2020년 전력산업 경영환경 전망
2020년 전력산업 경영환경 전망
  • 이성재
  • 승인 2020.03.06
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

이성재 한전 경영연구원 선임연구원

❶ 연료가격 전망

가. 원유

지난해 국제 유가(두바이유)는 중동의 지정학적 위험에도 불구하고 미국과 중국의 무역 분쟁과 미국의 셰일오일 생산 확대 등으로 하락하는 경향을 보였다.

올해 유가는 56.3~61.6달러/bbl로 전망되며 지난해보다 낮아질 전망이다(에너지경제연구원, 2019). 하지만 올해는 유가 증가 요인과 감소 요인이 상존해 변동성이 높을 수 있다.

실제로 OPEC(석유수출국기구)은 지난해 대비 원유를 약 5.7%를 감산할 계획이지만 미국의 셰일오일 경제성이 향상되고 원유공급 인프라가 확충되면서 생산 및 수출량이 증가해 유가 하락을 초래할 전망이다. 미국과 이란의 대립, 산유국간 갈등 등으로 유가가 상승할 가능성도 있다. 올해 초 미국과 이란의 갈등 심화로 인해 유가가 급등하는 경향을 보였다. 또한 인도 등 신흥국의 경기가 회복되면 원유 수요가 증가해 유가 인상에 영향을 미칠 것이다.

나. 유연탄

유연탄(호주탄) 가격은 2018년 하반기 중국 수입 규제 등으로 시작된 하락세가 지난해에도 지속되는 경향을 보였다. 해외 주요기관의 전망을 보면 올해는 유연탄 가격이 63~75달러/톤으로 전망된다.

유연탄 가격은 아시아 및 태평양 지역의 수요변화가 주요 변수가 될 전망이다. 낮은 천연가스 가격, 기후변화 대응 정책과 같은 환경규제 강화, 재생에너지 설비용량 증가 등 전력산업의 환경 변화는 석탄발전의 감소를 초래할 것이다. 글로벌 경제성장률이 하락해 석탄 수요가 감소할 가능성도 존재한다. 이러한 요인들은 궁극적으로 석탄 가격의 하락 요인으로 작용할 것이다. 중국·인도·베트남 등 아태지역에서 전력소비량이 증가하며 석탄발전이 확대된다면 석탄 가격이 상승할 수도 있다. 다만 중국의 경우 제조업 경쟁력 유지를 위해 석탄 수입이 증가할 수 있으나 자국의 석탄 사업자를 보호하기 위해 중국 내 석탄을 최대한 활용할 전망이라 수입이 큰 폭으로 증가하지 않을 수도 있다.

다. 천연가스

천연가스(HHP)는 올해 가격이 2.3~2.65달러/MMBtu로 전망된다. 지난해 전세계 경제둔화와 천연가스 공급과잉으로 최근 3년(2017~2019년) 중 가장 낮은 가격으로 하락했는데 올해도 2.5달러/MMBTU 수준의 안정적인 가격이 예상된다.

천연가스는 일시적으로 공급 과잉이 예상되지만 장기적으로는 수요가 증가하면서 가격이 인상될 수 있다. 경기 침체와 셰일가스의 확대는 수급불균형을 유발하며 가격을 하락시키는 요인으로 작용하고 있다. 북미 셰일가스는 2024년 전세계 천연가스 공급 증가의 36%를 차지할 것으로 전망된다. 다만 공급 과잉에 따른 낮은 가스 가격은 신규 LNG와 PNG 프로젝트 투자를 지연시킬 수 있다. 아태지역이 전세계 에너지 수요의 증가를 견인하는 상황에서 천연가스 수요도 5년간 10% 이상 증가, 장기적으로 가스 가격이 인상될 수 있다.

