집 중 분 석
IRENA의 중국 재생에너지 전망
재생에너지 수급 현황 2030년 기준 시나리오 재생에너지원 공급 잠재력 REmap 2030 시나리오
재생에너지 보급 확대 장애요인과 전력시장 개혁
재생에너지 보급 확대 위한 제언
IRENA의 중국 재생에너지 전망
해외정보분석실 이성규 연구위원([email protected]), 이대연 전문연구원([email protected]), 에너지국제협력본부 박진주([email protected]), 정소라([email protected])
IRENA(International Renewable Energy Agency)의
Renewable Energy Prospects: China(Nov. 2014)
주요 내용
【목 차】
1. 재생에너지 수급 현황 2. 2030년 기준 시나리오 3. 재생에너지 공급 잠재력 4. REmap 2030 시나리오
5. 재생에너지 보급 확대 장애요인과 전력시장 개혁 6. 재생에너지 보급 확대 위한 제언
p. 2 p.16 p.19 p.20 p.34 p.38
【요 약】
▶ 중국은 재생에너지 분야에서 글로벌 리더로 성장하는데 있어서 커다란 공급 잠재 력과 성장 가능성을 보유하고 있음.
- 2013년 중국의 재생에너지 신규 설비용량 규모는 유럽과 중국을 제외한 아·태 지역의 설비용량 총합보다 큼.
▶ 2010년 중국의 에너지믹스에서 재생에너지 비중은 13%이며, 이 중에서 전통적 바이 오매스의 사용이 약 6%, 현대적 재생에너지의 사용이 7%를 각각 차지함. 현대적 재 생에너지의 대부분은 수력(3.4%)과 태양열(1.5%)임.
▶ 현재의 정부정책과 투자추세를 가정했을 때, 중국의 에너지믹스에서 현대적 재생에 너지가 차지하는 비중은 2030년에 16%까지 증가할 것으로 전망됨.
▶ 국제재생에너지기구(IRENA)의
A Renewable Energy Roadmap 2030(‘REmap 2030’)
에서는 중국의 현대적 재생에너지 비중이 기술적･경제적으로 26%까지 증대 될 수 있을 것으로 전망함.- 이를 위해서는 2014~2030년 동안 연간 1,450억 달러 규모의 투자가 필요함.
- 국민건강 증진과 이산화탄소 배출량 감축의 이점을 고려한다면, 재생에너지 사용으 로 인해 중국 경제는 매년 550억~2,280억 달러의 비용절감 효과를 얻게 됨.
“IRENA(Nov.2014 ) 중국 재생에너지 2030 장기전망 발표”
▶ REmap 2030은 IRENA의 글로벌 재생에너지 로드맵으로, 2030년까지 전 세계 에너지 믹스 중 재생에너지의 비중을 두 배로 확대하기 위한 방안을 분석 및 제안함.
- REmap 2030에서 기준년도는 2010년임.
▶ 풍력 및 태양광 발전이 급성장하고, 수력발전이 전면적으로 추진된다는 가정 하에 전력부문에서 재생에너지 비중은 현재 20%에서 2030년에 약 40%까지 증가할 것 으로 전망됨. 이를 위해서는 전력망 및 송전용량의 대폭적인 확충과 전력시장 개혁 이 필요함.
▶ 최종에너지 부문에서 재생에너지가 상당한 잠재력을 발휘할 것으로 전망됨.
- 산업부문에서의 재생에너지 소비 비중은 현재 거의 0%에서 10%로 증가하고, 건물 부문에서 총 연료사용의 2/3이 재생에너지로 대체될 것임.
- 태양열과 태양광도 바이오매스처럼 난방, 온수 등에서 폭넓게 사용되면서 재생에너 지 비중 증가에 기여할 것임.
1. 재생에너지 수급 현황
1) 재생에너지 개발 현황
□ 전력부문
ㅇ 2013년 이후 중국은 세계 최대 규모의 발전용량을 보유하고 있으며, 2030년에는 발전용량이 현재보다 두 배 이상 증가할 것으로 전망됨.
자료 : CNREC(2013a,b;2014) 토대로 IRENA 작성
< 중국의 재생에너지 누적 발전 설비용량 변화 추이 >
“2013년 이후 중국은 세계 최대 발전용량 보유, 2030년에는 현재보다 2배 증가 전망”
- 2013년 중국 전체 발전용량은 전년 대비 8% 증가한 1,234GW이며, 미국을 추 월함.
- 재생에너지 발전용량이 중국 전체에서 차지하는 비중이 점차 증가하고 있는 추 세이며 2013년에 380GW에 이름. 이는 2005년보다 3배 이상 증가한 것임.
ㅇ 중국은 수력발전 부문에서 세계 최대의 투자국으로 2013년 수력발전 설비용량은 중국 전체 재생에너지 설비용량의 약 1/4인 280GW에 달했음.
- 10개 성(省)이 전체 수력발전의 70% 이상을 차지하고 있으며, 전체 성(省)의 1/3과 인구의 25%가 소수력 발전에 의존하고 있음(CNREC(2013a). 중국의 소 수력 발전용량은 세계 최대 규모이며, 2012년 분산형 발전용량 34.3GW 중 26.7GW에 달함.
- 현재 중국의 수력발전 설비용량은 기술적 잠재력의 40% 정도에 해당하며, 이는 선진국 평균을 훨씬 밑도는 수준임.
- 이에 중국 정부는 수력 발전용량을 2020년까지 420GW(양수발전 70GW 포함) 로 증대시킬 계획임(WRI(2014)). 이를 위해 정부는 진샤강, 야룽강, 다두강, 란 창강, 야루짱부강 등에 약 50개 이상의 대규모 댐을 건설하려고 함.
- 중국 수력발전기업은 대부분 국영기업이며, 그 중 Sinohydro가 전체 수력발전 프로젝트의 65%를 추진하고 있음.
Ÿ 민간기업들의 수력발전시장 진입이 어려움에도 불구하고 민간기업인 Hanergy는 진안챠오, 무징, 황텐, 우랑허, 쿤룽 등에 수력발전소를 건설하기 도 했음.
ㅇ 풍력발전은 화력과 수력에 이어 중국에서 세 번째로 중요한 에너지원이며, 비록 전 체 발전용량에서 차지하는 비중은 2.5%에 불과하지만 풍력발전에 대한 투자가 최 근 빠르게 증가하고 있음.
- 2008~2013년 동안 풍력 발전용량은 총 6배 증가했고, 2010~2012년 동안 연 평균 15GW의 신규 용량이 매년 추가되었고, 풍력 발전단지의 규모도 확대 되고 있음.
- 2013년 말 현재 전체 풍력발전 설비용량은 91.4GW, 계통연계된 총 용량은 77.1GW임. 신규 설비용량과 신규 계통연계용량 간의 차이는 지난 3년간 줄어들 었음. 2012년 풍력발전기의 평균 발전용량은 1.4MW로 2005년에 비해 두 배 증가했음(CNREC(2013a)).
- 2013년 현재 진행 중인 발전용량 60.2GW 규모의 풍력발전 프로젝트가 완료되 어 향후 2~3년 이내 전력망과 연계되면, 중국의 총 계통연계 풍력발전 설비용량 은 약 2배 증가할 것으로 전망됨(CREIA(2014a)).
- 지역적으로 전체 풍력발전 설비용량의 약 70%가 북부지역에 집중되어 있으며, 허베이성과 간쑤성의 설비용량은 각각 7.1GW와 6.3GW로 큰 편임
“2013년 수력발전 설비용량은 전체 재생에너지 설비용량의 1/4인 280GW 임”
“풍력발전 비중은 현재 2.5%에 불과하지만 최근 들어 투자가 빠르게 증가하고 있음”
(CNREC(2013a); Perera(2014)).
Ÿ 2012년 말까지 390MW의 해상풍력 발전설비가 설치되었고, 대부분 장쑤省 과 상하이에 집중되어 있음.
Ÿ 전체 발전용량의 2/3은 조간대에 위치하며, 그 중에서 상하이와 근접한 동하이 대교(東海大橋)는 총 발전용량(102MW)을 보유한 단일 최대 풍력발전단지임.
※ 조간대(潮間帶)는 해안에서 해수면이 가장 높아졌을 때(만조, 밀물)의 해면과 육지의 경계선인 '만조선'과, 해수면이 가장 낮아졌을 때(간조, 썰물)의 해면과 육지의 경계선 인 '간조선' 사이의 부분을 말함.
Ÿ 기타 시범사업으로 중국 내에서 가장 큰 해상풍력발전 시범사업(총 용량 150MW)이 쟝쑤 루동(如東)에 위치해 있음.
- 한편, 풍력발전 부문에서 민간 및 해외 업체의 지분소유는 각각 전체 풍력발전 설비용량의 5%와 1%로 제한됨. 전체 용량의 약 80%가 국가 소유이며, 14%는 Sinohydro와 외국기업 간 합작기업 소유임(CNREC(2013a)).
자료: CWA(2014); CHPDI(2014)
< 중국의 풍력발전 설비용량 증가 추이(2008~2013년) >
ㅇ 태양광발전 프로젝트의 수도 계속 증가하고 있으며, 중국 정부는 태양광발전 설비 용량 달성목표를 지속적으로 상향 조정하고 있음.
