지구 온난화가 진행됨에 따라 화석 연료에서 재생 에너지로의 전환이 빠르게 진행되고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 전 세계의 재생 에너지 발전 용량은 지난 30년 동안 그 어느 때보다 빠르게 확대되고 있습니다. 2025년까지 재생 에너지가 석탄을 제치고 세계 최고의 전력 공급원이 될 것이라는 것이 이 기구의 예측(ibm.com 외부 링크)입니다. 풍력 발전과 태양광 발전은 각각 2025년과 2026년에 원자력 발전량을 넘어설 것으로 예상됩니다. 2028년이 되면 재생 에너지를 주요 전력원으로 사용하는 국가가 68개(ibm.com 외부 링크)로 늘어날 것입니다.
재생 가능한 청정 에너지 발전의 가속화는 온실 가스 배출로 인한 기후 변화를 우려하는 정책 입안자들에게는 그리 빠른 일이 아닙니다.
2023년 유엔 기후변화회의(COP28)에서 각국 정부는 2030년까지 전 세계 재생에너지 발전 용량을 3배로 늘리겠다는 목표를 세웠습니다. IEA(ibm.com 외부 링크)에 따르면 이는 탈탄소화를 앞당기고, 기후 변화를 완화하며, 순 배출량 제로를 달성하는 데 도움이 될 것입니다.
재생 에너지 기술을 개발하기 위해 각국 정부는 다양한 공공 정책 수단을 활용하고 있습니다. 유럽연합(EU)의 그린딜 산업계획(Green Deal Industrial Plan), 인도의 생산연계인센티브(PLI), 미국의 인플레이션감축법(IRA)은 모두 지속 가능한 에너지의 통합을 더욱 촉진하기 위해 고안된 정책입니다. 중국은 경제 지원 정책으로 육상 풍력 및 태양광 에너지 프로젝트가 가속화되면서 2030년 국가 목표를 몇 년 앞당겨 달성할 수 있게 되었습니다. 2028년까지 가동될 것으로 예상(ibm.com 외부 링크)되는 전 세계 신 재생 에너지 용량의 거의 60%를 중국이 차지하고 있다는 점을 고려할 때, 이 결과는 전 세계 재생 에너지를 3배로 늘리겠다는 목표에 매우 중요하지 않을 수 없습니다. 또한 전 세계적으로 기업 환경, 사회 및 거버넌스(ESG) 이니셔티브에 대한 규제가 발전함에 따라 민간 부문에서 재생 에너지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이는 더욱 큰 성장을 촉진하고 있습니다.
광범위한 정책에도 불구하고 정책 지원은 해당 재생 에너지의 유형에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 여러 유형의 재생 가능 에너지 자원과 각 카테고리에서 발견되고 있는 동향에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면 2023년 태양광 에너지는 전 세계 재생 에너지 추가량의 4분의 3을 차지했습니다. 공공에 전력을 공급할 수 있는 규모의 발전소와 소비자의 분산형 태양광 시스템 도입(가정 및 사업장의 태양광 발전)에 따른 용량 증가가 나머지 절반(ibm.com 외부 링크)을 차지했습니다..
전 세계 각국 정부의 지속적인 정책 지원이 이러한 성장에 주요 원동력이 되고 있습니다. 예를 들어, 일부 정책 입안자들은 유틸리티 고객이 초과 생산된 에너지를 유틸리티 기업에 다시 보내 크레딧을 받을 수 있는 순 계량 프로그램을 통해 개인과 기업의 재생 에너지 발전을 장려하고 있습니다. 태양광 발전의 생산과 사용을 장려하는 다른 인센티브로는 발전 차액 지원 제도, 세액 공제, 태양광 발전 공급업체가 계약을 따내기 위해 에너지 시장 가격으로 경쟁하는 경매 등이 있습니다.
태양광 발전 공급망의 확장은 성장하는 태양광 발전 산업의 수요를 따라잡을 수 있는 제조력을 갖췄습니다. 미국, 인도, EU의 생산 능력 증가는 태양광 발전 공급망 다각화에 도움이 될 것으로 예상되지만, 여전히 중국이 이 분야를 지배하고 있습니다. 중국은 2022년에 새로운 태양광 기술 제조 시설의 95%(ibm.com 외부 링크)를 보유하고 있었습니다. 또한 태양광 발전 기술의 발전으로 더 가볍고 저렴하며 효율적인 태양광 패널(ibm.com 외부 링크)이 생산되고 있어 시간이 지남에 따라 발전 용량이 계속 늘어날 것입니다.
