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국제에너지기구(IEA) 발간, '세계 에너지 전망 2018' 보고서
2012년~2017년 태양광 발전의 균등화발전비용(LCOE)는 65% 하락했다.육상풍력은 15%, 해상풍력은 25% 하락했다.
균등화 발전비용은 초기자본투자비, 자본비용, 연료비, 운전유지비, 탄소가격 등의 직접 비용과 할인율을 고려해 추정한 전력생산비용을 말한다. 출처
발전단가
한국전력거래소의 통계자료에 따르면 2021년 기준 태양광의 발전단가는 1kWh 당 93.4원, 풍력의 발전단가는 1kWh 당 99.3원이다. 반면, 원자력의 발전단가는 1kWh 당 56.1원이다.
출처
원자력발전
- 사업자 단가 48.8원/kWh
- 사회적 비용을 합산한 단가 54.2~254.3원/kWh
- 평균치 단가 154.3원/kWh (한국정책평가연구원, KEI)
석탄(유연탄)발전 : 62.25원/kWh (외부비용 미반영)
액화천연가스 발전 : 119.6원/kWh (외부비용 미반영)
중유 발전 : 250.72원/kWh (외부비용 미반영)
복합 발전 : 168.1원/kWh (외부비용 미반영)
수력 발전 : 180.86원/kWh (외부비용 미반영)
양수 발전 : 213.93원/kWh (외부비용 미반영)
* 원자력발전의 외부비용이 큰 것으로 나타나고 있으나 원자력발전 외 다른 발전 역시 외부비용을 반영한 발전단가가 있어야 정확한 비교 가능하다.
신재생에너지 발전단가
태양광발전 : 230원/kWh (2014.2), 270원(2012.4.), 711원(2009.3.)
2015.2 : 대형태양광발전단가는 2013년 기준 MWh당 세계 100~180달러, 유럽 140~180달러, 미국 100~140달러 중국 100~170달러 수준. 소형태양광발전단가는 2014년 100~330달러에서 모듈원가절감과 공급자간 경쟁력 심화 등의 영향으로 오는 2025년 60~210달러로 40%가량 하락될 것으로 전망됐다.
* 다른 에너지들의 발전단가가 원자재 값의 상승으로 지속적으로 증가하고 있는 반면, 태양광은 태양광 모듈 가격의 꾸준한 하락으로 발전단가가 지속적으로 낮아지고 있다. 1kWh 당 12~18센트(123원~184원)인 태양광 에너지 발전단가가 10센트(102원) 아래로 떨어지는 것은 시간 문제(2014.0819. LG경제연구원)
풍력발전 : 풍력발전 단가는 화석 에너지 발전단가를 밑도는 것으로 나타나고 있다.
출처
2014.2. 한겨레 http://www.hani.co.kr/arti/society/environment/623019.html (* 한겨레의 보도는 원자력발전만 외부비용을 합산한 단가로 정확한 비교라 할 수 없다.)
2014.2. 한국수력원자력 https://cms.khnp.co.kr/news/20140207news/
2014.2. http://www.e2news.com/news/articleView.html?idxno=74761
2014.8. LG경제연구원 자료 뉴시스 기사 http://www.newsis.com/ar_detail/view.html?ar_id=NISX20140819_0013117295&cID=10203&pID=10200
신재생에너지 소개자료
에너지관리공단 : http://www.energy.or.kr/knrec/11/KNREC110100.asp
태양광 발전사업 정보
공사비 : 1MW 당 10~15억원(2023년 10월 기준)
일발전시간 : 3.23시간(대한민국 서울 평균), 베를린 2.84시간, 파리 3.25시간, 싱가포르 4.61시간, 아테네 4.92시간, 아부다비 5.64시간
REC : 2014년 상반기 입찰 기준 평균가 112,591/MWh (1kWh 당 112.6원)
SMP : 2014년 6월 기준 136.35원/kWh(한국전력 기준)
<태양광·비태양광 REC 연평균 가격 [단위: 원/REC]/자료:한국전력거래소>
![태양광·비태양광 REC 연평균 가격 [단위: 원/REC]/자료:한국전력거래소](http://img.etnews.com/photonews/1504/678055_20150422143056_272_T0001_550.png)
* 2015년 5월 REC 판매가가 7만원대로 떨어졌다. 태양광 사업에 관한 심도 있는 부정적인 기사. 읽어볼만하다.
http://www.electimes.com/home/news/main/viewmain.jsp?news_uid=123836
태양광 발전사업 설치 사례
세종시-대전 자전거도로 8km 구간 + 환경기초시설 부지 : 5MW, 300억원
- 현재 1MW 설치비는 평균 20억원, 5MW 설치비는 100억원이면 가능하지만 자전거도로 위에 설치하기 위해 공사비가 급증하여, 3배 가까이 소요되었다. 이런 건 관에서 하기 때문에 가능한 사례이다.
화성 화옹지구 간척지 : 3MW, 101억 6천만원 (연간 발전용량 3,627MWh)
- 간척지를 활용한 태양광발전소이다.
