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미국 전력 시장의 혁신적인 변화 : 자연 에너지 발전의 급속한 확산

작성자 : 황세희 2018.07.24 조회수 : 1364

여시재는 지속가능성, 디지털사회, 동서양 신문명, 스마트 시티 주제를 고민하는 글로벌 싱크탱크, 신간, 기사를 소개합니다. 주요 쟁점에 대한 국내 관심을 환기하고, 다양한 정보를 공유하는 네트워크를 형성하려 합니다. 네 가지 연구주제의 방향성은 페이지 하단에서 확인하실 수 있습니다.




핵심 내용

1. 미국에서는 21 세기에 들어 셰일 가스 혁명이 일어났지만, 이미 다음의 에너지 혁명이 급속히 진행되고 있음

- 2010 년부터 2017 년 사이에 풍력과 태양광을 중심으로 한 자연 에너지의 연간  발전량은 2800억 kWh (킬로와트) 이상 증가했으며 같은 기간 셰일 가스의 효과로 가스 화력 발전도 비슷한 규모로 증가

2. 변화가 가져온 경제적 효과

- 풍력과 태양광 발전 비용의 절감으로 인해 저렴한 전력의 공급이 가능해짐

- 풍력 발전 비용은 4 센트 / kWh, 태양광 발전도 5.5 센트 / kWh (원자력 발전은 9.4~19.6센트/ kWh)

- 한계 발전 비용이 거의 제로인 풍력과 태양광이 경제성 측면에서 화력과 원자력을 시장에서 밀어낼 전망

   대기업인 Energy Future Holdings(석탄화력 및 원자력), First Energy(원자력), Gen On(가스 화력)가 파산

- 가격 경쟁력의 상승으로 대기업을 중심으로 한 자연에너지 사용이 증가

   애플, 구글, 마이크로 소프트, 스타 벅스, 웰스 파고 등의 자연 에너지 이용율이 100 %

   2013 년 이후 대기업이 계약한 자연 에너지 전력의 총 규모는 1100 만 kW 이상

1.  미국에서는 21 세기에 들어 셰일 가스 혁명이 일어났지만, 이미 다음의 에너지 혁명이 급속히 진행되고 있음

- 풍력 발전과 태양광 발전 도입량이 전국적으로 확대하여 전력 시장에 혁신적인 변화를 가져오기 시작

- 실제로 2010 년부터 2017 년 사이에 풍력과 태양 광을 중심으로 한 자연 에너지의 연간 발전량은 2800억 kWh (킬로와트) 이상 증가했으며 같은 기간 셰일 가스의 효과로 가스 화력 발전도 비슷한 규모로 증가

- 반면 석탄화력발전은 6400 억 kWh 감소(미국 전력 시장의 규모는 약 4 조 kWh)


미국의 발전 전력량의 추이 (2010-2017년)

출처 : US EIA "Annual Electricity Report 2010-2016」, 「Monthly Electricity Report February 2018"


2. 미국의 전력 시장은 "패치 워크"와 같은 상태

- 미국 전체로 보면 자연 에너지의 성장은 현저하지만 각 주 별 사정은 상이

 캘리포니아의 경우 태양력 발전이 주 전체 발전량의 16 %를 공급

 텍사스는 풍력발전이 발전량의 15 %를 차지

- 자연 에너지 자원량 뿐 아니라 전력 시스템 개혁의 실시 상황 및 주 정부의 지원책 전력망의 연계 상태 역시 주에 따라 다르며 이는 자연 에너지의 도입에 영향을 끼치고 있음


3. 변화가 가져온 경제적 효과

- 풍력과 태양광 발전 비용의 절감으로 인해 저렴한 전력의 공급이 가능해짐 

 풍력 발전 비용은 4 센트 / kWh, 태양광 발전도 5.5 센트 / kWh(원자력 발전은 9.4~19.6센트/ kWh)