※ 태양광발전 설비용량은 2010년 0.8GW에서 2012년 7GW로 약 10배 증가했고, 2012 년 한 해에만 지난 5년간의 총 설비용량보다 많은 4GW가 추가됨.
- 지난 2013년 초 정부는 2015년까지 태양광발전 설비용량 목표를 종전의 21GW 에서 40% 증대시킨 35GW로 상향조정하였음.
Ÿ 계통연계된 대규모 태양광 프로젝트를 대상으로 kWh당 16센트를 지원하는 발전차액지원제도(Feed-in Tariff, FiT)가 종료됨에 따라 연간 신규 설비용량 이 2013년에 약 13GW로 조정되었음.
Ÿ 이로 인해 총 설비용량은 19.6GW를 기록했고, 여기에는 지상형 태양광
“중국 정부는 태양광 발전 설비용량 목표치를 지속적으로 상향 조정해 오고 있음”
16.3GW와 분산형 태양광 3.1GW가 포함되어 있음.
- 2014년 5월 정부는 ‘대기오염 방지 행동계획(大氣汙染防治行動計劃)’의 일환 으로 2017년까지 태양광발전 총 설비용량을 70GW까지 달성하는 새로운 목표 를 제시하였음.
Ÿ 목표 달성을 위해서 중국은 향후 4년간 매년 13GW의 기록적인 성장세를 지속해야 함(SolarServer(2014)). 비록 2013년에 신규 분산형 태양광발전 설 비용량이 0.8GW에 달했지만, 2014년에 제시한 신규 목표를 달성하려면, 8GW의 분산형 태양광을 추가로 설치해야 하고, 대규모 지상형 태양광발전 단지의 경우에 6GW 설비를 마련해야 함(CREIA(2014b)).
Ÿ 또한 분산형 태양광발전의 비중이 전체 설비용량의 38%라는 점을 고려하면, 서부지역에 대규모 태양광 자원을 개발하는 것뿐만 아니라 분산형 태양광 설 비를 설치하는 것도 매우 중요한 과제임(Haugwitz(2014)). 그러나 2014년 상반기에 신규로 구축된 대규모 지상형 발전용량은 2.3GW에 불과했고, 분 산형 태양광 발전의 경우 약 1GW만 새롭게 추가되었음.
- 한편, 태양광 설비용량의 대부분은 칭하이, 신장, 티베트, 네이멍구, 쓰촨, 간쑤 지역에 집중되어 있으며, 중국 전체 태양에너지원 잠재력의 2/3 이상이 동 지역 에 분포되어 있음(CNREC(2013a)).
ㅇ 집광형 태양열발전(Concentrated Solar Power, CSP)가 도입되기 시작함.
- CSP는 최근에서야 중국에 도입되기 시작했고, 2011년에 5개 CSP 프로젝트가 승 인을 받아 진행되었으며, 2020년까지 CSP 설비용량을 3GW로 증가시킬 계획임.
Ÿ 5개 프로젝트의 총 발전용량은 342.5MW로 모두 파라볼릭 트로프(Parabolic Trough) 기술을 기반으로 함. 발전소는 간쑤, 네이멍구, 닝샤, 칭하이 지역 에 위치함(EurObserv'ER(2014); ESTELA(2012)).
Ÿ 2018년까지 1.4GW의 설비용량 증가가 예상됨(IEA(2013a)).
- 2013년과 2014년에 각각 50MW규모의 2개 CSP 프로젝트가 아시아개발은행 (ADB)로부터 총 2억 5천만 달러(17억 위안)를 지원받음.
- 첫 번째 CSP 시범 프로젝트에는 비교적 낮은 수준의 기준 가격이 적용되었는데, 이는 자국산 부품 사용을 장려하고 투자를 장려하려는 의도로 보임.
Ÿ 2014년 8월 NDRC는 첫 번째 CSP 프로젝트의 전력요금을 kWh당 19.2 센 트로 설정함. 이는 CSP 기업들이 기대했던 것보다 밑도는 수준이며, 향후 설정될 CSP의 발전차액지원금(FiT)이 태양광 프로젝트의 지원금과는 차별화 될 것으로 보임.
ㅇ 바이오매스에 대한 투자 역시 유럽 기술 도입 및 EPC(engineering, procurement, construction)비용 절감에 힘입어 꾸준히 증가하고 있으며, 중국 정부는 바이오매 스를 이용한 발전용량을 2020년까지 30GW로 늘리는 목표를 설정한 바 있음.
“집광형 태양열 발전이
2011년부터 도입되기 시작했으며, 2020년까지 3GW로 증가 전망”
- 2007년까지 바이오매스는 수력발전 다음으로 설비용량 규모에서 두 번째로 큰 재생에너지였음. 바이오매스의 설비용량은 2006년 1.4GW에서 2013년 8.5GW 로 증가함.
- 바이오매스의 대부분은 동부지역에 집중되어 있고, 산둥성에 설치된 용량만 전체 의 14%에 해당할 정도임. 허난, 장쑤, 헤이룽쟝, 후베이 지역에도 각각 500MW 의 설비용량을 보유하고 있음(CNREC(2013a)).
- 총 바이오매스 설비용량 중에서 절반(4.1GW)은 농업 및 산림 바이오매스를 이 용한 직접연소식 발전소에 설치되어 있음.
※ 2012년 말 기준, 100개의 직접연소식 발전소가 가동 중이며, 발전소의 단위용량은 대 부분 12MW임(일부는 50MW).
Ÿ 총 바이오매스 설비용량 중 1/4(2.3GW)은 폐기물 소각, 0.3GW는 바이오가 스, 1.2GW는 슬러지(sludge)와 바이오매스 가스화 발전(biomass gasification power generation), 1.7GW는 버개스(bagasse) 발전소 가 차지함(CNREC, 2014).
- 현대적 바이오매스를 통한 발전량은 2012년 34TWh을 기록했고, 약 0.5EJ의 바 이오매스가 사용됨.
Ÿ 고체 바이오매스 사용량은 2015년에 0.7EJ로 증가할 것으로 예상되며, 바이 오가스는 0.5EJ, 난방용 고체 바이오매스는 0.18EJ, 바이오연료는 0.18EJ 등 으로 각각 사용량이 증가할 것으로 전망됨.
- 2015년까지 바이오매스 발전용량을 13GW(농업 및 산림 잔여물 8GW, 도시 폐기물 3GW, 바이오가스 2GW 포함)로 증대시키며, 이를 통해 발전량을 2012년에 34TWh보다 2배 증대시킴.
- 한편, 유럽의 고온 고압 기술이 중국 시장에 맞게 변형되어 도입되면서 중국 의 연소 기술은 성숙단계에 접어들었음.
※ 가동되는 발전소 중에는 최대용량 50MW을 보유한 발전소도 있고, 2012년 이후 3대 의 고온 초고압 순환 유동층 보일러가 가동되었음(Van Sambeek, et al.(2013)).
Ÿ 중국의 제조부문은 유럽과 동일한 기반 기술을 이용하여 EPC(engineering, procurement, construction)비용을 유럽의 kW당 2,500달러 수준에서 1,000~1,200달러로 낮추었음(Brendstrup(2012)).
ㅇ 중국은 1999년 이후부터 전력 생산이 아닌 실내 난방과 여가활동에 활용할 목적으 로 세계에서 가장 많은 지열에너지를 사용하고 있음.
- 중국에는 저온의 지열 에너지원(대부분 지역의 온도는 30~90℃)이 광범위하게 분포되어 있으며, 고온의 지열에너지를 활용할 수 있는 일부 지역은 히말라야 지 열 지대에 속한 티베트 남부지역, 윈난성 서부지역, 쓰촨성 서부지역임.
Ÿ 그러나 이런 지역의 지열이 경제적, 실용적, 친환경적으로 활용될 수 있는지 여부는 아직 확실치 않으며, 이 때문에 중국의 지열 발전용량은 수년간
“바이오매스는 대부분 중국 동부지역에 집중되어 있고, 산둥성이 전체 바이오매스 설비용량의 14%
차지”
27MW 수준에 머물러 있음(CNREC(2014)).
- 지열에너지 부문에서는 2012년 이후 새로운 진전이 없는 상태임 (Worldview(2012)). 그러나 중국 최대 규모 양바이징 발전소의 잠재적 발전용 량은 50~90MW로 추정되며, 중국의 목표는 2015년까지 총 설비용량 60MW를 달성하는 것임(GEA(2012)).
※ 티베트 지역에 위치한 양바이징 지열발전소는 총 25.2MW의 용량을 보유하며, 1977년 부터 가동되고 있음(1977~1991년 동안 건설, 1MW의 용량으로 가동 시작).
□ 수송부문
ㅇ 수송부문에서 중요한 두 가지 기술은 액화 바이오연료와 전기자동차임.
- 중국의 연료 에탄올 생산량은 2005~2012년 동안 약 2배 증가해 총 25억 리터 를 기록함(CNREC(2013a)).
