OECD 국가들의 재생에너지와 폐기물 발전

  • <번역/정리 : 박한돌 기자>
  • 2017-07-03 오전 10:53:49


2015년 OECD 국가 전체의 1 차 에너지 총 공급량(Total Primary Energy Supply, TPES) 중에서 재생 에너지의 비중은 9.7 %로 1990년 IEA시계열이 시작된 이래 가장 높은 비중을 차지했다(그림 1). 이 비중은 2000년과 2014년도에 각각 6.0 %, 9.4 %로 높아졌는데 이는 OECD 유럽의 재생 가능 TPES가 2014년 13.4 %에서 2015년 14 %로 증가한데 따른 것이다. 반면에 OECD 아시아와 OECD 아메리카는 이 기간에 각각 0.2 % 및 0.1 % 증가에 그쳤다.

1차 에너지 공급
OECD 국가에서 재생 가능 에너지원의 1차 에너지 총 공급은 1990년과 2015년 사이에 271Mtoe에서 510Mtoe로 증가하여 연평균 2.6 %의 성장률을 보였다. 이에 비해 비 재생 에너지원 (석탄, 석유, 가스 및 원자력을 포함)의 TPES 성장률은 0.4 %였으며, 이 기간 동안 OECD의 1 차 에너지 총 공급에 대한 재생 에너지 기여도는 6.0 %에서 9.7 %로 증가했다.

 

OECD에서 재생 가능 1 차 에너지 공급의 가장 큰 부분은 재생 가능한 공급의 55.1 %를 차지하는 바이오 연료와 폐기물에 기인한다(그림 2). 이 바이오 연료 중에서 목재, 목재 폐기물, 기타 고형 폐기물 및 목탄을 포함한 고체 바이오 연료가 공급량의 37.4 %로 가장 큰 비중을 차지했다. 그 다음으로는 재생 에너지원의 하나인 수력 발전으로서 재생 가능 1 차 에너지의 23.2 %를 공급했다.

 

바이오연료와 폐기물, 수력은 2015년 OECD 주요 재생에너지 총량의 60.6 %를 차지한다. 1990년과 2015년 사이의 고체 바이오 연료의 연평균 성장률은 1.4%였고, 수력은 0.6 %였다. 이는 같은 기간 동안 전체 재생 가능 에너지의 연평균 성장률 2.6 %보다 낮다. OECD 국가들은 수력발전 용량이 대부분 포화상태이며, 따라서 에너지 형태를 확장하기에 적합한 환경적으로 수용 가능한 장소를 찾는 것이 점점 어려워지고 있다.

 

이 주요 에너지원들은 1990년과 2001년 사이에 전체 재생 에너지의 성장에 많은 영향을 주었다 (그림 4). 그러나 2001년 이후로는 재생 에너지 성장의 대부분은 신재생에너지에 기인한다. 신재생에너지란 명확하게 정의된 용어가 아니지만 전통적 기술과 최신 기술을 구별하는 데 사용된다. 예를 들어 액체 바이오 연료는 재생 에너지 중에서 가장 높은 성장률을 보였으며 1990년과 2015년 사이 평균 43.8 %를 기록했다.

 

또한 1990년 이후 평균보다 높은 성장률을 보이고 있는 재생에너지는 태양광 발전 44.1 %와 풍력 22.1 %로 각각 두 번째와 세 번째로 높은 성장률을 보였고, 바이오 가스는 고체 바이오 연료보다 훨씬 빠르게 성장하여 연평균 11.1 %의 성장률을 보였다. 그러나 이러한 의미있는 성장률에도 불구하고, 새로운 재생 에너지의 전체 에너지 공급에 대한 기여도는 여전히 낮다. 풍력, 태양광 및 조력을 모두 합해도 총 에너지원량의 1.4 %에 불과하다. 그럼에도 불구하고 1990년대의 0.9 %에서 2015년에는 14.4 %로 OECD 국가의 총 재생에너지 점유율이 증가함에 따라 재생 가능 에너지 공급에 대한 기여도가 점차 커지고 있다.

