“태양광 발전 비용, 5년 안에 원전보다 저렴해진다”
- 대규모 태양광은 2020년대 후반, 중소규모 태양광은 2030년경 원전보다 저렴해져
- 탄소배출비용 고려 시 해상풍력 발전 비용은 2030년 이전에 화력 발전보다 낮아져
- “다음 정부는 OECD 꼴찌 수준인 우리나라 재생에너지 비중을 신속히 높여야”
우리나라의 태양광 발전 비용이 5년 안에 원자력 발전을 비롯한 모든 발전원 중에서 가장 저렴해진다는 연구 결과가 나왔다. 미국 에너지부 산하 연구기관인 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL) 연구진의 분석 결과, 재생에너지의 균등화 발전비용(Levelized Cost of Electricity, LCOE)은 2035년까지 2023년 수준 대비 최대 41% 감소할 것으로 전망되었다.
LCOE는 태양광, 풍력, 원자력, 석탄, 가스 등 다양한 발전원의 경제성을 평가하기 위하여 전세계적으로 널리 활용되는 지표로서, 발전소의 수명기간 동안 발생하는 총 발전비용을 총 발전량으로 나누어 산출한다.
기후환경단체 플랜1.5가 입수한 논문에 따르면, LBNL 연구진은 미국 국립 재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory, NREL)의 LCOE 방법론을 바탕으로 한국 발전 비용 데이터와 한국 실정에 맞는 가정을 적용하여 2050년까지의 우리나라 발전원별 LCOE 전망치를 산출하였다.
본 연구는 건설비, 운영유지비, 연료비 등 발전소가 지출하는 비용에 더하여, 사고 위험 비용(원자력 발전), 탄소 배출 비용(석탄·가스 발전)과 같은 사회적 비용을 반영하여 발전원별 LCOE를 산출하였다. 에너지경제연구원은 2018년 LCOE 연구 보고서에서 전세계적으로 온실가스 감축의무가 강화되고 중대 원전사고에 대한 우려가 확산되고 있으므로 사회적 비용을 고려하여 에너지 믹스 정책을 수립하는 것이 바람직하다고 밝힌 바 있다.
LBNL 연구진의 분석에 따르면, 우선 사회적 비용을 반영하지 않더라도 대규모 태양광 발전(20MW, 100MW)의 LCOE는 2030년까지 47~48달러(약 6만 8천원)/MWh로 낮아진다. 이는 원자력 발전을 포함한 모든 발전원 중에서 가장 저렴한 수준이다. 고정형 해상풍력 발전의 LCOE는 2030년에 약 100달러(약 14만 4천원)/MWh로 줄어들어 석탄 발전과 비슷한 수준이 될 것으로 예상되었다. 이처럼 재생에너지의 가격 경쟁력이 높아지는 이유는 재생에너지 보급이 확대되면서 규모의 경제에 따라 태양광과 해상풍력의 건설비가 지속적으로 감소하기 때문이다. 반면에 원자력 발전의 건설비는 같은 기간 동안 매년 2.6% 증가하여 2030년에는 50달러(약 7만 2천원)/MWh 수준이 될 것으로 전망되었다.
석탄 발전은 비용 상승 요소(건설비 증가, 설비이용률 감소)와 하락 요소(연료비 감소)가 복합적으로 작용하여 LCOE가 비슷한 수준으로 유지될 것으로 예상되었다. 가스 발전은 러시아·우크라이나 전쟁의 여파로 과도하게 상승한 연료비가 평년 수준으로 회복함에 따라 2030년까지 LCOE가 하락하지만, 그 후에는 건설비 증가와 이용률 감소로 인하여 다시 상승할 것으로 전망되었다.
[그림 1] 전원별 LCOE 비교 (사회적 비용을 반영하지 않은 경우)
사회적 비용을 반영하여 LCOE를 산출하면 재생에너지의 가격 경쟁력은 더욱 높아지는 것으로 나타났다. 원자력 발전의 LCOE는 사고 위험 비용이 반영됨에 따라 14~20% 증가하여 2030년에는 60달러/MWh 가까이 상승할 것으로 전망되었다. 이로 인해 대규모 태양광 발전의 LCOE가 원자력 발전보다 낮아지는 시점은 2020년대 후반으로 앞당겨지고, 2030년경에는 중소형 태양광 발전(100KW, 1MW)을 포함한 모든 규모의 태양광 발전이 원자력 발전보다 저렴해지는 것으로 나타났다.
석탄 발전과 가스 발전의 2030년 LCOE는 탄소 배출 비용이 추가되면서 각각 113%, 41% 증가하여, 해상풍력 발전을 비롯한 모든 발전원에 비하여 가격 경쟁력이 크게 뒤처질 것으로 전망되었다. 특히 석탄 발전은 2030년 이전에 가장 비싼 발전원으로 등극하고, 2040년에는 해상풍력 발전에 비하여 2~3배 비싸질 만큼 LCOE 격차가 벌어졌다.