- 일 발전시간을 3.3123시간으로 계산, 3MW * 3.3123h * 365일 = 3,627MWh
서울시 강북아리수정수센터 (2014.0807)
- 5.6MW(연간 발전용량 6,500MWh, 1MW 당 일발전량 3.2MWh/일), 사업비 140억원 (1MW 당 25억원)
- 서울시 수입(부지 임대료) : 연간 1억 4천만원 (20년간 28억원)
- 공사 : (주)OCI, 한화큐셀코리아(주)
태양광 대여사업(2014.0728)
□ 산업통상자원부(장관 윤상직)는 7. 29. (화) 에너지관리공단 신재생에너지센터와 5개 태양광 대여사업자가 ‘태양광 대여사업 협력협약서’를 체결했다고 밝힘. (08:00 서울 매리어트호텔, 김준동 산업부 에너지자원실장 주재)
ㅇ 태양광 대여사업자는 솔라E&S, SEIB(S-에너지 자회사), LG전자, 한빛EDS, 한화큐셀코리아 등 5개 기업으로 이번 협약을 통해
- 신재생에너지센터는 대여사업자의 수익성 확보를 위해 신재생에너지생산인증서(REP)의 발급과 판매를 지원하기로 했고,
* REP(Renewable Energy Point) : 대여사업에서 생산된 신재생 전력량(MWh기준)에 부여되는 신재생에너지 생산인증서로 공급의무자에게 판매
* 대여사업자는 REP판매(216원/kWh으로 월 약 65천원 수준)와 가정이 지불하는 대여료(월 최대 70만원) 수익으로 초기설치비 회수
- 대여사업자는 우수한 태양광 설비를 설치하고, 사후관리를 성실히 수행하는 등 소비자 보호에 각별히 노력하기로 함.
출처 : 산업통상자원부 보도자료
태양광 대여사업은 6개 에너지 신(新)산업*(2014.0718)의 대표 사업
* 에너지 신사업 6개
1. 전력수요관리사업
2. 에너지관리통합서비스사업
3. 에너지자립섬 사업
4. 태양광대여사업
5. 전기차 서비스 및 유료충전사업
6. 화력발전 온배수열활용사업
태양광의 미래
솔라로드 (태양광 패널 도로)
- 만약 태양광 패널 도로가 상용화된다면, 태양광 발전 패널을 설치해야할 장소에 대한 고민이 해소된다. 엄청난 발전소 부지를 얻게 된다. 내구성 확보를 전제로 한다면 1) 패널 생산비 단가와 2) 태양광 발전 효율이 가장 관건이다. 이 두가지가 충족되는 순간 태양광의 급속한 확대가 예상된다.
○ 솔라로드(SolaRoad)의 시작
- ‘길이 태양 전지판 역할을 한다면 좋지 않을까?’라는 질문에서 출발한 것이 바로 솔라로드(SolaRoad) 컨소시엄
- 솔라로드 프로젝트는 현재 네덜란드의 Accenture innovation awards에 후보로 지명된 상태임.
○ 솔라로드의 원리
- 원리는 매우 간단한데 길의 표면에 비춰지는 태양광을 태양 전지판이 흡수해서 전기로 전환하는 것임. 도로의 표면이 거대한 태양 전지판의 역할을 수행함.
- 솔라로드는 조립식 패널로 제작됨. 가로 2.5m, 세로 3.5m의 콘크리트 모듈로 가장 위의 표면은 1㎝ 두께의 반투명 강화유리로 덮여있음. 강화유리 아래에는 결정질 실리콘으로 만들어진 태양전지가 삽임됨. 태양광을 효율적으로 받고 먼지의 영향을 최대한 줄이기 위해 반투명으로 제작된 것임.
- 솔라로드가 안전한 도로 표면으로 인정받기 위해서는 직접 노출되는 표면층의 내구성이 충분히 높아야 하며 이것이 가장 중요한 기술적 해결과제 중의 하나임.
○ 자전거 도로에 솔라로드 시범 운영
- 네덜란드 Noord Holland 지방에 위치한 Krommenie에서 2014년 11월 12일 70m 길이의 솔라로드가 Henk Kamp 경제부 장관의 참관 아래 성공적으로 개방됨.
- 컨소시엄은 내구성을 실험하는 단계에서 차보다는 자전거로 먼저 안전한지 시험하는 과정이 필요하다고 판단했음.
- Krommenie의 자전거 도로는 도로변에 충분한 공간이 있어 전력생산 현황 측정이 용이하고 추가적 실험과 개선사항을 시도해 보기에 최적이라 선정됐음. 마침 아스팔트가 교체될 예정이기도 했기 때문에 아스팔트 대신 솔라로드가 설치된 것임.
○ 솔라로드의 전력생산 능력과 향후 추진 계획
- 현재 자전거 도로 100m당 2~3가구가 평균 1년 동안 사용할 수 있는 전력량을 생산할 것으로 추정됨.