여러 OECD 지역 중에서 OECD 유럽은 재생 에너지원의 1 차 에너지 공급 비중이 가장 높으며 2015년에는 14.0 %를 차지했다(그림 5). 또한 1990년 이래로 재생 가능 에너지 비중 증가율이 가장 높은(5.8 %에서) OECD 지역이기도 하다. OECD 유럽의 재생 가능 에너지 비중의 증가는 1990년대 후반 재생 가능 에너지를 지원하는 강력한 정책의 결과이며, 2000년대 초반 특히 유럽 연합
의 TFC 재생 가능 에너지 비중을 2020년까지 20 %까지 높이기 위한 지침으로 개별 국가의 목표를 포함하고 있다.

 

OECD 아메리카의 TPES 재생 가능 비중은 2015년에 8.4 %에 이르렀다. IEA 시계열이 시작된 이래로 최고 수준이다. OECD 아시아 오세아니아에서는 재생 가능 1차 에너지 공급 비중이 1990년에서 2015년 사이에 거의 변동이 없었다(4.0에서 5.1 %로). 사용하는 재생 가능 에너지원이 다양화하면서 전체 전기 생산에서 재생 에너지 점유율은 낮아졌다. 1990년에는 재생 가능 에너지의 51.0 %가 전력 생산에 사용되었지만, 2014년에는 그 비중이 49.1 %로 감소했다(그림 6).

 

재생 가능 에너지의 대부분은 주거, 상업, 산업 및 운송부문과 같은 최종 소비 부문에서 발생한다. 2014년에 재생 가능 1 차 에너지의 절반이 발전소가 아닌 다른 곳에서 사용되었다. 가장 중요한 추세는 운송에 사용되는 바이오 연료의 성장이다. 2014년에 운송에 사용된 액체 바이오 연료와 바이오 가스는 재생 가능한 에너지 소비의 10.2 %를 차지하는 반면, 1990년에는 무시할 수 있는 수준이다.

전기생산

OECD의 재생 가능 에너지원에 의한 총 전기생산은 2015년 2,471.1 TWh에 도달하여 2014년 2,381.6 TWh대비 3.8 % 증가했다. 이는 1990년부터 시작되는 재생가능 시계열(time series)에서 재생 가능 에너지 발전이 가장 큰 비중을 차지하는 2015년 OECD 총 발전량의 23.0 %를 차지한다(그림 7).

 

2015년에는 2014년에 비해 풍력 및 태양광에 의한 발전량이 크게 증가했다. 풍력발전의 경우는 78.1 TWh 증가했는데 주로 독일 (30.6 TWh)에 이어 미국 (9.4TWh)과 영국 (8.4 TWh)의 증가에 기인한다. 태양광 발전도 11.5 TWh 만큼 발전량을 증가시킨 일본에 힘입어 27.3 TWh 증가했다. 이어서 영국 (3.5 TWh)과 이탈리아 (2.9 TWh), 독일(2.4 TWh)도 크게 증가했다.

1990년 이래로 OECD의 재생 가능 에너지 원의 발전량은 연평균 2.5 % 씩 증가해 총 발전량의 1.4 %보다 높았다. 이러한 증가는 최근 태양광, 풍력, 재생 가능한 도시 폐기물 및 발전을 위한 바이오 가스와 같은 신재생 가능 에너지원의 강력한 성장으로 설명할 수 있다.

 

1990년 이래 전력 생산량이 절반으로 감소한 석유 외에도 수력 발전의 성장률은 0.6%로, 1990년부터 2015년까지 모든 전력원 중에서 가장 낮은 평균 성장률을 기록했다(그림 8). 이는 대부분의 OECD 국가에서 수력 발전이 용량 한계에 도달했기 때문이다. 수력 발전은 1990년 전체 OECD 전기의 15.4 %를 차지했으나 2015년에는 이 비율이 12.8 %로 감소했다. 다른 유형의 재생 에너지의 증가로 인해 재생 가능 에너지로 인한 수력 발전 비율은 1990년의 89.3 %에서 2015 년의 55.7 %로 감소했다.