❷ 정책 동향

가. 원자력

원자력은 일부 국가에서 탈원전에 대한 속도 조절에 나서고 있는 한편, 독일, 벨기에, 오스트리아 등 일부 유럽국을 중심으로 축소 기조를 유지하고 있다. 지난해 기준 17개 국가에서 47기의 원자력 발전을 건설하고 있다. 2018년 설비용량은 402GW로 2017년 대비 8GW 증가했다.

특히 중국은 10기(9.5GW)의 원전을 건설 중인데 이는 지난해 기준 약 20%를 차지한다. 일본은 新규제기준을 통과한 9기(9.1GW)를 재가동하고 12기(12.2GW)는 재가동을 위해 심사 중이다.

미국에서는 원전의 경제성 악화로 조기 폐쇄되는 사례도 발생하고 있다. 일부 주에서는 저탄소 전력으로 원자력발전의 가치를 높이 평가해 원자력 발전량에 크레딧을 지급하는 Zero Emission Standard(ZES) 제도를 도입(일리노이, 뉴욕, 코네티컷, 뉴저지)하거나 도입을 검토(오하이오, 펜실베니아) 중이다.

프랑스는 2015년 에너지전환법을 제정해 2025년까지 원전 의존율을 75%에서 50%로 하향 조정하기로 했으나 2018년 목표달성을 35년으로 10년 미뤘다.

나. 석탄

석탄발전은 기후변화 및 대기오염 문제 등을 유발해 많은 나라에서 비중을 축소시키는 분위기다. 현재 독일, 영국 등 33개 국가는 지난해 기준 석탄화력발전소 폐지를 위한 탈석탄 동맹에 참여하고 있다. 독일은 2038년까지 석탄화력발전소의 영구폐쇄를 목표로 석탄산업 지원 방안을 수립했다. 영국은 2025년까지 석탄화력을 완전히 폐쇄하는 계획을 수립했으며 지난해에는 18일(432시간) 동안 석탄발전 없이 전력공급을 유지했다.

일부 국가에서는 석탄발전에 대한 청정기술 도입 및 고효율화를 추진하고 있다. 미국은 전력수요 감소와 천연가스 가격 하락, 재생에너지의 경쟁력 향상 등으로 석탄발전이 감소 중이나 기존 석탄화력발전소의 온실가스 감축기술 적용도 확대 중이다. 인도는 전력수요 증가에 따라 석탄발전을 유지 및 확대하면서 청정·고효율 기술을 적용하고 있다. 호주는 석탄화력발전소가 수급 안정을 위한 역할을 담당하고 있으며 석탄 화력의 효율 개선을 목적으로 기후기금을 활용하고 있다.

다. 천연가스

천연가스는 저탄소경제 전환, 대기질 개선, 에너지전환을 위한 가교역할을 수행하고 있다. 전 세계적으로 기후변화 및 대기오염 저감을 위해 탈석탄 정책을 추진하면서 천연가스를 이용한 발전도 증가하고 있다. 천연가스는 2018년 전 세계 발전량 중 23%를 차지하며 석탄(38%)에 이어 두 번째를 기록했다. 전력생산량 증가율은 4%로 2.6%에 그친 석탄을 추월했다. 특히 OECD(경제협력개발기구)는 회원국 기준 총발전량 중 천연가스가 27.4%로 가장 높은 비중을 차지해 가스발전이 석탄발전을 넘어 최대 전원이 됐다.

충분한 전력·가스 인프라를 보유한 유럽과 미국을 중심으로 석탄발전에서 가스발전으로의 전환이 가속화되고 있다. 미국은 자국 내 셰일가스 생산 증가로 가스 가격이 하락해 가스발전이 확대되고 있다. EU(유럽연합)도 탄소제로 사회의 중간 단계로 가스발전 보급이 확대되고 있다. 배출권거래제도(ETS)와 탄소세를 도입한 국가들은 탄소 가격이 상승하면서 가스발전이 석탄발전보다 먼저 급전이 이뤄지는 상황도 나타날 수 있다(에너지경제연구원, 2018).