- 바이오디젤은 생산이 다소 제한적으로 이루어지고 있는데, 2009년의 총 생산용 량 300만톤 중 50만톤만이 생산되었고, 최근에도 생산량에는 큰 변화가 없음 (Qui et al.(2012); USDA(2012); CNREC(2013a)).
- 수송 방식에서 변화가 일어나고 있음. 예를 들어 디젤 트럭이나 시내 전차 또는 승용차 대신에 재생에너지로 운행되는 열차가 이용되고 있음.
ㅇ 중국 정부는 식량과 연료가 경쟁을 벌이는 상황에 대해 우려해서 식용작물을 이용 한 수송용 바이오연료 생산 계획을 폐기하고, 그 대신에 고급 바이오연료를 적극 개발 중임.
※ 에탄올 생산에 이용될 수 있는 작물은 사탕수수, 사탕옥수수, 카사바 등임.
- 전 세계에서 진행되는 100개의 고급 바이오연료 프로젝트 가운데 18개가 중국 에서 추진되고 있으며, 잠재적 발전용량의 40%를 중국이 보유하고 있음(연간 생 산용량은 25억 리터)(IFPEN(2013)).
□ 기타 최종소비 부문
ㅇ 건물과 제조업에서 실내 난방 및 온수, 조리, 가열처리 등에 사용되는 전통적인 연 료는 태양열, 지열, 열펌프, 바이오매스 등 다양한 기술로 대체될 수 있음.
- 동 기술들은 이미 중국에서 개발 활용되고 있으며, 향후 이용 가능성도 높음. 하 지만 전통적 바이오매스를 현태적 바이오에너지 및 다른 재생에너지로 대체해야 하는 문제는 중국이 풀어야할 숙제임.
2) 기준년도(2010년) 재생에너지 현황
□ 1차에너지 및 최종에너지 소비
ㅇ 중국은 2010년에 총 100EJ(3,410백만tce)의 1차에너지(5EJ의 비에너지 사용 제
“중국의 에탄올 생산량은 2005~2012년 동안 2배 증가한 25억 리터 기록”
외)를 소비하였음(IEA(2013a)).
- 최종에너지의 경우, 2010년 에너지 소비는 총 57EJ(1,950백만tce)로 이 중 59%는 산업부문, 21%는 건물부문, 13%는 수송부문에서 사용됨.
- 전력이 최종에너지 소비의 20%를 차지했고, 이 중 75%는 산업부문에서, 나머지 는 주로 건물부문에서 사용되었음.
자료: IEA(2013a) 토대로 IRENA 추정
< 중국의 최종에너지 소비구조(2010년) >
ㅇ 부문별 최종에너지 소비구조는 지난 30년 동안 크게 변화했음(IEA(2013a)).
- 1980년대에는 건물부문의 에너지 소비가 최종에너지 소비의 절반 이상을 차지했 고, 수송부문은 5-6%정도에 불과했음. 산업부문의 비중은 약 40%였음.
- 그러나 현재 산업부문 비중이 중국 전체 에너지 수요의 절반을 넘어섰으며, 수송 부문은 3배 증가하여 15%를 기록했고, 건물부문은 30%로 줄어들었음.
ㅇ 2010년 현대적, 전통적 형태의 재생에너지 비중은 최종에너지 소비의 13%를 차지 함. 현대적 바이오매스와 전통적 바이오매스의 사용량을 구분하는 것은 쉽지 않음.
전통적 바이오매스를 에너지 믹스에서 제외하면 현대적 재생에너지 비중은 최종에 너지 소비의 7%임(IEA(2013a)).
ㅇ 전력과 열을 제외하면 재생에너지는 건물부문 에너지 소비의 16%를 차지함. 반면 에 산업부문과 수송부문의 재생에너지 사용량은 미미한 수준임.
ㅇ 산업부문이 중국의 최종에너지 소비에서 차지하는 비중은 62%로 경제대국들 중 가장 높은 수준이지만, 산업부문의 연료 믹스에서 재생에너지가 차지하는 비중은 가장 낮음.
- 산업부문의 이러한 비중은 2030년까지 약간 감소하여 50~55%를 기록할 것으로 전망됨.
- 현재 중국은 전 세계에서 시멘트, 철, 방직섬유 등과 같은 원자재를 가장 많이 생
“2010년에 중국의 현대적 및 전통적 재생에너지 비중은 최종 에너지 소비의 13%를 차지”
산하는 국가로 다른 부문에 비해 산업이 에너지 시스템에서 월등히 중요한 위치 를 차지하고 있음.
Ÿ 그 중에서도 철강부문은 가장 많은 에너지를 소비하고 있으며, 중국의 최종 에너지 소비의 40%를 차지함.
Ÿ 이외 대규모 에너지 소비 산업으로 비철금속(18%), 화학 및 석유화학제품 (12%), 기계류(6%) 등이 있음(IEA(2013a)).
- 열병합발전(CHP)이 공급하는 증기의 양은 다소 적은 편이며, 대부분의 산업용 열은 보일러를 통해 생산되고 있음.
Ÿ 중국의 기존 CHP는 대부분 석탄을 기반으로 이루어지고 있음.
Ÿ 신규 투자로 인해 전반적으로 시스템 효율성이 향상되고 있지만, 아직도 많 은 시스템이 낡고 비효율적인 석탄 보일러 및 열배관망에 의존하고 있음.
※ 중국 지역난방 보일러의 평균 효율은 60~65% 정도이며, 지역난방 파이프라인을 통 해 손실되는 열은 20~50%로 추정됨(IEA, 2009).
ㅇ 수송부문은 중국의 최종에너지 소비 중에 두 번째로 비중이 큰 부문으로 수송부문 에서 사용되는 에너지의 3/4 이상은 도로 수송과 관련이 있음.
- 중국 내 해상 수송은 8%를 차지하며, 철도, 파이프라인, 자국 내 항공은 합해서 수송부문 최종에너지 소비의 13%를 차지함(IEA(2013a)).
Ÿ 수송량의 절반 이상은 고속도로에 집중됨.
Ÿ 항공은 전체 여객 수송의 15% 가량을 담당함. 철도의 비중은 증가하고 있으 며 2011년 기준 총 여객 수송에서 철도가 차지하는 비중은 30%에 달했음.
Ÿ 2011년 전체 화물 수송의 절반 정도가 해상을 통해 이루어졌으며, 도로 수 송은 전체의 1/3, 철도 수송은 20%를 차지함.
- 자동차 수송 수요는 급속히 증가하고 있으며, 이러한 성장세는 지속될 것으로 전 망됨.
※ 2011년에는 1,850만대의 자동차가 판매되었고, 2011년에 운행 중인 자동차(오토바이와 트랙터 제외)는 모두 9,360만대에 달했고 그 중 7,480만대는 승용차로 분류됨. 트럭 은 총 민간 자동차 중 1,790만대를 차지함(LBNL, 2013).
Ÿ 일부 추정치에 따르면 2030년까지 5~6억 대의 자동차가 운행될 것으로 보임 (Wang et al.(2013)). 일부 전문가들은 중국의 자동차 대수는 2030년에 2억 9,400만 대로 증가하며 연 평균 증가율이 11%에 달할 것이라고 내다봄.
Ÿ 시내 여객 수송도 2030년까지 지속적으로 증가하여 2010년보다 3배 많은 약 7조 6천억 인킬로(passenger-kilometers)에 이를 것으로 전망되고, 총 여객 운송에서 항공의 비중도 2배로 증가하고, 2030년 화물 수송량도 2010년에 비해 두 배 증가할 것으로 전망됨.
ㅇ 주거 부문의 에너지 소비는 전체 건물부문 에너지 사용량의 86%를 차지하며, 나
“열병합발전이 공급하는 증기 양은 다소 적은 편이며, 대부분의 산업용 열은 보일러를 통해 생산됨”
머지는 상업용 건물부문에서 소비됨. 건물부문의 에너지 소비는 도시 주택, 농촌 주택, 상업용 건물부문으로 나눌 수 있음.
- 실내 난방은 전체 주거부문 에너지 소비(전력 사용 포함)의 약 30%에 해당하며, 상업용 건물의 경우에 실내 난방의 비중은 최소 50%까지 늘어남. 조리는 농촌 지역의 전체 에너지 수요의 절반 이상을 차지함.
※ 중국 농촌의 주거용 건물면적은 200억 평방미터(㎡)를 넘고, 도시 주거용 건물면적은 150억 ㎡, 상업용 건물면적은 80억 ㎡임(CPI, 2013).
- 난방은 전체 건물부문 에너지 수요의 1/4 정도를 차지함.
Ÿ 2008년에 전체 건물 난방면적은 88억㎡이며, 열병합발전 중앙난방은 그 중 38%(33억㎡), 가스보일러나 석탄보일러를 이용한 중앙난방은 36%(32억㎡) 을 담당함. 나머지 26%(23억㎡)은 열펌프와 전기난방을 포함한 분산형 시스 템으로 충당됨(Xia, 2013).
- 주요 대도시 중 절반가량이 지역난방 시스템과 연계되어 있고, 대부분의 지역난 방은 산업부문의 잉여 열을 이용하도록 설계됨.
