1. 개요
대체에너지(국문위키)재생가능에너지(국문위키)
Renewable Energy(재생가능에너지, 영문위키)
'에너지 전환' 정부 정책위키
세계 재생 에너지 비율 지도
신·재생에너지 해설
대체에너지(Alternative Energy)는 화석연료를 이용하지 않고 연료/열/동력/전기를 대체하는 수단과 방법의 총칭이다.
- 재생(가능)에너지(Renewable Energy)는 대체에너지의 한 분류다. 재생(가능)에너지 공급인증서(Renewable Energy Certificate)는 REC 및 탄소금융 문서 참고.
- 재생불가능에너지(Non-Renewable Energy)도 대체에너지의 한 분류다. 수소, 액화석유가스(LPG), 원자력 발전소, 바이오 디젤 등이다. 이 중 각국이 유리한 에너지원을 신에너지라 하여, 재생에너지와 묶어 신재생에너지(New & Renewable Energy)라 하여 함께 지원하곤 한다. 대한민국은 수소는 신에너지로, 원자력은 원자력법으로, 수소와 원자력을 CF100으로 지원하곤 한다.
1.1. 국내 법상 정의
신재생에너지법 의안정보 (2021년 3월 24일 의결)신재생에너지법 법안정보 (2021년 10월 21일 시행)
1988년 1월 1일(시행 기준), 대한민국은 "대체에너지 개발 촉진 법안"으로 대체에너지를 분류하고 후원하기 시작한다. 당시엔 태양에너지, 바이오에너지, 풍력, 소수력, 연료전지, 석탄액화ㆍ가스화, 해양에너지, 폐기물에너지로 꼽았다.
2005년 7월 1일(시행 기준), 해외에서 재생(가능)에너지로 논의가 변화하였지만, 여전히 한국은 전략적으로 육성할 분야들이 있어 '신에너지 및 재생에너지'라고 법안을 바꾼다.
2013년 10월 31일(시행 기준), 신에너지와 재생에너지를 구체적으로 법안 내에서도 구분한다.
- 신에너지 = "화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학 반응을 통하여 전기, 열을 이용하는 에너지"
- 재생에너지 = "재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지"
1.2. 국내 관련 기관
- 신재생에너지 홍보전시관 - 전라남도청이 있는 무안군에 있다.
- 제주에너지공사 CFI에너지미래관 - '신재생에너지홍보관'에서 이름을 바꿨다.
- 수소체험박물관 - 2020년 6월, 서울 마포구 상암동 481-6번지 일대에 건설이 확정되었다. #
- 수소안전체험관(뮤지엄) - 2022년 12월, 충북 음성군 맹동면 두성리 1525(충북혁신도시)에 건설되었다. #
1.3. 해외 법상 정의
- 일본
- 중국
- 대만
- 인도
- 인도는 장관급의 "신재생에너지부"가 있다.
- 2001년 "에너지보존법", 2003년 "전기법"이 내용을 담고 있다. 수소, 건물에너지효율 등을 담고 있다. #
2. 논의
2.1. 필요성 논의
화석연료는 크게 석탄(고체), 석유(액체), 천연가스(기체)다. 출처로 보자면 유전에서 석유와 천연가스가, 광산에서 석탄이 나온다. 용도로 보자면 석탄과 천연가스는 발전용, 석유는 교통용이다.재생가능성과 고갈 - 화석연료는 인류에게 전무후무한 양의 에너지를 선사해 문명사 자체를 뒤집어놓았다. 화석연료는 저장성도 강하고 열량도 크며 활용처도 광활히 넓어 가히 근대 인류역사의 진주인공이라고 봐도 무방할 정도이다. 하지만 태생이 땅에서 채굴해야 하는 자원인 이상 결국에는 고갈될 것이다. 하지만 이미 대규모의 에너지를 굴리는 데 맛이 든 인류는 절대로 화석연료 발견 이전의 시대 수준으로 순순히 돌아가려고 하지 않는다.[3] 그에 따라 화석연료가 고갈되기 전에 이를 대체할 에너지원을 개발하는 것은 인류가 당면한 최대의 숙제가 되었다.