 

OECD국가의 비 수력 재생 가능 에너지의 비중은 1990년의 1.8 %에서 2015년에는 10.2 %로 증가했다. 1990년에 비 수력발전의 대부분은 고체 바이오 연료 (7.2 %)와 지열 에너지(2.2 %)에 의한 것이며, 태양광, 풍력, 바이오 가스 및 액체 바이오 연료는 재생 가능 전력의 0.6 % 미만을 차지하는 데에 그쳤지만(그림 9) 1990년과 2015년 사이에 이러한 기술은 다른 어떤 전원보다 훨씬 빠르게 성장했다(그림 8).

가장 주목할 만한 것은 풍력발전으로서 총 재생가능에너지에서 차지하는 비중은 1990년의 0.3 %에서 2015년의 22.9 %로 연평균 22.1 %의 성장률을 기록하여 현재 재생 가능 전기 공급원 중 두 번째로 큰 재생 에너지원이 되었다. 같은 기간 OECD 재생 가능 전력 생산에서 태양광의 비율은 0.0 %에서 7.1 %로 증가했고, 바이오 가스는 1990년 대비 평균 0.3 %에서 3.2 %로 증가하여, 각각 연평균 44.1 %와 13.1 % 증가했다. 이 모든 에너지원은 수력(0.6 %), 고체 바이오 연료 (2.6 %) 및 지열 (2.3 %)과 같은 구형 기술보다 높은 평균 성장률을 보였다.

결과적으로, 1990년부터 2015년 사이의 비 수력 전력 생산량은 연간 8.6 %의 성장률을 보였다(그림 8). 비 수력 재생 가능한 전력의 증가는 주로 OECD 유럽에 기인하는데, 이것은 유럽 연합 회원국들이 재생 에너지촉진 정책을 강화한 것이 그들의 성장을 장려했다.

OECD 유럽의 재생 가능한 전기 생산은 1990년 이래로 매년 3.8 % 증가했다. 이 증가율은 OECD 아메리카 1.6%, OECD 아시아 오세아니아 2.1 % 등 다른 OECD 지역보다 높다. OECD 유럽은 2015년에 OECD 전체의 재생가능 전력 생산의 47.5 %를 공급했는데 이것은 1990년의 35.3%보다 높으며 OECD 아메리카의 42.6 %보다 조금 높은 수준이다. 1990년 대비 2015년의 재생 가능 에너지에 의한 전기 생산 비중은 OECD 아메리카가 18.5 %에서 19.8 %로, OECD 유럽이 17.5 %에서 33.1 %로, 또 OECD 아시아 오세아니아가 12.3 %에서 12.7 %로 각각증가했다(그림 10).

 

이러한 증가의 결과로 전체 OECD 지역의 재생 가능 에너지에 의한 전기 생산은 1990 년의 17.2 %에서 2015 년 23.0%로 비중이 높아졌다.

발전 용량

2014년 OECD 총 발전용량의 29.3 % 인 819.1 GW는 재생 가능 에너지 및 폐기물에 의한 것이었다 (그림 11). 이것은 2013년에 비해 총 용량은 47.8GW 만큼 증가한 것으로 주요 에너지 원은 태양광 및 풍력으로 각각 22.5GW 및 19.1GW 증가했다. 태양광의 경우 가장 많은 증가를 보인 국가는 일본으로 9.7GW만큼 증가했으며, 이어서 미국 (3.1GW)과 영국 (2.5GW)이 그 뒤를 이었다. 이 3개국의 합계는 전체 증가의 68.4 %를 차지한다.

 

풍력 발전의 경우 독일이 4.5GW 증가로 가장 많았고 이어서 미국이 4.3GW 증가했다. 총 발전 용량을 에너지원별로 보면 양수발전을 제외한 수력 발전이 가장 많은 402.9GW로 14.4 %였으며 퐁력이 213.9GW로 7.7 % , 태양광 발전이 132.9GW로 4.8%, 바이오 연료 및 폐기물이 58.2GW로 2.1 %였다.