라. 재생에너지

재생에너지는 전세계적으로 보급 확대를 위한 투자가 확대되고 있으며 2040년에는 전세계 발전량의 40%를 차지할 것으로 전망된다(IEA, 2019). 2018년 전세계 풍력 및 태양광 투자액은 각각 1,304억 달러와 1,390억 달러이고, 재생에너지 총발전량은 2017년 대비 7% 이상 증가했다. 미국은 최근 10년간 유틸리티급 태양광 및 풍력 발전비용이 각각 88%, 69% 하락했고 일부 주에서는 재생에너지의 LCOE(균등화발전비용)가 석탄 및 가스복합보다 저렴한 상황이다. EU는 최종에너지 중 재생에너지 비중을 2020년 20%, 2030년 32%로 하는 목표를 설정하고 이를 달성하기 위해 국가별로 노력 중이다. 일본은 에너지 자립도 향상과 CO2 배출량 감소를 위해 재생에너지 확대 정책을 추진하고 있다. 중국은 재생에너지 보급이 확대되고 있으나 최근 보조금 감축으로 인해 성장이 다소 둔화되고 있다. 송전망 개선이 지연되면서 출력 제한 문제도 발생한 상황이다. 인도는 2022년까지 재생에너지 설비용량을 175GW(태양광 100GW)까지 확대할 계획이다.

태양광과 풍력 등 변동성 재생에너지 전원은 간헐성 문제가 발생해 안정적인 전력공급과 전력계통의 안정성 확보를 위해 ESS(에너지저장장치), DR(수요반응자원) 등 유연성 자원 확보가 필요하다. 특히 미국과 중국, 인도는 재생에너지가 확대되면서 기존 유연성 자원보다 각각 86%, 136%, 460% 증가시킬 필요가 있다.

마. 에너지효율

에너지 소비와 비용 절감을 위해 에너지효율향상에 대한 의무화 및 투자가 확대되고 있다. 전세계 에너지효율 개선을 위한 투자 규모는 2018년 2,400억 달러에서 2040년 2.6배 증가한 6,350억 달러로 전망된다. 에너지효율향상 척도인 에너지원단위는 매년 향상되어 2018년 0.11toe/1,000달러에서 2040년 40% 개선된 0.06toe/1,000달러로 예측된다(IEA, 2019).

유럽은 청정에너지 패키지를 도입하며 에너지효율개선을 최우선 과제로 설정하고 2030년까지 에너지효율 32.5% 개선을 목표로 했다. 이 패키지에 따라 EU 국가들은 3년마다 ‘국가에너지효율행동계획’을 제출하도록 의무화했다. 독일은 에너지효율 개선을 통해 에너지수요를 감축시킬 계획이며 에너지진단 및 에너지효율 투자지원, 제품의 에너지효율 라벨 적용 등을 지속적으로 추진할 계획이다. 미국은 에너지효율 R&D(연구개발) 투자와 융자·세제 혜택을 제공하고 있으며 30개 주에서는 자발적·의무적으로 에너지효율 목표를 설정해 에너지효율을 높이려 하고 있다.

바. 에너지비용

선진국에서는 에너지 효율화, 발전단가 하락, 재생에너지 보조금 축소로 에너지비용이 감소할 전망이나 신흥국은 에너지 수요 및 재생에너지 확대로 증가할 전망이다. 독일, 스페인 등 재생에너지 비중이 높은 국가들은 보조금 등으로 인한 재정부담을 줄이기 위해 지원정책을 축소하거나 폐지하고 있다. 독일은 재생에너지 전력가격 보조금이 2000년 대비 약 32배 증가해 2017년 지원정책을 폐지했다. 스페인은 재정적자 해결을 위해 2012년 재생에너지 보조금을 폐지하고 2013년부터 전력세를 도입했다. 일본은 2012년 FIT 시행 이후 부담금이 증가해 매년 전력매입 가격을 인하하고 있다. 중국은 2020년 재생에너지 전력 가격 보조금을 2019년 대비 30% 삭감한 57억 위안을 배정했다.