채산성과 경제성 - 이미 2000년대 중반부터 '피크 오일' 즉 석유의 생산량이 정점에 이르렀다는 공포가 퍼졌다. 2008~2010년 이를 대체하려던 미국-유럽의 바이오 연료 열풍은 개발도상국의 식량부족을 일으켜 아랍의 봄과 수백만의 아사라는 참극을 가져와 폐기되었다. 화석연료 가격은 점점 올라 2012년부터 이미 재생에너지는 화석연료보다 저렴한 에너지가 되어 이를 '그리드 패리티'라고 불렀다. 2014년부터 셰일 가스와 샌드 오일 등 이제부턴 '꺼내는' 정도가 아니라 '에너지와 비용을 들여서' 채굴하는 화석연료가 주류가 되었다. 셰일 가스업체의 생존을 위해 최소 배럴당 50-60불 이상이 필요하게 되었다.
에너지 안보 - 중동의 1970년대 이후 석유 파동, 러시아의 2000년대 이후 천연가스 동결, 그리고 이들을 실은 배가 오가는 바닷길에 대한 안보가 오래 논의된다. 따라서 각국 내에서 에너지를 자립적이면서도 경제적으로 생산할 수단의 하나로 재생에너지 및 원자력 발전이 논의된다. 하지만 2011년 후쿠시마 원자력 발전소 사고로 원자력 발전소를 자국에 놓는 것에 대한 논의가 정치화된다.
인류의 생존 - 2018년 IPCC의 특별보고서에 따르면, 하루 빨리 탄소 중립을 넘어 탄소 포집까지 하지 않으면 인류가 멸종한다는 충격적인 결과가 나왔다. 이에 따라 화석연료에 탄소세를 물리고, 재생에너지에 그린뉴딜 등의 과감한 투자와 인센티브를 주어 채산성/경제성을 좋게 만들고 있다. 인류는 멸종하지 않을 것이다. 하지만 화석연료에 기반한 현 문명을 대체에너지에 기반한 수소경제 문명으로의 변화를 경착륙이 아닌 연착륙을 시키기 위한 노력이 각국에 의해 계속되고 있다.
2.2. 분류 논의
그린뉴딜 및 ESG 및 RE100 등 실질적으로 국가예산 및 민간투자가 들어가야 해서 예민한 사안이다.천연가스의 포함 여부 - 액화석유가스(LPG)는 분명 화석연료이며, 탄소를 배출한다. 하지만 석탄발전소에 비하면 친환경적이라는 이유로 유럽 녹색분류체계 등 각국이 이를 포함한다. IPCC는 2022년 4월 화석연료들로 가고 있는 각국 보조금만 끊어도 탄소배출을 10%는 줄일 수 있다고 천연가스 배제를 촉구했다.
원자력의 포함 여부 - 국제재생에너지기구(IRENA), 미국에너지관리청(EIA) 등의 정의에 의하면 원자력은 재생에너지가 아니다. 궁극적으로 우라늄이라는 핵연료를 소모하기 때문. 하지만 한국은 신에너지라는 분류가 있으며, 원자력도 분명 화석연료의 대체에너지이므로 포함시켜야 한다는 논의. 하지만 원자력 발전소와 핵융합 발전은 이미 별도의 법이 있어 대체에너지의 분류에 굳이 포함시킬 필요가 없다는 지적도 있다.
바이오의 포함 여부 - 생물에너지는 대규모의 비옥한 농지를 필요로 하며 여기서 재배되는 식량작물을 활용하게 되는데, 이는 근본적으로 식량자원을 연료로 전용한다는 점에서 전세계적인 빈부갈등을 초래할 소지가 있다. 화석연료체제 하에서는 연료와 식량이 완전히 분리되기 때문에[4] 그나마 이런 류의 갈등은 발생하지 않고 있는데 생물에너지체제로 넘어가게 되면 이 문제는 현실로 떠오를 가능성이 충분하다. 실제 2000년대 중반 중동의 불안한 정세 때문에 유가가 폭등하자 미국과 브라질 등이 바이오 에탄올 생산을 대폭 늘렸고, 이것이 국제곡물가격 상승으로 이어지면서 아프리카와 중동 일대에서 도시빈민들의 식량폭동이 터져나온 사례가 있다.[5] 즉 저개발국의 식량 vs 선진공업국의 연료의 논쟁이다. 대규모의 연료를 필요로 하는 선진국이 대규모 농지를 가진 저개발 농업국가에 작물 생산을 위탁하는 형식으로 연료 생산이 이루어질 가능성이 다분한데, 과연 당장 쫄쫄 굶어죽을 지경인 해당 국가 사람들이 이 귀한 옥수수를 맛도 못 보고 헐값에 수출해, 그 나라에서는 정작 이것들을 기계 연료로 태워버린다는 사실을 납득할 수 있을까?