Ÿ DEA에 따르면, 지역난방이 적용되는 바닥면적은 약 48억㎡으로 2001년에 비해 3배 이상 증가했음. 지역난방 시스템에서 열병합발전의 시장 점유율이 확대되고 있으며, 현재 총 지역난방의 절반 이상을 열병합발전이 담당하 고 있음(Euroheat & Power(2013)).
Ÿ 최근 몇 년간 지역난방 용량은 약 50% 증가해 2007년 224GWth였던 용량 이 2011년에 339GWth로 증대됨. 같은 기간 동안 난방 파이프라인의 길이 도 102,000km에서 147,4000km로 증가함.
Ÿ 대부분 파이프라인은 온수 공급에 이용되는데, 2011년에 공급된 2.8EJ의 열 은 온수 2.3EJ와 증기 0.5EJ로 나눌 수 있음. 온수 수요는 증가하는 반면 증기 사용은 서서히 줄어드는 추세임.
ㅇ 재생에너지원은 전체 발전의 20%를 담당하고 있으며, 수력 발전은 전체 재생에너 지 중 85%로 최대 비중을 차지하며, 그 뒤를 풍력과 바이오매스가 따르고 있음.
- 2010년에 사용된 재생에너지의 거의 대부분은 주거부문에서 난방과 조리용으로 사용된 전통적, 현대적 형태의 바이오매스임. 바이오매스 다음으로 많이 사용된 재생에너지는 건물부문의 난방을 위해 설치된 태양열로 2010년 발전용량은 130GWth이었음(CNREC(2013a)).
- 전통적 바이오매스를 제외하면 현대적 재생에너지는 건물부문 에너지 소비의 16%를 충족시켰음.
- 건물부문 총 에너지 소비의 32%를 석탄과 석유가 각각 동일한 비중으로 충족시 켰고, 천연가스의 비중은 총 수요의 7%였음(IEA(2013b)).
Ÿ 석유제품은 수송부문의 주요한 에너지원으로 총 에너지 소비의 90%를 충족시 키며, 나머지는 천연가스와 석탄이 담당하고 있음. 약 20억 리터의 바이오연
“주요 대도시의 절반 가량이 지역난방 시스템과 연계되어 있음”
“재생에너지원은 전체 발전의 20%를 담당하며, 이중 수력발전이 대부분을 차지함”
료가 소비되었지만 수송부문의 에너지 수요를 채 1%도 충족시키지 못했음.
- 산업부문의 바이오매스는 흑액(black liquor) 연소를 통한 연간 약 100PJ(연간 생산량 약 5백만 톤의 화학 펄프 기준으로 추정)의 에너지 생산에만 제한적으로 사용됨.
자료: CNREC(2013a) 토대로 IRENA 작성
< 중국의 재생에너지원별 설비용량 및 발전량(2012년) >
□ 전통적 바이오매스 소비
ㅇ 대부분의 중국 농촌지역 주민들은 실내 난방, 조리, 온수 등을 위해 바이오매스를 주요 에너지원으로 이용함.
- IEA에 따르면(세계보건기구 추정치를 반영), 중국 전체 농촌 인구의 3/4에 해당 하는 약 4억 4,500만명이 여전히 전통적인 바이오매스에 의존하고 있음 (IEA(2013a)).
- 그러나 전통적인 바이오매스가 중국의 에너지 믹스에서 차지하는 중요성에도 불 구하고, 신뢰할 만한 통계자료는 여전히 부족한 실정임.
Ÿ 1983~1996년 동안 중국에서는 개선된 조리용 난로가 1억 7,700만 가구에 보급되었고, 보급된 난로 대부분이 여전히 사용된다는 연구결과가 있지만 현 재의 상태와 그 수용정도에 대해 확실히 알려진 바가 없음(Pachauri et al.(2012)).
□ 난방용･수송용 재생에너지 시장
ㅇ 최근 우드펠렛(wood pallet) 시장이 새롭게 등장함. 우드펠렛의 생산량은 연간 0.8 백만 톤에 이르고, 중국의 260여 개 제조업체는 스트로우펠렛(straw pallet)을 생 산하고 있음.
- 세계 최대 규모의 펠렛 공장 중 일부가 중국에 위치하며 각 공장의 연간 용량은
“열병합발전이 공급하는 증기 양은 다소 적은 편이며, 대부분의 산업용 열은 보일러를 통해 생산됨”
100~200천톤임).
- 연간 생산량이 10~50천톤밖에 되지 않는 소규모 공장들은 중국 전역에 분산되 어 있고, 펠렛 생산량을 2020년까지 연간 50백만톤으로 증가시키는 것이 중국의 목표임.
ㅇ 2010년 한 해 동안 중국의 펄프 생산량은 20백만톤(기계 생산 포함)으로 전 세계 생산의 10%와 맞먹는 수준임(FAOSTAT(2014)).
- 총 화학 펄프 생산량은 1년에 5백만톤으로 이를 이용하면 약 100PJ의 흑액 (black liquor)이 생산됨(펄프 톤당 22GJ 기준).
- 중국에 설치된 세계 최대 회수보일러 중에 2대는 각각 일일 흑액건조고체(Black Liquor Dry Solids, BLDS) 7,000톤과 5,000톤을 처리할 수 있는 용량을 보유 하고 있으며, 이는 연간 29PJ과 21PJ과 맞먹는 양임.
- 한편, 1일 처리용량이 BLDS 4,000톤에 달하는 또 다른 대형 회수보일러가 베 이하이 지역에 건설 중임.
ㅇ 중국은 지난 반세기동안 바이오가스 프로그램을 적극 추진해왔고, 현재 전 세계 바이오가스 설비용량의 90%를 차지하고 있으며, 2010년에 약 3,500만개를 가동 했고, 매년 500만개를 추가하고 있음.
- 대부분 시설은 소규모 단위로 축산 연계형 농장에 설치되어 있음.
- 2010년 생산된 바이오가스의 90% 정도는 소규모 단위 시설에서 공급된 것임.
※ 2012년 바이오가스 생산량은 16Bcm이며, 가정용 바이오가스 발전소 설치는 주춤한 상태이며 중국 전역에 약 5천만 개가 설치되어 있음.
ㅇ 이에 따라 중국 정부는 대규모 바이오가스 발전에 중점을 둔 정책을 시행하기 시작함.
1,300~3,500위안에 해당하는 투자 보조금이 농촌 지역 보급형 바이오가스 소화조 설치 시에 지원됨. 대규모 프로젝트의 경우에 지방정부에서 나오는 보조금 (5~25%) 이외에도 중앙정부로부터 투자 보조금(25~45%) 혜택을 받을 수 있음 (Van Sambeek et al.(2013)).
ㅇ 중국은 식량 작물과 겹치지 않는 공급 원료를 이용하여 바이오연료를 생산한다는 목표로 정책을 펼치고 있음.
- 중국은 2015년까지 연간 에탄올 50억 리터와 바이오디젤 12억 리터를 생산하겠 다는 목표를 설정함.
- 에탄올은 옥수수, 밀, 비곡물 공급 원료 등을 이용해 생산되고, 바이오디젤은 폐 식용유, 폐동물성지방, 야생 유지식물 등을 원료로 생산됨(Qiu et al.(2012)).
Ÿ 식량으로 쓰이는 작물 사용을 피하기 위해 에탄올 및 바이오디젤 생산에 목 질계 작물이 주로 이용되고, 2012년에 등록된 159가지 종류의 에탄올 작물 중 5개가 에탄올 생산 식물로 허가되었음.
Ÿ 광시省에 위치한 세계 최초로 카사바를 이용한 공장은 2007년 건설됨.
“중국의 펄프 생산량은 2010년에 20백만톤으로 전세계 생산의 10% 차지”
“중국 정부는 대규모 바이오가스 발전에 중점을 두는 정책 추진”
Ÿ 유일한 정부 허가 섬유소 에탄올 공장은 산둥省에서 가동되고 있으며, 이 공 장 설비는 2012년 10월부터 가동되기 시작해 옥수수 속대를 이용해 연간 50 천톤을 생산하고 있음.
Ÿ 2012년에 연간 생산량 50천톤의 사탕수수 에탄올 공장이 네이멍구에 건설되 었고, 2015년까지 연간 100천톤을 생산할 전망임(USDA(2012, 2013)).
ㅇ 태양열과 지열은 냉난방 에너지 수요를 충족시키는 데 중요한 역할을 하며, 1천 건의 지열 발전 프로젝트가 5,000만 ㎡의 면적에 대한 냉/난방을 위해 추진되고 있으며, 100만 ㎡ 면적에 대한 100건의 태양열 난방 프로젝트도 계획 중임.
- 2010년 중국은 130GWth 규모의 태양열 발전설비를 마련했고, 설비용량은 2011 년 152GWth로 증가했고 2012년에는 전 세계 설비용량의 67%인 180GWth에 달함.
Ÿ 2012년까지 설치된 용량의 대부분은 진공관형 태양열 집열기(Evacuated Tube Collectors, ETC)(168GWth)에 집중되었고, 나머지 12GWth는 평반형 태양열 집열기(Flat Plate Collectors, FPC)에 설치되었음.