- 자연 에너지의 확대를 통한 탈 탄소화의 움직임이 가속

 미국의 전력 산업은 2000 년에서 2017 년 사이에 CO2 배출량을 24 %  감소

 날씨에 따른 영향을 받아 대량 공급이 의문시 되던 풍력과 태양광 전력이 증가해도 출력 억제의 비율은 현재 낮은 평균 1 ~ 2 % 정도에 그침

 이는 국가 간 전력 거래, 가스 화력과 수력 발전을 활용한 공급력 조정, 전력망 확충 및 축전지의 활용 등 다양한 방법을 조합하여 수급 균형을 조정했기 때문

- 추가 발전 비용이 거의 제로인 풍력과 태양광이 경제성 측면에서 화력과 원자력을 시장에서 밀어내는 상황이 도래

 대기업인 Energy Future Holdings(석탄화력 및 원자력), First Energy(원자력), Gen On(가스 화력)가 파산

- 반면 새로운 사업 기회를 잡기 위해 다양한 분야에서 자연 에너지의 노력이 진행 중

 NextEra Energy와 Berkshire Hathaway Energy는 자연 에너지에 의한 발전 설비 규모를 급속히 확대 중이며 풍력과 태양광 발전 설비의 규모는 양사에서 2200 만 kW (킬로와트)를 초과

- 대기업을 중심으로 한 자연에너지 사용이 증가

 이는 기후 변화 대책 때문만 아니라 비용면에서도 자연 에너지의 장점이 커졌기 때문

 애플, 구글, 마이크로 소프트, 스타 벅스, 웰스 파고는 자연 에너지 이용율 100 %를 달성

 대기업이 2013 년 이후에 계약한 자연 에너지 전력의 규모는 총 1100 만 kW 이상

- 지역 차원의 자연 에너지 도입 활동도 활발

 하와이는 2045 년까지 주 모든 지역에서 자연 에너지 100 %를 목표로 설정 캘리포니아와 뉴욕은 2030년까지 50 %를 목표

 미네아 폴리스, 피츠버그, 샌프란시스코, 솔트 레이크 시티, 시애틀 등은  자연 에너지 사용율 100 %를 목표로 설정

 주택에 설치하는 태양광 발전 규모가 미국 전역으로 확대되어 2017 년의 발전량은 총 140 억 kWh로 2년 전에 비해 두 배 


4. 결론

- 미국에서 일어난 자연 에너지에 의한 혁신적인 변화는 공급 측면의 경제적 · 기술적 인 발전에만 기인하는 것이 아님

- 대량의 에너지를 사용하는 기업뿐만 아니라, 지자체 및 지역 사회의 활동이 자연 에너지의 확대에 기여

- 트럼프 대통령이 미국의 자연 에너지의 성장이 방해되는 것이 아닌가 하는 우려가 있었으나 현재까지 그 영향은 보이지 않음

- 2017 년에는 자연 에너지 도입량이 사상 최고치를 기록

- 이미 진행중인 변화를 저지하는 것은 불가능하며, 앞으로도 자연 에너지의 확대는 계속 될 것



출처: Renewable Energy Institute (자연에너지재단)

1. 보고서 일본어 원문 - 自然エネルギー最前線 in U.S. 
2. 보고서 영문 - Renewable Energy in the US Power Sector, the Other Revolution


여시재는 4가지 연구주제에 주목합니다.

첫째, 인류가 직면한 지속가능성의 위기를 어떻게 극복할 것인가.

오늘날 인류가 극복해야 할 최대 과제는 지속불가능한 위기에서 기인합니다. 이를 해결하기 위해 인류는 어떠한 노력을 기울여야 할까요.


둘째, 디지털 사회는 인류의 삶을 어떻게 바꿀 것인가.

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셋째, 동서양의 융합을 통한 ‘일과 삶의 가치’는 어떠한 것인가.

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넷째, 스마트 시티를 통해 인류의 삶의 방식은 어떻게 진화할까.

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연구 주제와 관련해 정보를 공유하고자 하시는 분은 여시재 대외협력팀(er@fcinst.org)에 연락해 주시기 바랍니다.
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