[그림 2] 전원별 LCOE 비교 (사회적 비용을 반영한 경우)
LBNL 연구진은 대표적인 미래 유연성 자원(전력계통에 에너지를 유연하게 공급하는 발전원)으로 손꼽히는 가스·그린수소 혼소 발전과 태양광·에너지저장장치(ESS) 시스템의 LCOE도 비교하였다. 태양광·ESS 시스템의 LCOE는 태양광 설비와 배터리의 가격 하락으로 인하여 시간의 흐름에 따라 LCOE가 지속적으로 하락하였다. 반면에 가스·그린수소 혼소 발전은 그린수소의 높은 가격으로 인하여, 기본 시나리오(수소 가격 약 5~6달러/kg)에서는 2030년부터, 가장 낙관적인 시나리오(수소 가격 2달러/kg, 이용률 80%)에서도 2040년 이후로 태양광·ESS 시스템에 비하여 가격 경쟁력이 떨어지는 것으로 나타났다.
[그림 3] 유연성 자원 LCOE 비교
LBNL 연구진의 분석 결과는 우리나라 에너지 정책 방향에 있어서 중요한 시사점을 제공한다. 태양광 발전이 환경성뿐만 아니라 경제성에 있어서도 원자력 발전을 비롯한 다른 모든 발전원에 비해 경쟁 우위에 있다는 점을 입증하기 때문이다. 또한 온실가스 배출의 사회적 비용을 고려하면 해상풍력 발전이 화석연료 발전보다 저렴해진다는 점을 밝혔다.
플랜1.5의 최창민 정책활동가는 “우리나라의 현재 재생에너지 발전 비중은 약 10%로 OECD 국가들 중에서 최하위권이며, 2030년 목표인 21.6% 역시 꼴찌에서 2등 수준으로 주요국에 비하여 한참 뒤처져 있다”고 지적하며, “재생에너지가 5년 안에 가격 경쟁력을 확보할 수 있다는 것이 확인된 만큼, 다음 정부는 재생에너지 비중을 신속하게 늘려서 국가 온실가스 감축목표를 달성하고 국내 기업들의 RE100 이행을 지원해야 한다”고 강조했다. <끝>
첨부 1: [논문] 대한민국 LCOE 평가 (Assessing the Levelized Cost of Energy in South Korea)
“태양광 발전 비용, 5년 안에 원전보다 저렴해진다”
우리나라의 태양광 발전 비용이 5년 안에 원자력 발전을 비롯한 모든 발전원 중에서 가장 저렴해진다는 연구 결과가 나왔다. 미국 에너지부 산하 연구기관인 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory, LBNL) 연구진의 분석 결과, 재생에너지의 균등화 발전비용(Levelized Cost of Electricity, LCOE)은 2035년까지 2023년 수준 대비 최대 41% 감소할 것으로 전망되었다.
LCOE는 태양광, 풍력, 원자력, 석탄, 가스 등 다양한 발전원의 경제성을 평가하기 위하여 전세계적으로 널리 활용되는 지표로서, 발전소의 수명기간 동안 발생하는 총 발전비용을 총 발전량으로 나누어 산출한다.
기후환경단체 플랜1.5가 입수한 논문에 따르면, LBNL 연구진은 미국 국립 재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory, NREL)의 LCOE 방법론을 바탕으로 한국 발전 비용 데이터와 한국 실정에 맞는 가정을 적용하여 2050년까지의 우리나라 발전원별 LCOE 전망치를 산출하였다.
본 연구는 건설비, 운영유지비, 연료비 등 발전소가 지출하는 비용에 더하여, 사고 위험 비용(원자력 발전), 탄소 배출 비용(석탄·가스 발전)과 같은 사회적 비용을 반영하여 발전원별 LCOE를 산출하였다. 에너지경제연구원은 2018년 LCOE 연구 보고서에서 전세계적으로 온실가스 감축의무가 강화되고 중대 원전사고에 대한 우려가 확산되고 있으므로 사회적 비용을 고려하여 에너지 믹스 정책을 수립하는 것이 바람직하다고 밝힌 바 있다.