바이오 연료와 폐기물 중 29.2 GW는 고체 바이오 연료용량을 나타내고 11.4 GW는 도시 폐기물, 12.9 GW는 바이오 가스, 2.2 GW는 액체 바이오 연료였다. 나머지 발전 용량은 지열 (0.2 %), 태양열, 조력, 파력 및 해양전력 용량으로 0.2 % 미만이었다. 양수발전 저장 용량은 69.3 GW를 나타냈다.

전기 생산 부문에서 다양한 재생 가능 에너지원이 개발되었고, 그중에서도 태양광과 풍력 부문에서 발전 용량증가가 두드러졌으며 주로 유럽과 미국에 집중되어있다. 개별 재생 가능 에너지 및 폐기물 에너지원과 시장에서의 발전에 대해 더욱 상세하게 분석한 다음의 자료는 이러한 추세에 대한 더 깊은 통찰력을 제공한다.

수력발전

위에서 언급했듯이 수력 발전은 대부분의 OECD 국가에서 잠재 용량 한계에 가까워지고 있다. OECD국가의 1990 년 대비 2015년의 수력 발전량 (양수발전은 제외)은 1,179.3 TWh에서 1,375.7 TWh로 증가하여 연평균 0.6 % 증가했다. 1990 년에는 재생 가능 에너지로 생산된 전력의 89.3 %가 수력 발전소에서 생산되었지만 다른 재생 가능 에너지원의 급속한 발전으로 2015년에는 55.7 %로 감소했다. 이러한 감소에도 불구하고 수력 발전은 여전히 재생 가능 에너지 중 가장 큰 전기 생산원이다. 2015년도의 최대 수력 발전 국가는 캐나다, 미국 및 노르웨이로 이 3개국의 OECD 수력 발전 비중은 각각 27.6 %, 18.4 % 및 10.1 %였다.

풍력

풍력 터빈은 2015년도 OECD에서 재생 가능 에너지원으로 생산한 전기의 22.9 %를 생산했다. OECD 지역별로 보면 2015년도 풍력 발전량은 OECD 유럽이 OECD 총 생산량의 55.5 %로 가장 높았다. 1990 년과 2015년 사이에 풍력 발전량은 4.0 TWh에서 565.8 TWh로 연평균 22.1 %의 증가율을 보였다. 이는 재생 가능 에너지원중 태양광 발전 다음으로 높은 증가율이다. 증가의 대부분은 OECD 유럽에서 이루어졌으며 연간 27.1 % 증가했다. 절대적인 관점에서 미국, 독일, 스페인은 OECD 내에서 가장 큰 풍력발전 국가들로서 각각 193.3 TWh, 88.0TWh 및 49.3 TWh를 생산했다.


고체 바이오 연료

고체 바이오 연료에 의한 발전은 1990년 95.2 TWh에서 2015년 179.8 TWh로 연평균 2.6 % 증가했다. 수력발전 및 풍력 발전 이후 세 번째로 큰 재생 가능한 전기공급원으로서, 2015년도 재생 가능 발전량의 7.3 %를 차지했다. 미국은 47.6 TWh로 OECD 내에서 고체 바이오연료로 생산된 전기의 26.5 %를 차지했는데, 이것은 재생 가능 에너지원에 의한 국가 전기 생산량의 8.5 %를 차지했다.

고체 바이오 연료의 두 번째로 큰 전기 생산국은 일본으로 32.6 TWh였는데 이는 일본의 재생 가능한 전기 공급의 19.8 %를 차지합니다. 2015년도의 OECD 국가 중 고체 바이오 연료로 전기를 생산한 다른 대형 전기생산국은 영국, 독일 및 핀란드로 각각 19.6 TWh, 12.3TWh 및 10.0 TWh였다.