에너지 절약/회수/수확의 포함 여부 - 이를 '네가와트', '도심발전소', '원전 한 기 덜 짓기' 등으로도 부른다. 대한민국은 신도시는 천연가스(LNG) 화력 발전소를 의무 설치하고, 여기에서 열도 회수하여 지역난방에 쓰게 하는데, 이를 열병합발전소라고 한다. 또한 연료전지 역시 수소 1kg으로부터 전기가 20kWh, 열이 13kWh 나오기 때문에, 전기만 보면 효율 40%지만, 열까지 회수하여 효율이 80%다! 등의 마케팅을 한다. 또한 대한민국은 실제로 에너지를 절감하면 돈을 준다. #
2.3. 한계
재생에너지는 태양광 발전을 제외하면 공통적으로 무언가로부터 열원을 확보해 물을 끓이고 증기터빈을 돌려 전기를 얻는 방법에 수렴한다. 에너지 저장 체계가 있지만, 문제는 발전 메카니즘의 한계상 효율은 제한적이며 산출물이 전기라는 특성상 저장성 또한 꽝이다.[6] 따라서 어딘가에서 에너지가 나올 만한 구석이 있으면 일단 다 째벼보고 거기서 가능한 최대한의 효율을 뽑아 효과적으로 장기저장할 수 있게 만들어야 하는데 한 단계 한 단계가 밀레니엄 문제 수준의 난관이다.환경부에서 발간한 2050 탄소중립 시나리오 문서를 보아도, 경제성이 있는 재생에너지로는 대한민국 전력 수요의 70% 정도를 담당하는 것이 한계. 부족한 전력은 해외에서 수입한 수소로 메꾼다는 것이 현재 계획이지만, 문제는 이 방법은 매우매우 비경제적이다. 더 자세한 사항은 수소경제 항목을 참고.
재생에너지의 단가가 낮아지고 있다고는 하나 점점 싸지는 속도가 느려지고 있어 경제적 한계에 가까워지고 있다는 게 현실이다. 10억짜리 자동차를 천만원에 만들기는 쉬워도 천만원 자동차를 10만원에 만드는 건 불가능에 가까운 것과 같다.#
2.4. 발전 비중의 증가
“재생에너지 조달 가장 어려운 나라”로 꼽힌 대한민국기후 악당' 옛말…중국 재생에너지, 화력발전 추월
대한민국 내에서는 탈원전 논란으로 인해 대체에너지가 주류 에너지를 대체하지 못할 것이라는 주장이 많다. 심지어 대한민국을 포함한 주요 국가들의 비중을 보더라도 대한민국은 가히 저열한 수준으로 진행되지 못한데다 이마저도 2020년 기준이기 때문에 탈원전 정책을 없애고 원자력에 집중한 현재엔 더욱 발전 가능성이 없어지고 있다.#
탈원전주의자들은 전 세계의 기준으로 재생에너지는 매우 빠르게 비중을 확대하고 있어 거스를 수 없는 대세로 자리잡았다는 주장을 제기한다.# 2030년에는 전체 발전 비중의 33%를 차지할 것으로 전망하는 시각도 있다. # 2020년에 재생에너지 발전 설비 용량은 원자력을 추월했다. #
그러나 에너지 저장 체계가 발전하지 못하면, 설비용량은 발전 설비가 출력할 수 있는 최대 출력량을 의미하므로 재생에너지가 24시간 강한 바람과 강한 햇볕이 내리쬐지 않는 이상 설비용량이 아닌 실질적인 발전량이 중요하다. 원전과 재생에너지의 발전설비용량이 17퍼센트대로 비슷한데도 전체 발전량에서 원자력은 26.9퍼센트 재생에너지의 발전량은 7.7퍼센트로 신재생은 이명박 정부을 지나 적극적으로 장려했던 문재인 정부조차 설비용량이 2배 늘었다 하였으나 발전량으로 따지면 1년에 0.5프로의 발전량밖에 늘지 않았다는 것을 의미하며 재생에너지의 발전량의 안정성은 둘째치더라도 대한민국의 재생에너지의 발전량 증가는 매우 느리다보니 매우 획기적인 재생에너지기술이 나오지 않는한 기후변화 임계점까지 탄소중립은 어려운 상황이다.[7]
2.5. 선진국의 정책적 지원