❸ 기술 전망

가. 2020년 기술 트렌드

올해 디지털 기술은 산업 전반에 걸쳐 기술 트렌드를 이끌 것으로 전망된다. 지금까지는 디지털 기술이 초기 개발 및 실증단계에 머물렀지만 점차 활용사례가 증가하고 있다. 전력산업의 전 가치사슬에서도 디지털 기술은 핵심 기반기술로 작용할 것으로 보인다. 빅데이터, 인공지능 기반의 데이터 시스템 구축은 발전·송배전·판매의 효율성을 높이고 새로운 고객친화형 에너지 서비스를 제공한다. 블록체인은 개인간 전력거래를 가능하게 하고 전력설비에 가상·증강현실 기술을 적용해 사고 위험을 감소시킬 수 있다. 사이버 공격, 정보 유출 등의 위험을 사전에 감지하고 모니터링해 통합적으로 대응하기 위한 사이버 보안 역량도 중요해 질 것이다.

올해 전력산업의 기술개발은 에너지전환과 효율성 개선이라는 큰 틀로 구분할 수 있다. 에너지전환 관점에서 재생에너지의 효율성 향상, 전력망의 계통 유연성 확보, 전기차 배터리 효율 향상 등을 목적으로 기술개발이 이뤄질 전망이다. 효율성 개선 관점에서 화력발전의 탈탄소화와 데이터 기반의 사전예측, 모니터링, 운영 자동화를 통한 지능형 전력망 확대가 기대된다.

나. 발전

재생에너지 분야는 효율 향상을 통한 원가절감과 차세대 신기술 개발에 집중할 계획이다. 태양광 설비가격은 2020년(0.77달러) 대비 2030년(0.53달러) 31% 하락할 것으로 예측된다. 특히 모듈 가격(W당)이 2020년 0.23달러에서 2030년 0.14달러로 39% 하락할 전망이다. 국내에서는 2030년까지 모듈 가격(W당)은 0.1달러, 효율은 24%(2019년 20%) 달성을 목표로 설정했다(산업통상자원부, 2019). 태양광 폐기물 관리를 위한 해체, 유용자원 회수, 재활용 기술개발에도 노력을 기울이고 있다.

풍력은 해상풍력 중심의 대형화와 발전 효율 향상을 추구하고자 한다. 해상풍력의 LCOE는 2018년 140달러/MWh에서 2030년 90달러/MWh 이하로 약 40% 하락할 전망이다(IEA, 2019). 터빈가격 하락, 건설비 및 운영유 지비 감소, 설비이용률 향상, 사업 위험성 감소로 인한 금융비용 절감이 LCOE 감소를 이끌 것으로 보인다. 2030년 해상풍력의 단위용량은 2016년 8MW에서 2030년 15~20MW로 증가가 예상된다(IEA, 2019). 국내도 2030년 12~20MW의 해상풍력의 단위용량을 목표로 하고 있다. 해상풍력은 설비이용률이 높아지면서 국가에 따라 기존 기저부하와 경쟁이 가능해지고 있다.

화력발전은 저탄소화 및 축적된 설비운영 데이터 기반의 고효율화를 추구한다. 화력발전의 탄소배출을 저감하기 위해 탄소 포집·활용·저장(Carbon Capture, Utilization&Storage, CCUS) 기술이 고도화되고 있다. 발전소의 지능형 디지털 플랫폼을 개발하는 사업을 통해 발전소 설비의 성능 진단, 이상 식별, 고장 및 위험을 예방하여 공급 신뢰도와 효율성이 높아질 것으로 보인다. 예비력 확보를 위해 대용량에너지 저장·발전 기술이 개발되어 점차 상용화되고 있다. 영국에서는 양수, 압축공기, 리튬이온 외에도 액체공기 에너지 저장기술(LAES)에 대한 관심이 높다. 국내에서는 재생에너지 간헐성에 대응하기 위해 2030년까지 100MW 이하 가스터빈의 유연발전기술 개발을 추진하고 있다. 이 기술은 10분 내 100% 출력을 목표로 한다.