태양광 발전

OECD국가는 2015년도에 태양광발전으로 총 174.5TWh의 전력을 생산했으며 이는 지구촌 전체 재생 가능 전력 생산량의 7.1 %에 해당한다. OECD 국가 중 해당년도에 가장 큰 태양광 발전용량을 가지고 있는 5개국은 독일 (38.4 TWh), 일본 (36.0 TWh), 이탈리아 (25.2TWh), 미국 (24.1 TWh) 및 스페인 (8.3 TWh)이었다. 이들 5 개국의 태양광 발전용량을 합한 양은 OECD 전체 국가 태양광 발전량의 75.7 %를 차지했다.

절대적인 규모면에서는 작지만 1990년 19 GWh에서 2015년 174,521 GWh로 증가하여 연간 44.1 %의 증가율을 보였다. 이는 재생 가능한 모든 전기 기술 중에서 가장 빠른 속도이다. 2000 년 이래로 EU 국가에서 가장 높을 증가율을 나타냈다(그림 12). 태양광 발전에 대한 정부 지원으로 최대 생산국인 독일은 2000년 60 GWh에서 2015년 38,432 GWh로 생산량을 늘리면서 그 기간 동안 53.9 %의 성장률을 보였다.

독일에 이어 일본은 생산량을 2000년 347 GWh에서 2015 년 35,974 GWh로 증가시켰으며, 그 기간 동안 36.3 %의 성장률을 보였다. 영국은 2000년 1 GWh에서 2015년 7,556 GWh로 가장 빠른 증가율을 기록하여 81.4 %의 증가율을 기록했다. 프랑스는 2000년 5 GWh에서 2015년 7,400 GWh로 두 번째로 빠른 증가율인 62.7 %의 증가율을 보였다.

바이오 가스

바이오 가스에 의한 OECD의 발전은 1990년 3.7 TWh에서 2015년 78.8 TWh로 증가했다. 1990년 이후 연평균 13.1 %의 성장률을 기록한 바이오 가스는 OECD에서 재생 가능한 전기공급원 중 세 번째로 급성장하고 있는 전력공급원이다. 성장의 동인은 OECD 유럽으로, 2015년 OECD 전체 생산의 79.4 %를 차지했다. 그 성장의 대부분은 독일에 기인하며 1990년 이후 연평균 21.5 % 성장하였고 OECD 국가 전체로는 40.5%를 차지했다. OECD국 중에서 세 번째와 네 번째는 이탈리아와 영국인데, 이탈리아는 OECD 생산의 9.8 TWh 또는 12.4 %를 생산했으며, 영국은 7.6 TWh (9.7 %)를 생산했다.

2015년 OECD국가 중 두 번째 생산국은 13.5 TWh 또는 16.5 %를 생산하는 미국이다. 그러나 OECD 생산에서 큰 비중을 차지하고 있음에도 불구하고 미국의 성장률 (1990년 이래로 연간 6.8 %)은 바이오 가스를 사용하는 많은 유럽 연합 국가들보다 낮았다. 이탈리아에서는 40.5 %, 영국에서는 11.9 %였다.

지열

수력 발전과 마찬가지로 지열 발전은 1990년과 2015년 사이에 큰 성장을 보지 못했고 연평균 성장률은 28.6TWh에서 50.2 TWh로 2.3 % 증가했다. 지열 발전은 1990 년부터 2015년까지 OECD 아메리카에서 거의 변동이 없었지만, 2015년 OECD 생산량의 49.6 %를 차지하면서 가장 큰 지열 발전소로 남아 있다. 미국은 OECD의 37.0 % 2015년 총 생산량은 18.6 TWh로 1990년 16.0 TWh 수준을 약간 상회했다. 두 번째로 큰 생산국은 뉴질랜드로 2015년에는 7.9 TWh로 전체 OECD 생산량의 15.7 %를 차지했다. 다른 주요 생산자는 멕시코 (12.5%), 이탈리아 (12.3 %), 아이슬란드 (10.0 %)였다.