LBNL 연구진의 분석에 따르면, 우선 사회적 비용을 반영하지 않더라도 대규모 태양광 발전(20MW, 100MW)의 LCOE는 2030년까지 47~48달러(약 6만 8천원)/MWh로 낮아진다. 이는 원자력 발전을 포함한 모든 발전원 중에서 가장 저렴한 수준이다. 고정형 해상풍력 발전의 LCOE는 2030년에 약 100달러(약 14만 4천원)/MWh로 줄어들어 석탄 발전과 비슷한 수준이 될 것으로 예상되었다. 이처럼 재생에너지의 가격 경쟁력이 높아지는 이유는 재생에너지 보급이 확대되면서 규모의 경제에 따라 태양광과 해상풍력의 건설비가 지속적으로 감소하기 때문이다. 반면에 원자력 발전의 건설비는 같은 기간 동안 매년 2.6% 증가하여 2030년에는 50달러(약 7만 2천원)/MWh 수준이 될 것으로 전망되었다.
석탄 발전은 비용 상승 요소(건설비 증가, 설비이용률 감소)와 하락 요소(연료비 감소)가 복합적으로 작용하여 LCOE가 비슷한 수준으로 유지될 것으로 예상되었다. 가스 발전은 러시아·우크라이나 전쟁의 여파로 과도하게 상승한 연료비가 평년 수준으로 회복함에 따라 2030년까지 LCOE가 하락하지만, 그 후에는 건설비 증가와 이용률 감소로 인하여 다시 상승할 것으로 전망되었다.
[그림 1] 전원별 LCOE 비교 (사회적 비용을 반영하지 않은 경우)
사회적 비용을 반영하여 LCOE를 산출하면 재생에너지의 가격 경쟁력은 더욱 높아지는 것으로 나타났다. 원자력 발전의 LCOE는 사고 위험 비용이 반영됨에 따라 14~20% 증가하여 2030년에는 60달러/MWh 가까이 상승할 것으로 전망되었다. 이로 인해 대규모 태양광 발전의 LCOE가 원자력 발전보다 낮아지는 시점은 2020년대 후반으로 앞당겨지고, 2030년경에는 중소형 태양광 발전(100KW, 1MW)을 포함한 모든 규모의 태양광 발전이 원자력 발전보다 저렴해지는 것으로 나타났다.
석탄 발전과 가스 발전의 2030년 LCOE는 탄소 배출 비용이 추가되면서 각각 113%, 41% 증가하여, 해상풍력 발전을 비롯한 모든 발전원에 비하여 가격 경쟁력이 크게 뒤처질 것으로 전망되었다. 특히 석탄 발전은 2030년 이전에 가장 비싼 발전원으로 등극하고, 2040년에는 해상풍력 발전에 비하여 2~3배 비싸질 만큼 LCOE 격차가 벌어졌다.
[그림 2] 전원별 LCOE 비교 (사회적 비용을 반영한 경우)
LBNL 연구진은 대표적인 미래 유연성 자원(전력계통에 에너지를 유연하게 공급하는 발전원)으로 손꼽히는 가스·그린수소 혼소 발전과 태양광·에너지저장장치(ESS) 시스템의 LCOE도 비교하였다. 태양광·ESS 시스템의 LCOE는 태양광 설비와 배터리의 가격 하락으로 인하여 시간의 흐름에 따라 LCOE가 지속적으로 하락하였다. 반면에 가스·그린수소 혼소 발전은 그린수소의 높은 가격으로 인하여, 기본 시나리오(수소 가격 약 5~6달러/kg)에서는 2030년부터, 가장 낙관적인 시나리오(수소 가격 2달러/kg, 이용률 80%)에서도 2040년 이후로 태양광·ESS 시스템에 비하여 가격 경쟁력이 떨어지는 것으로 나타났다.
[그림 3] 유연성 자원 LCOE 비교
LBNL 연구진의 분석 결과는 우리나라 에너지 정책 방향에 있어서 중요한 시사점을 제공한다. 태양광 발전이 환경성뿐만 아니라 경제성에 있어서도 원자력 발전을 비롯한 다른 모든 발전원에 비해 경쟁 우위에 있다는 점을 입증하기 때문이다. 또한 온실가스 배출의 사회적 비용을 고려하면 해상풍력 발전이 화석연료 발전보다 저렴해진다는 점을 밝혔다.
플랜1.5의 최창민 정책활동가는 “우리나라의 현재 재생에너지 발전 비중은 약 10%로 OECD 국가들 중에서 최하위권이며, 2030년 목표인 21.6% 역시 꼴찌에서 2등 수준으로 주요국에 비하여 한참 뒤처져 있다”고 지적하며, “재생에너지가 5년 안에 가격 경쟁력을 확보할 수 있다는 것이 확인된 만큼, 다음 정부는 재생에너지 비중을 신속하게 늘려서 국가 온실가스 감축목표를 달성하고 국내 기업들의 RE100 이행을 지원해야 한다”고 강조했다. <끝>
첨부 1: [논문] 대한민국 LCOE 평가 (Assessing the Levelized Cost of Energy in South Korea)