다. 송배전

송배전은 분산전원의 확대에 따른 계통 유연성 확보와 지능형 전력망 활성화에 초점을 두고 개발이 이뤄지고 있다. 계통 유연성 측면에서 리튬이온 배터리 기술을 향상시켜 ‘재생에너지와 연계된 ESS’의 가격을 절감할 계획이다. 리튬이온 전지보다 안전성, 내구성, 대용량화에 뛰어난 차세대 이차전지도 개발 중이다. 국내에서는 흐름전지, 융합전지 등 새로운 형태의 이차전지가 개발되고 있다.

고압 직류(MVDC) 송전과 저압 직류(LVDC) 배전 기술개발을 통해 전력 변환과 선로 손실을 줄여 전송효율을 높이고 안정적 전력수송을 유도하고자 한다. 계통연계 비용이 높은 도서지역의 전력공급 및 재해 대비 복원력 제고를 위해 독립형 그리드(off-grid), 소규모 그리드(mini-grid)의 분산시스템 기술도 개발이 병행되고 있다(IEA, 2019).

송배전 분야는 운영 효율성을 개선하기 위해 디지털 기술과 접목되고 있다. IoT(사물인터넷), AI(인공지능), 빅데이터 기반의 전력망 플랫폼은 실시간으로 망 안정성을 분석하고 최적화 방안을 도출하며 예측 정확도를 높일 수 있다. 로봇, 드론 기술은 송배전 설비를 무인으로 점검하고 유지·보수가 가능하도록 하며 가상·증강현실은 로봇의 현장 대응을 향상시킬 수 있다.

라. BTM

전기차는 배터리 가격 절감과 대용량화, 충방전 기술의 고도화를 추진하고 있다. 전기차에 내장되는 배터리 가격이 지난해 156달러/kWh에서 2024년 100달러/kWh 이하로 하락할 경우 내연기관 자동차의 가격과 같아지는 가격 패리티가 나타날 전망이다.

국내에서는 전기차 1회 충전 주행거리와 내구성 확대를 추진하고 있다. 1회 충전으로 가능한 주행거리를 지난해 400km에서 2030년 800km로 2배 늘리고 내구성은 50만km를 목표로 하고 있다. V2G(vehicle to grid)를 위한 전력망 통신 및 양방향 충전 기술을 개발하고 고출력 충전이 가능한 전기차 상용화 및 고출력 충전 표준화도 진행 중이다.

건물과 산업부문의 고강도 에너지 절감을 위한 기술도 개발되고 있다. 건물은 냉난방, 조명 등의 자동제어와 최적화 기술로 에너지 자립도를 개선하고자 한다. 국내의 경우 2030년까지 ‘BEMS + 단열·외피·창호 + 가정용 발전’으로 110%의 에너지 자립도를 달성하는 플러스에너지 건물을 구현할 계획이다. 산업부문에서는 에너지 다소비기기의 고효율화와 업종별 FEMS을 개발하고 있다.

수요자원 측면에서 디지털 기술로 수요예측의 정확도를 높이고 운영 효율성을 높이기 위한 개발이 이뤄지고 있다. 2040년 수요자원 용량은 2018년(40GW) 대비 10배 이상 증가한 450GW로 수요반응 시장이 확대될 수 있다(IEA, 2019). 에너지 커뮤니티 활성화를 통한 프로슈머 참여기회도 확대될 전망이다. 2030년까지 커뮤니티 플랫폼을 통한 에너지 거래·공유 비율을 30% 이상으로 늘릴 계획이다. 블록체인 기반의 개인간(P2P) 전력거래도 논의가 진행되고 있다.

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.