- 중국 국토자원부의 ‘2005년 중국 지열 환경 보고서’에 따르면, 전력 사용 이외의 목적으로 10.5GWh/년의 지열에너지가 직접 사용되었음.
※ 2005년 지열에너지 설비용량은 10,779 MW이었음.
Ÿ 직접이용 지열발전소의 설비용량은 2011년 말 기준 8.9GWth이었으며, 이를 통해 약 75PJ의 지열이 발생했음.
Ÿ 지열 펌프(GHP)의 이용은 크게 증가했으며, 설비용량은 2009년 말까지 5.2GWth를 기록했음.
- IEA(2013)에 따르면, 2010년에 연간 150PJ의 지열이 사용되었고, 그 중 80PJ 은 주거부문에서 44PJ은 상업용 건물부문에서, 6PJ은 산업용으로 소비되었음.
□ 송전망 및 배전망
ㅇ 중국의 5대 국영 전력회사는 중국다탕(China Datang Co., CDC), 중국궈뎬 (China Guodian Co., CGC), 중국화뎬(China Huadian Co., CHDC), 중국화넝 (China Huaneng Group, CHNG), 중국전력투자공사(China Power Investment Co., CPIC)임.
ㅇ 중국의 2대 국영 전력망회사는 국가전망(State Grid Corporation of China, SGCC)와 남부전망(China Southern Power Grid Corporation, CSG)임.
- SGCC가 중국의 전체 전력망에서 차지하는 비중은 약 80%이고, CSG가 나머지 20%를 관리함. 전력의 송전, 배전과 계량과 관련된 거의 모든 활동을 이 두 국 영기업이 담당함.
- SGCC는 26개 성(省)을 관리하는 국가 최대 기업이고 CSG는 남부의 5개 성
“태양열과 지열은 냉난방 수요를 충족시키는데 중요한 역할을 할 것임”
(省)을 맡고 있음.
- SGCC는 중국의 31개 성(省) 중에서 26개에 서비스를 제공함으로써 국토의 88%에 구축된 전력망을 관리함.
자료: SGCC(2013)
< SGCC의 설비용량 및 첨두부하(2013년 8월말 현재) >
ㅇ 중국의 전력시스템은 상호 연계성이 낮은 6개의 지역 전력망(북부, 북동, 북서, 중 앙, 동부, 남부)으로 구성됨.
- 6개 지역 전력망과 각 전력망에 속한 성(省)들은 상당히 자율적으로 각 시스템을 운영한다고 볼 수 있음. 비록 송전 사업이 충분히 활용되지 못할 가능성도 있지만 이 시스템은 각 지역이 전력망 운영에 영향력을 행사할 수 있는 기회를 제공함.
ㅇ 장거리, 대용량 송전 네트워크에 대한 투자는 중국의 지속적인 발전량 증가를 위한 필수 조건임.
ㅇ 한편, 중국은 1950년대 이후로 소수력발전을 개발해왔으며, 초기에는 독립된 프로젝 트로 추진되었지만 이후 프로젝트 규모가 확대되면서 국가 전력망과 연계되어 추진 되었음.
- 2002년에는 총 28GW 용량의 소수력발전소 4만 2,000개가 분산형 에너지를 공 급했고, 현재는 대략 6만여 개의 디젤 및 하이드로 소형 전력망 시스템이 구축되 어 있으며, 대부분은 중앙 전력망과 연결됨.
- 2003년~2005년 동안 중국 정부는 ‘Township Electrification Programme’을 추진하여 총 721개의 태양광 및 태양광/풍력 하이브리드 시스템(20 MW)과 146개 소수력발전소(264MW)를 설치하여 130만명에게 전력을 공급했음.
“장거리 대용량 송전망 구축은 재생에너지 발전 포함한 전체 발전량 증대에 필수 조건임”
- 2005년~2010년 동안 추진된 Village Electrification Programme은 350만 명 의 주민을 재생에너지원과 연계시켰고, 2015년 말까지 중국은 추가로 273만 명 에게 동력을 공급하는 목표를 마련했음.
ㅇ 대기오염관련 계획에 따라 서부에서 동부로 이어지는 12개의 ‘대기오염 관리 송전 망’ 건설이 추진되고 있음.
- 계획이 실행되면 인구가 많은 동부지역의 석탄 화력발전을 통한 전력생산이 감 소할 것임.
- 남부 송전망은 주로 수력 발전과의 연계가 이루어지고, 북부 송전망은 풍력과 화 력발전의 에너지원 개발지역에서 시작되기 때문에 풍력 및 석탄과 연계될 것임.
ㅇ 재생에너지 발전시설의 통합 전력망 연계를 위한 초고압(Ultra High Voltage, UHV) 송전선 건설이 중국의 제12차 5개년 계획에서 마련됨.
- 총 길이 2,090km로 진핑-순안을 연결하는 800kV UHV-DC 송전선은 규모면에 서 세계에서 두 번째이며, 7.2GW를 송전할 수 있음.
Ÿ 프로젝트 비용은 35억 달러이며, 쓰촨省 수력발전소에 생산된 전력이 장쑤省 해안 산업지역으로 송전됨.
- 전 세계 세 번째 규모의 UHV-DC 송전망이 총 길이 1,980km, 정격용량 6.4GW으로 샹쟈바(Xiangjiaba) 수력발전소와 상하이 주변의 산업단지까지 연 결됨.
ㅇ SGCC는 2021년까지 대도시에서 멀리 떨어진 재생에너지 발전소와 화력발전소를 위한 8개의 UHV 송전망을 건설하기 위해 추가로 1,628억 달러를 투자할 계획임.
ㅇ 중국의 양수발전 설비용량은 20GW를 상회하며, 현재 9GW 용량이 건설 중임.
- 2030년까지 100GW 이상의 용량을 추가하는 것을 목표로 삼고 있음.
ㅇ 스마트 그리드(smart grid) 개발도 제12차 5개년 계획의 목표 달성을 위해 중요한 부분임.
단계 목표
1단계:
계획 및 시범사업
-마스터 플랜마련 -주요 기술연구 수행 -주요 장비 개발 -시범사업 진행 2단계:
건설
-강력한 스마트 그리드 구축 위한 기준 및 요건 마련 -건설 과정 및 스마트 그리드 기술 개발 평가 -전면적 스마트 그리드 구축
3단계:
선도 및 제고 -스마트 그리드 성과 평가 자료 : IEA(2012a;2013b) 토대로 IRENA 작성
< 중국의 3단계 스마트 그리드 구축 계획 >
“UHV 송전선 건설을 통해 재생에너지 발전시설의 통합 전력망 연계를 확대시킬 계획”
- 중국은 3단계 스마트 그리드 구축 계획을 마련했고, 2012년부터 대규모 투자를 시작했음.
Ÿ 2009년 이후 중국 전역에 약 298개의 시범 프로젝트가 착수되었고(SGCC, 2014), 2011년에 스마트 그리드 기술에 맞게 개조된 8개의 변전소가 베이징, 상하이, 충칭 등의 지역에 건설되었음. 또한 2011년에 SGCC는 5천만 대 이 상의 스마트 계량기를 배치했음.
- 특히 중국의 스마트 그리트 시스템 개발이 다른 서구 국가들과 다른 양상을 보인 다는 점이 주목할 만함.
Ÿ 예를 들면, 미국과 EU는 안정적인 전력 시스템 하에서 미래 전기 수요가 크 게 증가하지 않기 때문에 자연스럽게 배전망에 초점을 두고 스마트 그리드를 개발함. 반면, 중국은 지속적으로 전력 수요가 늘어나고 있고 발전소와 부하 중심 지역이 불일치하기 때문에 자연스럽게 송전망 건설에 집중하고 있음.
ㅇ 중국에는 설치된 스마트 미터기는 미국의 전체 가구 수의 두 배인 2억 5천만 대 이상임.
- 재생에너지를 위한 스마트 그리드 시스템과 관련하여 여러 가지 조치가 추진되 고 있음.
※ 중국에 설치된 스마트 미터기는 약 2억 5,000만 대임(Worldwatch, 2014).
- 재생에너지와 전력망의 통합을 지원하기 위한 풍력 예측이 또 다른 방안임. 높은 수준의 시공간 해상도(매 5분마다 9km의 전력망에 대한)를 이용하여 풍력 예보 데이터를 제공하려는 계획이 진행 중임.
2. 2030년 기준 시나리오
ㅇ 여기서는 중국의 2010년~2030년 동안 재생에너지 기준시나리오 전망을 설명함.
ㅇ IRENA의 REmap은 현재 중국 정부의 재생에너지 관련 정책이 유지된다고 가정했 을 때 2010~2030년 동안 활용될 재생에너지 기술 옵션을 평가하는 것부터 시작함.
- 기준 시나리오 설정을 위해 IEA(2012a)와 CNREC의 추정 전망치가 이용됨.
- 이를 근거로 해서 2030년까지 중국의 1차에너지 수요가 전망됨.
ㅇ 1990~2010년 동안 1차에너지 수요는 기하급수적으로 증가했는데, 이 같은 성장세 는 향후 2030년까지 20년 동안 둔화될 것임.
