 전국에 5G 네트워크를 완전히 구축할 계획이며, 이는 막대한 전력 소비를 수반할 것이다.
인도의 전력 수요
인도는 2024년에 전력 소비가 8% 증가할 것으로 예상되며, 이는 강력한 GDP 성장과 장기적인 열파로 인한 냉방 수요 증가에 기인한다. 2024년 상반기에 인도는 기록적인 열파를 겪었으며, 이는 전력 시스템에 큰 부담을 주었다. 2025년에는 전력 수요 증가율이 6.8%로 완화될 것으로 보인다. 인도의 경제는 전 세계에서 가장 빠르게 성장하는 경제 중 하나로, 이러한 경제 성장은 전력 수요의 급격한 증가를 초래한다. 또한 인도의 기후 조건은 장기간의 열파를 동반하며, 이는 냉방 수요를 급증시키는 주요 요인이다.
인도의 전력 수요 증가는 주로 산업 활동의 증가와 관련이 있다. 인도의 제조업은 지속적으로 확장되고 있으며, 이는 전력 소비를 크게 증가시키고 있다. 또한 인도의 가정에서도 전력 소비가 급증하고 있다. 특히 에어컨과 같은 냉방 기기의 보급률이 증가하면서 전력 소비가 크게 증가하고 있다. 인도 정부는 전력 공급의 안정성을 보장하기 위해 다양한 정책을 시행하고 있으며, 이는 전력망의 효율성을 높이는 데 기여하고 있다.
유럽의 전력 수요 회복
유럽연합(EU)은 2022년과 2023년에 각각 2.8%와 3.2% 감소한 후, 2024년에 전력 소비가 1.7% 증가할 것으로 예상된다. 이러한 회복은 에너지 가격 안정화와 에너지 집약적인 산업의 생산 재개에 기인한다. 그러나 에너지 가격이 여전히 높은 수준을 유지하고 있어 향후 수요 회복 속도에 대한 불확실성이 존재한다. EU의 전력 수요는 2024년에 1.7%, 2025년에 2.6% 증가할 것으로 전망된다. 이는 경제적 어려움이 완화되고 에너지 집약적 산업이 재가동되면서 나타나는 회복세이다.
유럽의 전력 수요 회복은 주로 산업 활동의 재개와 관련이 있다. 유럽의 많은 산업은 에너지 가격 상승으로 인해 생산을 중단했으나, 에너지 가격이 안정화되면서 생산을 재개하고 있다. 이는 전력 수요의 증가로 이어진다. 또한 유럽의 여러 국가에서는 전기차 및 재생에너지의 확산이 전력 수요를 증가시키고 있다. 특히 독일과 프랑스는 전기차 보급률이 높아지면서 전력 수요가 크게 증가하고 있다. 이러한 요인들은 유럽의 전력 수요 회복에 중요한 역할을 하고 있다.
재생에너지의 역할
태양광 발전은 2025년까지 세계 전력 수요 증가의 약 절반을 충당할 것으로 예상되며, 풍력 발전과 함께 전체 증가분의 약 75%를 차지할 것이다. 2024년에는 태양광 및 풍력 발전이 수력 발전을 초과할 것으로 보이며, 2025년에는 재생에너지가 석탄 화력 발전을 넘어설 것으로 예상된다. 재생에너지의 비중은 2023년 30%에서 2025년 35%로 증가할 것으로 전망된다. 이는 재생에너지 기술의 발전과 정부의 강력한 정책 지원 덕분이다.
재생에너지는 전 세계 전력 공급의 중요한 부분을 차지하게 될 것이다. 태양광 발전과 풍력 발전은 기술의 발전과 비용 절감으로 인해 빠르게 확산되고 있다. 특히 태양광 발전은 설치 비용이 크게 감소하면서 많은 국가에서 주요 전력 공급원으로 자리 잡고 있다. 풍력 발전도 기술의 발전과 함께 효율성이 증가하면서 전력 공급의 중요한 부분을 차지하고 있다. 이러한 재생에너지의 확산은 전 세계 전력 수요를 충당하는 데 중요한 역할을 할 것이다.
전력 부문 CO2 배출량
전 세계 전력 생산에서의 CO2 배출량은 2024년 약간 증가한 후 2025년에 감소할 것으로 예상된다. 이는 청정에너지 원천의 확대로 인해 석탄 화력 발전이 감소할 것으로 예상되기 때문이다. 그러나 극심한 기후 조건이나 경제적 충격, 정부 정책 변화 등으로 인해 특정 연도에 배출량이 증가할 수 있다. CO2 배출량은 2024년에 약간 증가한 후 2025년에 1% 미만으로 감소할 것으로 보인다.
