태양광과 풍력 - 설비 용량과 생성된 전력 사이의 불일치
독일은 2000년 이후 에너지 전환에 모두 4,000억 유로 이상을 투자했다. 그러나 재생 에너지 부문은 투자에 비해 크게 저조한 발전 실적을 보였다. 전기 설비 용량과 발전 용량 사이에는 상당한 차이가 있기 때문이다. 이러한 차이가 발생하는 원인은 매우 복합적이기 때문에 전기의 공급과 수요에 다양한 방식으로 영향을 미친다.
독일은 탈탄소화를 주도하는 대표적인 나라이다. 2000년 이후 에너지 전환에 모두 4,000억 유로를 투자했다. 화력 발전소 휴지에 따른 비용, 전력망 비용, 기타 비용 등을 고려하면 실제 투자된 액수는 이보다 훨씬 크다.
독일이 2021년까지 에너지 전환 정책에 투자한 자금으로, 독일의 총 전력 생산량 설비 기준 풍력 및 태양광의 점유율은 약 28%를 달성했다. 하지만 태양광과 풍력의 1차 에너지 점유율은 여전히 5%에 불과했다. 여기서 말하는 전환을 완벽하게 달성하기 위해서 독일의 전력 설비 용량은 두 배가 되어야 했다.
이처럼 재생 에너지 부문은 실제 에너지 측면의 투자에 비해 크게 저조한 발전 실적을 보였고 그 여파로 독일의 전기 가격은 G20에서 가장 비싸졌다. 그리고 이와 같은 저조한 실적은 잘못된 정책의 실행에 의한 것이 아니라, 낮은 자연 용량 계수와 낮은 에너지 효율성이라는 가변적 재생 에너지의 본질적인 단점에 의한 것이었다.
한편 전 세계 에너지 전환의 평균적인 현황을 살펴보면, 표면적으로는 꽤 긍정적인 성취를 이루고 있는 것처럼 보인다. 2020년 기준 글로벌 에너지 설비 용량 약 8,000GW 중 약 18%가 태양광과 풍력으로서, 전 세계 전기의 약 8%, 1차 에너지의 약 3%를 공급했다.
그러나 전기 설비 용량과 발전 용량 사이에는 상당한 차이가 있다. 태양광과 풍력의 평균 자연 용량 개수들을 고려하면 설비 용량을 두 배로 늘려도 전기 공급은 1/3 미만에 그치고, 1차 에너지에 대한 기여도도 10% 미만에 그친다. 이러한 차이가 발생하는 원인은 매우 복합적이기 때문에 전기의 공급과 수요에 다양한 방식으로 영향을 미친다.
태양의 엄청난 에너지에도 불구하고 자연풍 및 태양으로부터 단위 면적당(m²당) 사용할 수 있는 에너지는 제한적이고 간헐적이며, 너무 작아서 전력망 그리드 규모의 효율적인 전기를 생산할 수 없을뿐더러, 식물, 특정 지역 및 광범위한 지역의 기후, 동물 상태, 바닷길, 새들의 항로, 새, 박쥐들에게까지 부정적인 영향을 미친다.
기술 발전을 통해 풍력 및 태양광 설비 용량의 순 효율성을 높일 수는 있을 것이다. 하지만 기존의 에너지 생산과 경쟁할 수 있고, 그리드 규모에서 요구되는 에너지 투자 수익률(eROI)의 장애물을 능가하는데 필요한 기술적 진보로는 부족하다.
더구나 전통적인 에너지 생산 방식 역시 시간이 지남에 따라 에너지 효율이 향상된다. 최근 일본과 독일에서 초임계 고효율 석탄 화력 발전소의 효율성은 60% 이상을 달성했다. 더욱 고무적인 것은 송출 가능한 전력 수급을 달성하는 동시에 화석 연료량과 온실가스 배출을 줄이고, 오염물질 배출을 실질적으로 없애고 있다는 사실이다. 이는 재생 에너지 자원으로 지금까지 달성한 것보다 온실가스 배출을 제어하는 데 더 효과적인 수단으로 나타난다.
에너지의 불편한 미래
우리가 간과하고 있었던 ‘재생’ 에너지 전환 프로젝트의 문제점들을 차례로 시사하고 있으며, 이를 통해 우리는 현재의 인구 상승률과 이로 인한 에너지 수요 증가를 ‘재생’ 에너지만으로
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