- 천연가스 소비 비중은 크게 증가할 것이며, 석유 소비는 정체 내지는 약간 증 가할 것임.
- 태양, 풍력, 바이오에너지, 수력 등의 비중 증가도 예상됨.
“중국 정부는 제12.5계획을 통해 3단계 스마트 그리드 구축 계획 마련”
자료: IEA(2012a, 2013b)를 토대로 IRENA 작성
< 중국의 1차에너지 수요 전망(1990~2030년) >
ㅇ 중국의 최종에너지 소비는 2010년 57EJ에서 2030년에 60% 증가해 92EJ(3,130 백만tce)로 증대될 전망임.
자료: IEA(2012a)와 CNREC 토대로 IRENA 분석 작성
< 중국의 재생에너지원별 발전량 전망(기준시나리오) >
ㅇ 연간 총 발전량은 2010년 4,200TWh에서 2030년에 약 9,300TWh로 2배 이상 (최소 5,000 TWh) 증가할 것임. 이중 재생에너지 발전량은 같은 기간 동안 800TWh에서 2,600TWh으로 증가함.
- 2030년 수력발전량은 1,600TWh, 그 뒤를 풍력발전 650TWh, 태양광 CSP가 200TWh, 바이오매스 발전량 190TWh로 전망
- 전기자동차와 같은 전력기반 기술의 사용이 증가할 것임.
ㅇ 최종소비 부문에서 재생에너지 수요(재생에너지를 통한 전력과 열 제외)는 5EJ에 서 7EJ로 증가할 것임.
“기준시나리오에서 1차에너지 수요는 2010년까지는 빠르게
증가하였지만, 이후 2030년까지 증가세 둔화 전망”
- 전통적 바이오매스의 연간 사용량은 2010년에 3,400PJ에서 1,000PJ로 감소 - 이로 인해 난방에 쓰이는 바이오에너지의 연간 수요는 4,000PJ에서 3,200PJ로
감소
- 반면에 바이오매스를 제외한 다른 재생에너지원의 수요는 증가
Ÿ 연간 태양열 발전은 860PJ에서 2,700PJ로 전체 분석 기간 동안 3배 이상 증가 Ÿ 이러한 증가의 대부분은 건물부문에서 이루어질 것임.
- 지열의 경우에 150PJ에서 300PJ로 2배 증대하지만 전체 재생에너지 소비에서 차지하는 비중은 여전히 미미할 것임.
자료: IEA(2012a)와 CNREC 토대로 IRENA 전망
< 최종소비부문에서 재생에너지 소비 전망(기준 시나리오) >
ㅇ 현대적 고체 바이오매스의 연간 사용은 500PJ에서 2,200PJ로 4배 증가할 것임.
- 제조업 부문이 이러한 증가에 가장 크게 기여할 것이며, 이중 펼프 제지 부문에 서 연간 사용량이 100PJ에서 700PJ로 증대될 것임.
- 액화 바이오연료와 바이오가스의 사용은 2030년까지 2EJ로 증가할 것임.
ㅇ 수송부문에서 재생에너지의 소비 비중이 증가할 것임. 특히 전기자동차 보급 확대 가 이를 견인할 것임.
- 액화 바이오연료는 2010년에 연간 2.5백만톤(약 20억 리터)가 사용되었는데 2030년이 되면 사용량이 30백만톤(약 230억 리터)에 이를 것임.
Ÿ 이는 2010년~2020년 동안 매년 바이오연료 사용량을 12백만톤(바이오에탄올 10백만톤, 바이오 디젤 2백만톤)으로 유지하며, 이러한 추세가 2030년까지 이어질 것임.
- 전기자동차(배터리 플러그인 하이브리드)는 3만 대 수준에서 1,700만 대로 늘어 나 전체 자동차 대수의 3%를 차지하게 될 것이고, 전기 이륜차 및 삼륜차 수는 2배 증가하여 4억 대로 될 것임.
“최종소비부문에서 재생에너지 수요는 2010년 5EJ에서 2030년 7EJ로 증가 전망. 특히 현대적 재생에너지 사용은
2030년까지 4배 증가”
ㅇ 최종에너지 소비에서 현대적 재생에너지의 비중은 2010에 7.1%에서 2030년에 15.8%로 증대됨(전통적 바이오매스 제외).
- 재생에너지 발전량이 2010년에 19%에서 2030년에 29%로 증가
- 바이오연료 사용과 전기자동차 증가로 수송부문의 재생에너지 비중은 1%에서 2030년에 4%로 증대
- 산업부문에서 현대적 재생에너지가 차지하는 비중은 기존의 4.9%에서 2030년에 11.4%, 건물부문에서는 15.5%에서 35%로 각각 증대
자료: IEA(2012a)와 CNREC 토대로 IRENA 전망
< 최종에너지 소비구조에서 재생에너지 비중 전망(기준 시나리오) >
3. 재생에너지 공급 잠재력
ㅇ 중국은 많은 양의 전통에너지원을 보유하고 있음. 잠재적인 재생에너지원의 규모도 큰 편이나, 이 중 대부분은 아직 활용되지 않은 상태임.
재생에너지원 2012년 발전용량(GW) 잠재 발전용량(GW)
수력 250 400-700
육상 풍력 63 1300-2600
해상 풍력(5~25m) 0.3 200
태양광(유틸리티) 4 2200
태양광(지붕) 1.4 500
자료 : CNREC(2012)
< 중국의 재생에너지원별 발전 잠재력 >
- 잠재적인 육상 풍력 및 태양광 발전용량이 3,000GW에 이른다는 점을 고려하면, 현재 발전용량은 미미한 수준임.
- 지역별로 보유한 에너지원의 종류는 다양함. 중국의 북부지역은 최상의 풍력 자원 을 보유한 반면, 남부 및 중부지역은 높은 태양방사도(solar irradiation)를 보임.
“잠재적인 육상 풍력 및 태양광 발전용량이 3,000GW에 이름”
- 수력발전 가능용량은 400~700GW지만, 2012년 기준 발전용량은 전체 발전 가 능용량의 2/3인 250GW 정도임.
ㅇ 중국은 바이오매스 자원도 풍부하나, 이 역시 현재 거의 활용되지 못하고 있음.
- 대부분의 바이오매스 자원은 농업과 산림 벌목 부산물, 가축 배설물, 산업 및 도 시 생분해성 폐기물로부터 생산됨. 지역별로 봤을 때, 북동지역과 장강 하부에는 짚이 풍부하며, 북동 및 남동지역(쓰촨, 산둥, 지린, 허난)에는 목재 자원이 집중 적으로 분포되어 있음.
- 중국의 연간 짚 생산량은 700백만톤에 달함. 전체 생산량의 37%는 옥수수 짚이며, 28%는 볏짚, 20%는 밀짚, 나머지 15%는 그 밖의 다양한 작물의 부산물임.
- 짚의 생산량의 절반가량은 사료와 비료에 쓰이며, 나머지(350백만톤/year)는 에 너지 생산에 사용됨. 축산업에서 발생하는 135~170백만톤의 가축 배설물은 바 이오가스 생산에 사용됨.
- 중국의 산림자원은 한정적이며 전국에 고르게 분포되어 있지 않음. 따라서 고체 임산물 산업은 수입에 의존하고 있으며, 대부분의 견목은 열대지방에서, 연목은 환태평양 지역 국가들과 시베리아에서 수입되고 있음.
ㅇ 2030년까지 공급 가능한 중국의 바이오매스 자원은 8~9EJ에 이를 것으로 전망되 지만, 현재는 제한된 양의 자원만 효율적으로 사용되고 있음.
- IRENA의 전망에 따르면, 2030년까지 바이오매스 공급 비용은 GJ당 3~12달러 가 될 것임.
- 농업 부산물(수확 및 가공)과 바이오가스가 이 비용범위의 하단에 속하며, 임산 물과 그 부산물(장작 포함)은 비용범위의 상단에 속함.
4. REmap 2030 시나리오
ㅇ ‘REmap 2030’은 IRENA의 글로벌 재생에너지 로드맵으로 2030년까지 전 세계 에너지믹스 중 재생에너지의 비중을 두 배로 확대하기 위한 방안을 분석 및 제안함.
ㅇ ‘REmap 2030’의 개발 과정은 다음과 같음.
- ① 2010~2030년 동안의 기준 시나리오 마련
- ② 재화 및 연료 가격은 중국 내 상황을 반영하여 설정
- ③ 기술 비용과 성능 기준(예: 설비이용률) 역시 중국 내 상황을 반영하여 설정 - ④ 모든 최종수요부문과 전력부문에 적용될 재생에너지 추가 옵션은 다양한 연
구와 평가를 바탕으로 분석
ㅇ 아래의 자료들을 바탕으로 기준 시나리오 이외의 추가적인 재생에너지 옵션을 마 련함.
“바이오매스도 풍부한데, 현재 거의 활용되지 못하고 있음.
