일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2023.3.6

일본, 전력의 탈탄소는 2035년에 90% 실현
일본과 미국의 연구기관이 시산

일본과 미국의 연구기관과 대학으로 구성된 연구팀은 2023년 2월 28일, 일본은 앞으로의 탈탄소 전략에 따라 19년에 24%였던 클린에너지(재생에너지와 원자력발전)의 연간 발전량 비중을 2035년에는 90%로 높일 수 있고, 화석연료 수입은 금액 기준으로 85% 절감할 수 있으며 동시에 발전의 평균 도매 전력 비용은 20년 대비 6% 감소할 수 있다는 보고서 '2035년 일본 보고서: 전력 탈탄소화를 위한 전략'(일본어 이그제큐티브 서머리)을 발표했다.

이 보고서를 발표한 곳은 미국 국립연구소인 Lawrence Berkeley National Laboratory(LBNL), 미국 University of California Berkeley 및 교토대학 연구자로 구성된 연구팀이다. 태양광발전, 풍력발전(특히 해상풍력발전), 그리고 축전지 기술의 비용 저하 트렌드에 근거해 향후의 최적의 발전 설비 도입을 시뮬레이션하는 동시에 그 때의 비용 분석을 1시간 단위로 실시했다.

-- 35년에 재생에너지가 발전량의 70%로 --
그 결과, 2035년에는 클린에너지만으로 일본의 연간 전력 수요량의 90%를 발전할 수 있다는 것을 알았다고 한다. 그 때의 전원 구성은 태양광 발전이 연간 발전력 전체의 27%, 풍력발전(특히 해상풍력)이 26%, 원자력 발전이 20%, 바이오매스 발전이 6% 등이다.

재생가능에너지만 보면 수력발전 등도 포함해 70%가 된다. 또한 전력 계통에 연결되는 축전지 설비는 총 정격 출력 29GW, 정격 용량으로 116GWh가 된다고 한다. 그 때의 평균 도매 전력 비용은 20년 시점의 그것보다 6% 낮아진다. 탄소의 사회적 비용을 고려하면 도매 전력 비용은 36% 낮아진다고 한다.

-- 연간 10GW의 재생가능에너지 도입이 전제 --
이 시산은 20년 이후, 일본에 매년 10GW의 재생가능에너지가 계속 도입되는 것을 전제로 하고 있다. 보고서는 15년도에 연간 9.7GW의 재생가능에너지의 도입 실적이 있기 때문에 10GW 도입은 ‘쉽지 않지만 실현 가능’하다고 보고 있다.

다만 10GW의 내역은 시기에 따라 크게 달라진다. 30년까지는 태양광발전이 여전히 지배적이지만 30년 이후에는 풍력발전이 주체가 된다. 특히 부체식을 포함한 해상풍력발전이 크게 늘어날 것이라는 전망이다.

-- 출력 안정화는 연계선 강화와 축전지로 실현 --
재생가능에너지를 여기까지 대량 도입하면 전력계통의 불안정화가 과제가 된다. 하지만 보고서는 지역간 연계선을 11.8GW 신설하는 동시에 축전지 설비를 상술한 바와 같이 29GW(116GWh) 도입한다. 또한 양수식 수력발전이나 액화천연가스(LNG) 화력발전 등 유연성이 있는 기존 발전원을 활용함으로써 다양한 날씨에도 대응할 수 있다고 했다. 축전지 설비는 30년 시점에서는 1.5GW이고, 30년 이후에 급증시키는 시나리오다.

다만, 이번 보고서에서는 축전지 설비 종류나 전기자동차(EV), 그것들을 계통에 연계해 이용하는 VPP(가상발전소)나 V2G(Vehicle-to-Grid)에 대해서는 거의 언급하지 않았다. 이 보고서와는 다른 몇몇 조사기관의 추정에 따르면 35년 시점의 일본의 전기자동차(EV) 보급 대수는 1,000만대 전후가 될 전망이다.

EV 1대가 용량 100kWh의 축전지를 갖추고, 게다가 충전시에 계통에 접속되면서 그 축전용량의 10%를 전력회사가 사용할 수 있는 계약으로 되어 있다고 가정하면, 그 ‘가상 축전지 용량’은 100GWh이다. 즉, 위에서 말한 축전지 설비(116GWh)의 대부분을 조달할 수 있게 된다. 전력회사 입장에서는 도입 비용이 거의 제로이기 때문에 전력의 평준화 비용을 한층 더 저감하는 방향으로 작용할 것이다.

-- 제품 제조는 자동적으로 CO₂ 프리에 근접 --
보고서는 이 결과를 바탕으로 일본의 전력 부문의 CO₂ 배출량은 20년 대비 92% 삭감할 수 있다고 한다. 지금까지 일본에서는 전력을 소비하는 것은 CO₂를 배출하는 것이라는 도식이 있었다. 하지만 전력의 탈탄소가 진행되면 전력소비와 CO₂ 배출과의 관계는 거의 끊어지게 된다.

이 경우, 재료 채굴이나 화석연료 베이스를 수송할 때 배출되는 것 이외에 제품 제조에서 배출되는 CO₂를 대폭 억제할 수 있게 된다. 전력과 같은 ‘근본’의 CO₂ 배출을 억제하면 업체는 공장 등 현장에서 ‘마른 걸레를 짜는’ 노력을 하지 않아도 자동적으로 CO₂ 프리에 근접하게 된다.

-- 도입 비용의 대부분은 화석연료 수입 비용의 삭감분으로 커버 가능 --
이 보고서에서는 이를 실현하기 위한 재생가능에너지나 연계선, 수소 인프라 등의 20년 이후의 도입 비용 합계는 35년 시점에서 누적 약 38조엔에 달한다고 한다(원자력발전 관련은 포함하지 않는다). 한편, 전원용 화석연료의 수입 비용은 20년의 3.9조엔에서 35년에는 5,900억엔으로 85% 줄어든다고 한다. 석탄 수입은 거의 제로가 되고 LNG도 크게 줄어들 전망이다.

이 보고서에서는 그 수입 비용 삭감분의 합계는 공개하지 않았지만 닛케이 크로스테크의 추산에 따르면, 35년까지 약 25조엔(=3.31조엔×15년÷2)이다. 35년 이후에는 화석연료 수입에 지불하고 있던 ‘국부’ 유출을 억제하는 것이 보다 큰 효과를 나타낼 것이다. 상기의 도입 비용은 조만간 이 억제분으로 커버할 수 있다는 계산이다.

무엇보다 현재로서는 태양광 패널의 대부분이 중국산이기 때문에, 에너지 수입원이 화석연료인 중동에서 중국으로 대체될 뿐이라는 비판이 나올 것으로 예측된다.

이에 대해서는 (1) 화석연료와 달리 태양광 패널은 수입이 갑자기 멈춰도 바로 곤란해지지 않는다, (2) 태양광 패널은 에너지라는 제품의 ‘부품’에 지나지 않고, 발전 비용 전체에서 차지하는 비율은 낮다, (3) (2)와 더불어 중국 업체는 초박리다매이기 때문에 이익률은 상당히 낮다, (4) 중국 업체가 경쟁에서 이기기 위해 중국 정부로부터 보조금을 받고 있는 것은 어떻게 보면 중국 국민의 세금을 일본 등에서 에너지 비용을 낮추는 데 사용하고 있는 모양새가 된다는 지적들을 할 수 있다.

그럼에도 재생가능에너지 시스템의 공급원을 일부 국가나 지역에 의존하는 것은 결코 좋은 일이 아니기 때문에 국내 업체의 분발은 중요하다.

-- 끝 --

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