2016년, 독일은 재생에너지의 비중이 30%에 달한다. #2020년, 일본이 2050년까지 대체에너지의 비중을 50% 이상으로 달성하기로 정했다. # 미국 역시 지금 추세로 간다면 대체에너지가 제일 비중 높은 에너지원으로 자리잡을 전망이 나왔다. # 대체에너지를 확대하려는 조 바이든이 대통령에 당선되어 이는 더 가속화할 전망이 나왔다. #
2021년, 중국(11.2%)과 일본(10.2%), 몽골(10.6%), 베트남(10.7%), 아르헨티나(10.4%), 헝가리(11.1%), 엘살바도르(12.0%) 등 세계 50개국의 풍력·태양광 발전량 비중이 10%를 넘었다. 한국(4.67%)이다. # #
2021년, 2050년에 이르면 세계의 재생에너지의 발전 비중은 60%에 다다를 것이라는 예측이 나왔다. #
2022년, 국제에너지기구는 우크라이나의 전쟁으로 인해 신재생에너지 보급이 급속도로 증가해서(러시아가 주요 우라늄, 산유국이기 때문.#) 2025년엔 최대전력원이 될 수 있다고 밝혔다. 또한 향후 5년간 새롭게 확충되는 에너지원의 90% 이상은 신재생에너지일 것으로 예상했다. #
2022년, 국제에너지기구 재생에너지 발전 비중은 중국 29%, 일본 22%, 한국8%, OECD 평균 31.3%이다. # #
2023년, 중국의 재생에너지 설비용량은 1472GW인 50.4%로, 절반을 넘겼다. # #
2024년, 일본 기업들이 자국 정부에 재생에너지 3배 확대를 촉구하는 정책 권고안을 발표했다.# 일본은 현재 태양광 발전량 세계 4위이다.#
[1] 현재 시행령상 별도로 정해진 신에너지는 없다.[2] 블루에너지[3] 그런 문명 없이도 잘 살아가는 동물과 비교해 보면 이기적으로 보일지도 모르지만 화석연료가 없었다면 인류는 산업 혁명을 맞지 못했을 것이며 또한 맬서스 트랩을 벗어나는데도 화석연료의 도움이 없었다고 보기 힘드니(간단한 예로 농기계를 작동시키려면 화석연료가 필요하다.) 화석연료가 없다면 맬서스 트랩을 벗어나지 못하던 시대로 회귀해야 한다는 말이 된다. 어찌저찌 생산량이 유지되더라도 자동차 하나조차 굴리지 못하게 되어 유통이 힘들어지는 건 덤. 즉 현재도 상업성과 유통상의 문제 때문에 배 쫄쫄 굶는 인류가 사방에 넘쳐나는데 화석연료가 없으면 그 숫자는 더욱 늘어날 것이다. 설령 그렇지 않다고 해도 식품값은 폭등할 것이고 우리가 지금 먹고 있는 것들 중에서 원산지가 아주 먼 경우는 찾아보기 힘들어질 것이다.[4] 당연한 얘기지만 석유나 석탄을 먹고 살 수는 없다.[5] 꾸준한 바이오 에탄올 생산량 증대에다가 2009년 세계적인 곡물생산국 러시아의 흉작까지 겹치면서 세계적인 곡물파동이 일어나면서 2010-2011 아랍권 민주화 운동의 도화선이 되었다. 자세한 내용은 바이오 에탄올 문서 참고.[6] 전지의 기술 발전은 매우 더딘 편이다. 일단 메가와트, 기가와트 단위의 엄청난 양의 에너지를 감당해야 할 수 있는 재료가 없기 때문에 현대의 전기 발전소는 효율도 효율이지만 전기를 쓸 수 있을 만큼만 생산하는 정확도도 중요하고 일상적인 수준으로 쓰이는 단위로도 에이징으로 인한 성능, 수명 저하가 실시간으로 발생하기 때문이다.[7] 이렇게 된 원인은 무지막지하게 좁은 국토와 그나마 있는 땅도 60%가 넘어가는 산지와 지랄맞은 기후의 변화무쌍함, 경제력 대비 비대한 제조업(우리나라의 주력 산업들의 특징이 전기를 엄청 먹는 업종들이다. 그래서 불행히도 민간 가구의 전력 소비량은 OECD의 하위권이다. 대한민국의 2차산업 비중은 40%에 가까워서 다른 선진국의 20%의 2배 수준이다.)으로 인한 높은 전기 사용량으로 인해 화력이나 원자력만큼 당장 수급하기 쉬운 가성비가 좋은 에너지원을 단기간에 대체하기 어렵다. 이런 문제점을 절감한 우리나라는 다른 국가 대비 핵융합 연구가 상당히 활발히 진행되는 축에 속한다.