2030년까지 공급 가능한 바이오매스 자원은 8~9EJ로 전망”
- ① 전력부문: CNREC의 추정치, 시대별 동향, IEA 추정치, IRENA 재생에너지 산업 로드맵과 관련 데이터 사용
- ② 수송부문: IRENA 추정치 사용
- ③ 산업부문: IRENA 산업 로드맵의 최근 재새엥너지 관련 데이터 사용, 신규 발전용량 옵션 중 재생에너지 옵션만 고려
- ④ 건물부문: 기준 시나리오 전개상황에 대한 내부 분석 자료, REmap 2030, 보 고서 ‘중국 태양열 발전 로드맵 연구’ 초안 사용
1) 재생에너지원별 기술 잠재력
□ 풍력
ㅇ 중국 내에서 풍력발전 잠재력이 큰 지역으로는 북서지역, 북동지역, 일부 동부지역 등이 꼽힘.
- 해당 지역들의 풍속은 초속 8~9m을 상회하는 경우가 많으며, 설비 이용률은 20~40%에 달함. 그러나 남부 및 동부 지역에서 생산된 전력을 소비자에게 공급 하기 위해서는 기존의 송전 인프라를 개선할 필요가 있음.
- 전체 풍력발전 잠재력의 2/3 이상이 대규모 풍력자원을 보유한 지역인 내몽골 동부와 서부, 신장, 간쑤, 장쑤(설비 이용률이 최대 35%에 달함) 지역에 집중되 어 있는 것으로 추정됨.
ㅇ REmap 2030에서 풍력발전 설비용량은 2030년 기준 시나리오에서 보다 246GW 증가한 561GW로 전망됨. 그러나 이는 향후 기술적으로 실현가능한 규모인 2,500GW에 비해 한참 못 미치는 수준임.
- 상기 잠재력을 실현하기 위해서는 내몽골, 신장, 간쑤, 허베이, 지린, 장쑤 지역의 모든 발전용량을 가능한 한 최대로 동원해야 할 것임.
- 또한 2010~2030년 동안 건설되는 석탄 발전소(특히 중국 서부에 위치한 발전 소)의 폐쇄시기를 앞당겨야 하며, 육상 풍력발전 발전용량이 현재 수준의 2배인 24GW/year로 확대되어야 함.
□ 태양광 및 집광형 태양열 발전(CSP)
ㅇ 남서부 지역에서 북부 지역까지의 태양 조사량은 1,500~2,000kWh/㎡/year 임. 지금 까지 대부분의 태양광발전 설비는 해당 지역들(주로 칭하이성)에 건설되었음.
- 평균 설비 이용률은 대규모 프로젝트의 경우 17%로 추정되며, 지붕형 태양광 발 전은 약 15%임.
- 2030년 기준 시나리오가 제시한 139GW 이외에 REmap 2030은 2010~2030년 동안 169GW 규모의 발전설비가 추가로 건설될 것이라 전망함.
“REmap 2030에서 총 발전용량은
561GW이며, 이는 2030년
기준시나리오보다 246GW 증가한 것임”
- 2030년까지 신규로 건설될 총 태양광 발전설비 규모는 309GW가 될 것임(이 중 118GW은 지붕형). 대규모 발전설비의 대부분이 중국의 서부지역에 건설될 것이지만, 분산형 태양광 발전설비는 동부지역을 중심으로 중국 전역에 걸쳐 구 축될 것임.
- 집광형 태양열발전의 경우 신장과 칭하이 지역이 큰 잠재력을 가지고 있음. 저장 설비를 갖추고 있지 않다면 설비 이용률은 약 17%가 될 것임. REmap 2030은 기준 시나리오가 제시한 12GW 이외에 20GW 규모의 발전설비가 추가로 건설 될 것이라 전망함.
□ 지열
ㅇ 지열자원은 다수의 지역에서 이용 가능하지만, 대부분 지역의 온도는 섭씨 30~90 도 정도로 높지 않은 편임. 1990년 이후 지열에너지의 이용 목적은 실내 난방, 휴 양용 목욕, 스파, 작물 재배 등으로 빠르게 변화함.
- 고온 지열자원은 티베트 남부, 윈난성 서부, 쓰촨성 서부 지역과 히말라야 지열 지대의 일부에만 제한적으로 분포되어 있음.
- 지금까지의 총 지열 발전용량은 27MW임. 2006년 기준으로 181개의 지열발전 시스템이 중국 본토에 건설되었고, 발전 가능용량은 1.74GW로 추정됨. 이는 전 체 전력 수요에 비해 적은 규모임.
- REmap 2030에서는 추가 발전 용량이 포함되지 않음.
□ 바이오매스와 바이오가스
ㅇ 앞서 언급했듯이 중국은 바이오매스 발전 잠재력이 상당하지만, 아직까지 바이오매 스 자원이 충분히 활용되지 못하고 있는 상황임.
- 중국의 바이오매스 믹스에는 농업 부산물, 폐기물, 임산물이 등이 포함됨. 짚과 전통적인 형태의 장작이 어느 정도 활용되고 있기는 하나, 난방 부문과 산업 열 병합 발전소를 포함한 일부 발전 부문의 경우 현대적 형태의 바이오매스가 사용 될 가능성이 상당히 큼.
- 중부와 북동부 지역의 작물 줄기 및 짚 공급 잠재력은 중국 전체의 공급량의 대 부분을 담당할 수 있을 정도로 높음.
- 남서부 지역의 농업 부산물 공급 가능성은 제한적임. 장작은 남부와 중부 일부 지 역에서, 가축거름의 경우 남부, 중부, 북동부 지역에서 공급될 가능성이 있음.
- 목질계 바이오에너지 사용은 아직 초기 단계지만, 에탄올 및 바이오디젤 공장과 근접한 중국 남부, 동부 일부 지역에서 목질계 바이오에너지를 개발하기 위한 중 기 목표가 설정됨.
ㅇ 2030년 기준 시나리오가 제시한 38GW의 바이오매스 발전용량 이외에 REmap 2030에서는 27GW가 추가될 것으로 추정됨(산업부문에서 사용되는 6GW의 CHP
“태양에너지 발전용량의 경우, 2030년
기준시나리오에서 151GW,
REmap에서 340GW 전망”
용량 포함). 또한 산업 및 건물 부문의 난방에 2.2EJ 규모의 현대적 형태의 바이오 매스 발전(기준 시나리오에 포함된 3.1EJ 제외)이 이루어질 것으로 추정됨.
- 2030년 기준 시나리오가 전망한 2.9EJ 규모의 전통적 바이오매스 사용은 모두 다른 에너지로 대체될 것임.
- 1차 바이오에너지 수요는 증가할 가능성이 높은데, 이는 중국이 보유한 바이오에 너지원 발전 잠재력의 상당부분이 실현된다는 것을 의미함.
- 잠재적 바이오에너지원의 30%는 건물 부문에서, 25%는 전력 부문에서 소비될 것으로 전망됨. 바이오연료 생산을 위한 바이오에너지원의 수요와 산업 및 지역 난방 부문의 난방 수요는 전체 수요의 45%를 차지할 것임.
자료 : IRENA
< ‘REmap 2030’의 부문별 1차 바이오매스 수요 전망 >
□ 수력
ㅇ 수력발전의 전체 잠재력 가운데 경제적 타당성이 있는 400GW은 이미 기준 시나 리오에 포함되어 있음. REmap 2030에는 수력발전의 추가 잠재력에 대한 추정치 가 제시하지 않음.
□ 최종소비 부문의 재생에너지 추가 잠재력
ㅇ 분석의 범위를 확장시키면, 총체적인 재생에너지 가속화 시나리오가 존재하지 않는 최종소비 부문에서도 추가적인 재생에너지 옵션이 제시될 수 있음.
- 중·고온 바이오매스 가공열을 재조정하는 방식과 저·중온 태양열 발전 방식은 산 업 부문에서 고려될 수 있는 옵션임.
- 2030년까지 시멘트 산업의 총 에너지 수요 중 약 20%가 바이오매스와 폐기물 로 충족된다고 가정한다면, 약 0.6EJ의 연료가 필요할 전망임.
- 산업용 CHP 발전소의 열 생산과 증기 보일러에 각각 0.5EJ과 0.3EJ의 바이오매 스가 추가로 사용될 것으로 추정되는데, 이는 공정열 생산에 소비되는 에너지가
“바이오 매스 발전용량의 경우, 2030년
기준시나리오에서 38GW, REmap 2030에서 65GW 전망”
시멘트 산업의 총 에너지 소비 중 약 2%를 차지한다는 것을 의미함.
ㅇ REmap 2030에 따르면, 중국의 총 태양열 발전용량은 15억㎡가 될 것으로 전망됨.
- 이는 기준 시나리오의 8억㎡에 더해 REmap 2030 옵션을 통하여 2030년까지 7 억 ㎡이 추가된다는 것을 의미함. 2030년까지 추가될 신규 용량의 70%는 건물 부문에(60%는 주거 부문, 10%는 상업 부문), 나머지 30%는 산업 부문에 설치될 것임.
ㅇ 전기이륜차 및 전기버스 사용 확대, 지하철 시스템 확대 등의 조치를 통해 2030년 자동차 수요 전망치의 20%가 대체될 수 있음.