전력 부문에서의 CO2 배출량 감소는 주로 재생에너지의 확산과 관련이 있다. 재생에너지는 CO2 배출량이 거의 없기 때문에 전력 부문에서의 CO2 배출량을 크게 줄일 수 있다. 또한 전력 생산에서의 효율성 향상도 CO2 배출량 감소에 기여하고 있다. 여러 국가에서 고효율 전력 생산 기술을 도입하고 있으며, 이는 전력 생산의 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 노력들은 전력 부문에서의 CO2 배출량 감소에 기여할 것이다.
결론
2024년과 2025년은 세계 전력 수요와 재생에너지 발전에 있어서 중요한 변곡점이 될 것이다. 중국과 인도의 강력한 수요 증가, 유럽의 수요 회복, 재생에너지의 빠른 확장은 모두 주목할 만한 요소들이다. 그러나 이러한 변화에는 여전히 많은 도전 과제가 따른다. 에너지 가격의 변동성, 산업 회복의 불확실성, 그리고 기후 변화에 따른 변수들은 전력 수급과 관련된 주요 리스크로 남아 있다. 따라서 각국 정부와 산업계는 이러한 변화를 주의 깊게 모니터링하고 대응 전략을 마련해야 할 것이다.
전력 수요 증가와 재생에너지의 확산은 여러 측면에서 중요한 함의를 가진다. 첫째, 전력 수요 증가에 대응하기 위해 전력망의 확충과 효율적인 관리가 필수적이다. 특히 중국과 인도와 같은 대규모 전력 소비국에서는 전력망의 안정성을 유지하기 위해 지속적인 투자가 필요하다. 둘째, 재생에너지의 확산은 전력 공급의 다변화와 안정성에 기여할 수 있다. 태양광과 풍력 발전의 확산은 석탄과 같은 화석연료에 대한 의존도를 줄이고, 전력 공급의 안정성을 높일 수 있다. 셋째, 전력 부문에서의 CO2 배출량 감소는 기후 변화 대응에 중요한 역할을 할 수 있다. 재생에너지와 고효율 전력 생산 기술의 도입은 전력 부문에서의 CO2 배출량을 줄이는 데 중요한 기여를 할 수 있다.
이러한 변화와 과제를 고려할 때, 각국 정부와 산업계는 다음과 같은 전략을 고려해야 한다. 첫째, 전력망의 확충과 현대화를 위한 지속적인 투자가 필요하다. 이는 전력 공급의 안정성을 높이고, 급증하는 전력 수요에 대응하기 위해 필수적이다. 둘째, 재생에너지의 확산을 위한 강력한 정책 지원이 필요하다. 정부는 재생에너지 프로젝트에 대한 금융 지원과 규제 완화를 통해 재생에너지의 확산을 촉진해야 한다. 셋째, 전력 생산에서의 효율성 향상을 위한 기술 개발과 도입이 필요하다. 이는 전력 부문의 CO2 배출량을 줄이고, 전력 생산의 효율성을 높이는 데 기여할 수 있다.
결론적으로, 2024년과 2025년은 세계 전력 수요와 재생에너지 발전에 있어서 중요한 변곡점이 될 것이다. 각국 정부와 산업계는 이러한 변화를 주의 깊게 모니터링하고, 대응 전략을 마련하여 지속 가능한 전력 공급을 보장해야 한다. 이는 전 세계 경제와 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것이다.
7. 원자력 공급 중단을 보완하는 배터리 시스템을 상상
x.com에서 AukeHoekstra의 주장인데, 꽤 흥미로워서 가져와본다.
https://x.com/AukeHoekstra/status/1816571401483993471
"배터리는 이미 원자력 발전소가 고장 났을 때 전력망을 안정화할 수 있는 수단입니다. 이제 배터리가 100배 더 많은 그리드를 상상해 보세요. 가장 극단적인 피크도 자동으로 완화될 것입니다. 그리고 일일 가격 변동도 안정화될 것입니다. 저는 이것이 미래라고 생각합니다. "
https://x.com/grid_status/status/1816208495320129625
아래 그림들은 전력 수급에 문제가 생겼을 때, 어떻게 전력계통에서 문제를 해결하고 가격의 역할이 무엇인지 살펴볼 수있는 좋은 그림들...
그리드 상태에 대한 데이터를 사용하여 풀링된 리소스와 고급 운영 전략이 충격 발생 시 심각한 중단을 방지하는 방법을 살펴봅니다.
이 경우 ERCOT은 ECRS를 제공하는 상당한 양의 배터리를 포함한 보조 서비스를 신속하게 배포하여 주파수를 정상으로 되돌렸습니다.
정전이 발생한 직후 전기 요금은 정전의 원인을 가리키며 반등했습니다.
그런 다음 가격 신호는 오전 7시 40분(중부 표준시)에 서부 텍사스에서 발전 출력을 재구성하여 일부 발전소는 출력을 늘리고 일부 발전소는 출력을 줄입니다.
위 자료들을 제시한 트윗을 상세히 볼 수 있는 링크