재생 가능한 도시 폐기물

재생 가능한 도시 폐기물은 OECD 국가에서 2015년에 재생 가능 발전량의 1.3 %를 차지했다. 재생 가능한 도시 폐기물은 재생 가능한 전력 포트폴리오의 가장 작은 부분을 차지한다. 한 국가에서 가장 높은 점유율을 보인 나라는 네덜란드 14.4 %, 룩셈부르크 9.9 %, 벨기에 8.1 %였다. 일부 국가의 에너지 분류 시스템은 재생 가능 및 재생 불가능한 도시 폐기물을 분리하지 않기 때문에 데이터가 관측치가 아닌 추정치인 경우도 있다.

2015년에 OECD의 재생 가능 폐기물로부터 32.2 TWh의 전기가 생산되었다. 재생 가능한 지방 자치 단체 폐기물에서 전기를 가장 많이 생산한 국가는 미국으로, OECD 생산의 26.1 % 인 8.4 TWh를 생산했다. 두 번째로 큰 생산국은 독일이며, 생산량은 5.9 TWh(18.4 %)였다. 일본은 3.3 TWh (10.2 %)로 세 번째로 큰 생산국이 있다. 이탈리아는 37.0 GWh에서 2,217 GWh(연간 17.8%의 성장률)로 생산량을 증가시킴으로써 가장 높은 성장률을 경험했다.

액체 바이오 연료

발전용 액체 바이오 연료는 비교적 새로운 기술이다. 이 유형의 전기 생산량을 보고한 첫 번째 국가는 2001년 독일(15 GWh)이었다. 그 이후로 점점 더 많은 국가들이 액체 바이오 연료로 상당한 양의 전기를 생산해왔다. 2015년 7 개국에서 총 4,663 GWh의 생산량이 보고되었다. 지금까지 가장 큰 생산자는 4,060 GWh인 이탈리아이다.

태양열

태양열 발전은 1980년대와 90년대에 급격한 성장을 보여 1998년에 887 GWh에 이르렀지만 다음 해부터 정체되었다. 1999년에서 2006년 사이에 태양열의 연평균 성장률은 거의 0이었다. 최근에 태양열에 대한 관심이 다시 높아지면서 미국은 1999년 527 GWh에서 2015년 2,960GWh로 생산량을 늘렸다. 2007 년 이전에 OECD 태양열 생산은 주로 미국에서 이루어졌고 호주에서는 작은 실 증플랜트에서 진행되었다. 스페인은 2007년에 새로운 태양열 발전소가 건설되면서 2015년 5.5TWh의 태양열 발전소를 보고하는 세 번째 OECD 국가가 되었다. 이들 3 개국의 생산량을 합친 2015년도 태양열 발전량은 총 8.5TWh였다.

조력, 파력, 해양

2015년에는 OECD 4 개국에서 조수, 파도 및 해양 운동으로 1,033 GWh의 전기가 생성되었다. 2015년에는 한국과 프랑스가 각각 529 GWh와 487 GWh를 생산했다. 캐나다와 유엔 친족은 2015년에 각각 15 GWh와 2 GWh를 생산했다.

재생 불가능한 도시 폐기물 및 산업 폐기물

산업 폐기물과 재생 불가능한 생활 폐기물은 2015년 OECD 총 전기의 0.4 %를 생산했다. 1990년과 2002년 사이에 산업 폐기물로 인한 전기는 두 배 이상 증가했다. 2007년에는 1990년 수준으로 감소했으며 2015년까지는 거의 일정하다. 재생 불가능한 생활 폐기물은 1990년 8.1TWh에서 2015년 31.4 TWh로 증가하여 연간 평균 5.6%의 성장률을 보였다. 많은 나라들 (일본과 같은 가장 큰
도시 쓰레기 생산자들 중 일부를 포함)은 재생 가능 및 재생 불가능한 도시 쓰레기를 별도로 보고하지 않기 때문에 이 정보는 신중히 사용해야 한다.

본고는 IEA에서 발행한 Renewables Information, 2016년판 요약본을 번역 정리한 기사임.

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