2) 로드맵 표와 재생에너지에 미칠 영향
ㅇ REmap 2030에 따르면, 전체 에너지 사용대비 재생에너지 사용량은 크게 증가할 것임.
- 2010년 재생에너지 소비량은 7.4EJ/year을 기록했고, 다양한 형태의 바이오매스 가 이 중 60%를 차지함.
ㅇ 2030년 기준 시나리오에 따르면, 7.2EJ의 재생에너지가 추가로 소비될 것이며, 이 로 인해 전체 재생에너지 사용량은 14.6EJ로 증가할 것임. REmap 옵션은 재생에 너지 추가 소비량이 8.4EJ이 될 것으로 추정함.
자료 : IRENA
< 최종소비 부문의 재생에너지 증가 전망 >
- REmap 2030에 따르면, 최종에너지 소비 중 재생에너지는 23EJ을 차지할 것임.
이는 2010년 수준과 비교했을 때, 15.6EJ의 에너지가 추가로 소비된다는 것을 의미함.
- 절대치로 봤을 때 소비 증가율이 가장 큰 것은 태양에너지(태양광과 태양열 포 함)로, 2010~2030년 동안 약 6EJ만큼 증가할 전망임. 바이오매스, 풍력, 수력은
“REmap
2030에서 태양열 발전용량은 기준시나리오에서 8억m2 보다 7억m2 증가한 15억m2 전망”
같은 기간 동안 각각 3EJ만큼 증가할 것임.
- REmap 2030에서도 가장 큰 비중을 차지하는 재생에너지는 바이오매스일 가능 성이 높지만, 가장 높은 소비 증가율을 기록할 것으로 보이는 에너지원은 태양, 수력, 풍력임.
ㅇ 2010~2030년 동안의 재생에너지 사용량을 소비 부문별로 살펴보면, 건물부문에서 사용되던 전통적 바이오매스가 현대적 에너지원으로 대체되고 있는 상황에서 에너 지원으로서의 바이오매스에 커다란 변화가 예상된다는 점을 주목할 필요가 있음.
- 발전부문에서도 바이오매스 사용은 증가하지 않지만 바이오연료와 부산물 연소 의 형태로 산업 부문 난방에 사용되는 양은 증가할 것으로 전망됨.
- 건물 및 산업 부문에서는 태양열 사용량이 크게 증가할 것으로 전망됨. 발전부문 에서는 수력이 여전히 가장 큰 전력원의 역할을 담당하겠으나, 풍력의 비중이 2010년 수준 대비 약 10배 증가할 것임.
- 태양광은 2010년에는 발전량이 전무했으나, 2030년에는 전체 재생에너지 사용 량의 6%를 차지할 것이며, 재생에너지 전력 생산에 있어 세 번째로 중요한 에너 지원으로 부상할 전망임. 재생에너지 시장에서 발전 부문의 비중은 2010년 29%
에서 2030년에는 약 50%로 확대될 것임.
ㅇ 모든 REmap 2030의 옵션이 구현된다면, 2030년에 재생에너지 전력과 난방은 전 체 재생에너지 사용량의 절반가량을 차지할 것으로 전망됨.
- 2030년 기준 시나리오에서 전통적 바이오매스를 제외하면 현대적 재생에너지 사 용은 2010년 전체 사용량의 7%에서 2030년에는 16% 이상으로 증가할 것임.
REmap 2030이 적용되면 전체 에너지 믹스에서 현대적 재생에너지가 차지하는 비중은 26%까지 확대될 것임.
- 태양열 및 바이오매스 사용 확대에 힘입어 건물 부문은 재생에너지 이용에 있어 서 선도적인 역할을 하고, 그 뒤를 산업과 수송 부문이 뒤따를 것임.
- 발전 부문에서 사용되는 재생에너지의 비중은 40%까지 확대될 것이며, 이 중 절 반(또는 전체 전력 생산의 20%)을 태양광, CSP, 풍력 발전이 차지할 것임.
ㅇ 아래 그림은 REmap 2030에서 2010년~2030년 동안 1차에너지원별 변화 정도를 보여줌.
- ‘RE high’ 계산은 미국 EIA이 사용하는 일부 치환 방식을, ‘RE low’는 IEA의 물리적 에너지 함량 방식을 채택하고 있음. 해당 두 계산법은 재생에너지 전력과 열을 1차 에너지로 전환하는 과정의 차이를 보여줌.
- 분석기간 동안 석탄 수요는 18% 감소, 석유 7% 감소, 천연가스 9% 감소, 원자 력 0%, 재생에너지 수요 42~48% 증가
“REmap 2030에서
재생에너지 전력과 난방은 2030년에 전체 재생에너지 사용량의 절반 수준 차지”
1. 발전 단위 2012 2030 기준시나리오
REmap 2030
REmap 2030과 기준시나리오 간 차이
설 비 용 량
재생에너지 GW 345 1,005 1,467 462
수력발전
(양수발전 제외) GW 249 400 400 0
양수발전 GW 20 100 100 0
육상풍력 GW 63 269 501 232
해상풍력 GW 0.3 46 60 14
바이오매스 GW 7.7 38 65 27
대규모 태양광 발전 GW 4 98 190 92
지붕형 태양광 발전 GW 1.4 41 118 77
집광형 태양열 발전 GW 0.014 12 32 20
지열·해양 GW 0.03 1 1 0
발 전 량
재생에너지 TWh 1006 2,643 3,660 1,109
수력 TWh 864 1,600 1,600 0
풍력 TWh 100 647 1,263 692
바이오매스 TWh 38 190 358 168
태양열 TWh 4 197 446 249
지열·해양 TWh 0 9 9 0
2. 바이오가스 공급 십억m³ 16 60 83 23
바이오가스 소비자 백만
households 47 175 240 65
중소 및 대규모
바이오가스 발전소 billion m³ 0 40 80 40
바이오가스(tce) 백만tce 11.0 41.5 57 1.7EJ 0.5EJ
< 중국의 ‘2030년 기준 시니라오’와 ‘REmap 2030’ 간 비교 >
자료 : IRENA
< REmap 2030에서 1차에너지 수요 증감 변화 >
ㅇ 아래 표는 주요 에너지관련 지표의 2010년(기준연도) 실적치, 2030년 기준 시나리 오와 REmap 2030 전망치를 나타낸 것임.
“1차에너지 수요에서 석탄, 석유, 천연가스 수요는 감소하지만, 재생에너지 수요는 크게 증가”
3. 열 공급
온수용 태양열 백만m² 258 865 1,500 - 635
온수용 태양열(tce) 백만tce 29.6 91 149 4.4
EJ 2.0EJ
난방용 지열에너지(tce) 백만tce 5 10 15 0.5EJ 0.2EJ
4. 바이오연료
고체 바이오매스 백만톤 28 85 133 2.3EJ 0.8EJ
전통적 바이오매스 백만톤 225 66 - - -
현대적 바이오매스 백만톤 6 40 88 1.5EJ 0.8EJ
바이오에탄올 백만톤 2 25 25 31 bln
liter -
바이오디젤 백만톤 0.5 5 5 6 bln
liter -
총 백만tce 148 140 225 4.8EJ 1.6EJ
5. 지역난방
바이오매스 백만톤 2 2 78 1.4EJ 0.3EJ
6. 전기자동차 단위 2012 기준시나리오
2030
REmap 2030
REmap 2030과 기준시나리오 간 차이 전기 및 플러그인
하이브리드 자동차 백만 .03 17 35 18
전기이륜차 백만 200 400 500 100
7. 발전 비중
총 설비용량 GW 1,203 2,306 2,602 330
총 발전량 TWh 4,980 9,315 9,543 205
재생에너지 설비용량 비중 % 28% 39% 53% 15%p
재생에너지 발전 비중 % 20% 29% 39% 10%p
8. 에너지 소비 비중
최종에너지 소비 백만tce 2,150 3,123 3,055 -68
최종에너지 소비 EJ 66 91.5 89.5 -2
재생에너지 전력
소비량 EJ 3.3 7.6 10.7 3.1
재생에너지 가스, 열,
연료 EJ 5.2 7.0 12.3 5.3
총 재생에너지 EJ 8.5 14.6 22.5 8.4
최종에너지 소비 중 재생에너지의 비중 (괄호 수치는 전통
바이오매스 제외)
% 14%
(7%)
17%
(16%) 26% 10%p
자료 : IRENA
- 2030년 기준 시나리오에 따르면, 전통적 바이오매스를 제외했을 때, 최종에너지 소비에서 재생에너지가 차지하는 비중은 2010년 7%에서 2030년에는 16%로 증가할 것임(전통적인 바이오매스를 포함하면 14%에서 17%로 증가).
- 모든 REmap 2030의 옵션이 구현된다면, REmap 2030에서 최종에너지 수요에 서 재생에너지가 차지하는 비중은 26%로 늘어날 것임. 이 경우 2030년 총 재생 에너지 사용량은 23EJ/year(770백만tce)가 되며, 액화바이오연료는 0.9EJ, 최종
“2030년 기준 시나리오 경우, 최종에너지 수요에서
재생에너지 비중은 2010년 7%에서 2030년 16%로 증가”