- 시범도로는 약 3년간 운영될 예정이며, 이 테스트 기간 중 솔라로드를 개량할 수 있는 다양한 실험이 시도될 예정임. 무엇보다도 안전에 대한 실험이 수행될 예정이며, 그 외에도 ‘얼마나 많은 전력을 생산할 수 있을지, 다양한 기상상태에 따라 어떤 영향을 받을지’와 같은 실용적 문제에 대한 답을 얻기 위한 실험이 진행될 예정임.
- 네덜란드 전역에는 자전거 도로를 포함해 대략 14만㎞의 도로가 있고 면적으로 환산하면 대략 450㎢에 해당함. 이 도로 중 90%를 차지하는 시내 도로를 대상으로 실험을 확대할 계획임. 고속도로는 아직 고려 대상이 아님.
- 기술의 발전에 따라 전력생산량은 증가할 것이며, 미래에 450㎢에 달하는 네덜란드 전체의 도로에 태양광 전지가 설치된다면 산술적으로 280만~420만 가구가 전력을 공급받을 것으로 계산됨. 그러나 이는 어디까지나 산술적 계산으로, 얼마만큼의 전력이 생산될지는 실험이 더 진행돼야만 정확하게 추정할 수 있음.
○ 솔라로드의 경제성
- 아직 시험도로를 운용하는 과정에 있기 때문에 1㎡당 어느 정도의 비용이 소모되는지는 정확하게 산출되지 않으나 분명한 것은 현재의 도로에 비해 개발비용의 균형 정도나 상품의 생명 주기가 뛰어날 것이라고 예상됨. 곧 상품이 시장에 출시될 것이며 실현가능한 비즈니스 모델이 만들어질 것임.
- 기술 경제학적인 연구에 의하면 제품 수명인 20년은 기다려야 투자 대비 이익을 볼 수 있다고 함. 덧붙여 말하자면 이것은 전혀 새로운 형태의 도로이기 때문에 생산, 관리, 유지에 있어서 낙관적으로 보기에는 이름. 그럼에도 컨소시엄은 15년 이내에 이익을 창출해 내는 것을 목표로 잡고 있음.
관련기사 : http://news.donga.com/Main/3/all/20141111/67807636/1
출처 : 코트라(네덜란드 설치)
실제 시공 사진
출처 : http://www.sciencetimes.co.kr/?p=130626&post_type=news
먼지 등이 쌓이면 태양광 효율이 일부 떨어질 것으로 보인다. 사업비 대비 발전 효율이 사업을 지속적으로 추진할지 말지 결정하는 관건이 될 것으로 보인다.
IBM Sunflower 기술
현재까지 태양광의 발전 효율은 20~30% 정도이지만 선플라워기술을 이용해 에너지 변환율을 최대 80%까지 높이는 방안을 연구하고 있다. 이와 같은 기술들이 상용화된다면 우리는 에너지 전환의 시대를 맞이하게 될 것이다.
출처 : http://newspeppermint.com/2014/09/30/solar-energy-sunflower-solution-electricity-shortage/
테슬라 태양광 타일
2016년 11월 테슬라는 태양광 타일을 선보였다. 태양광 타일을 건축자재로 활용해 지붕을 덮어 에너지를 생산할 수 있다. 테슬라 에너지저장장치 파워월을 이용해 남는 전기를 저장했다가 필요할 때 쓸 수 있다.
수상 부유식 태양광 발전
국토교통부에서 발표한 신기술로 수면의 낮은 온도와 반사파에 의해 지상 태양광발전 보다 발전량이 약 10% 향상되어 국토가 좁은 우리나라에서 환경피해를 최소화 하면서 대체 에너지를 생산할 수 있는 기술이다.
국내 기업
삼성의 5대 신수종 사업은 의료기기와 발광다이오드(LED), 태양광, 바이오ㆍ제약, 전기차배터리였으나 태양광 제외(2014.10)
그동안 태양광 사업은 대기업들의 각축장이었으나 2011년 3월부터 2012년 11월 사이에 폴리실리콘은 80%, 웨이퍼는 83%, 셀은 67%, 모듈은 58%나 가격이 하락하면서 태양광 업체들의 구조조정이 시작됐다. LG가 폴리실리콘 사업을 유보한 데 이어 웨이퍼에서 철수했다. 현재는 OCI와 한화 정도가 태양광 비즈니스를 주력 사업으로 삼고 있다.
풍력발전
군산산단 내 풍력발전기 설치
1.65MW 급 풍력발전기 4기, 총 6.6MW규모 (사업비 민자 150억원, 1MW 당 22.7억원)
울산 북구 동대산 풍력발전단지
40MW, 사업비 1100억원(1MW 당 27.5억원) 연간 발전량 11.4만MWh/년(일 발전량 312.3MWh/일, 1MW 당 일발전량 7.8MWh/일)
* 태양광 발전효율의 2배에 달한다.
풍력발전은 신재생에너지이면서 발전단가 또한 저렴하다. 그렇지만 문제가 없는 건 아니다. 날개의 회전으로 인한 저주파 발생으로 주변 마을에서 민원을 제기하고 있다.
2014.0807. 발행
2014.1006. 보완
2014.1124. 보완
2015.0112. 보완
2016.1107. 보완
2019.0527. 보완
2023.1004. 보완
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