IEA의 2050년 순 배출량 제로 시나리오(NZE)에 따르면, 2030년까지 현재의 성장률이 유지된다면 태양광 발전이 연간 약 8,300테라와트시(TWh)의 발전 용량을 달성할 수 있는 '정상 궤도'에 오르기까지 10년이 걸릴 것(ibm.com 외부 링크)이라고 합니다. 또한, 태양광 발전은 저공해 또는 친환경 수소 생산의 주요 에너지원이 될 것으로 예상됩니다. 화석 연료로 생산되는 수소와 달리 저배출 수소는 수소가 산업용으로 사용되는 제철부터 암모니아 생산에 이르기까지 다양한 비즈니스에서 탈탄소화 노력을 촉진(ibm.com 외부 링크)할 수 있습니다.
태양광 발전과 마찬가지로 공공 정책이 풍력 에너지 확장을 주도하는 데 핵심적인 역할을 해왔지만, 성장 전망은 지역마다 다릅니다. 중국은 2023년에 풍력 발전 용량이 66% 증가했으며 향후 몇 년 동안 더 많은 용량을 추가할 예정입니다. 그러나 유럽과 북미에서는 프로젝트 개발이 당초 예상보다 더디게 진행되고 있습니다. 특히 취약한 결과를 보인 해상 풍력 프로젝트는 2023년 미국과 영국에서만 개발자들이 총 15기가와트 GW) 용량의 해양 프로젝트를 취소(ibm.com 외부 링크)했습니다 .
최근의 공공 정책은 이 어려운 시기에 업계를 지원하는 데 도움이 될 수 있습니다. 유럽연합은 2023년에 허가, 경매 절차, 자금 조달 접근을 개선하고 인력 교육을 확대(ibm.com 외부 링크)하는 방안을 담은 풍력 발전 행동 계획을 발표했습니다. 같은 해, 유럽 9개국은 2030년까지 해상 풍력 발전 용량을 120GW 이상으로, 2050년까지는 300GW(ibm.com 외부 링크) 이상으로 늘릴 계획을 발표했습니다. 한편, 미국 정부는 수상 풍력 발전 단지 개발에 투자하고 있습니다. 발전 용량 15GW의 수상 풍력 발전소가 2035년까지 배치(ibm.com 외부 링크)될 것으로 예상됩니다.
풍력 발전이 IEA의 NZE 목표를 달성하려면 2030년까지 연평균 17% 이상의 성장률을 달성(ibm.com 외부 링크)해야 합니다.
IEA에 따르면 현재 수력 발전은 2022년에 다른 모든 청정 에너지원을 합친 것보다 많은 4,300TWh의 전력을 생산하며, 2030년까지 최대 전력 공급원으로 남을 것입니다. 작지만 꾸준한 성장세와 검증된 신뢰성에도 불구하고 유럽, 중국, 라틴 아메리카의 개발 둔화로 인해 향후 10년 동안 새로운 수력 발전 설비는 23% 감소(ibm.com 외부 링크)할 것으로 예상됩니다.
지난 20년 동안 대부분의 국가가 태양광 및 풍력 확대에 정책과 인센티브를 집중하면서 에너지 산업의 초점은 수력에서 벗어나고 있습니다. 오늘날 신규 수력 발전 개발과 기존 발전소 개량을 지원하는 정책을 제공하는 국가는 30개국도 채 되지 않는(ibm.com 외부 링크) 반면, 풍력과 태양광 발전을 지원하는 정책을 갖고 있는 국가는 100개국이 넘습니다.
NZE 시나리오를 충족하려면 수력 발전이 연간 4% 이상(ibm.com 외부 링크) 성장해야 합니다.
브라질, 인도, 인도네시아 등 신흥 경제국의 정부 지원 정책에 힘입어 바이오 연료 사용이 전 세계적으로 확대되고 있습니다. 수요는 주로 해당 국가의 운송 부문에 의해 주도되는 반면, 공급은 바이오매스 공급 원료의 가용성에 의해 결정됩니다. 브라질은 바이오연료 확장을 주도하며 2028년까지 성장률의 40%(ibm.com 외부 링크)를 차지할 것으로 예상됩니다.
EU, 미국, 캐나다, 일본에서는 높은 비용과 전기 자동차의 인기 상승으로 인해 바이오 연료가 크게 성장하지 못하고 있습니다. 이들 국가에서 바이오 연료의 주요 성장 분야는 재생 가능한 디젤과 바이오 제트 연료 부문입니다. 전반적으로 바이오 에탄올 및 바이오 디젤과 같은 바이오 연료는 전기 자동차(EV)와 함께 2028년까지 400만 배럴에 해당하는 석유를 상쇄할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 잠재력에도 불구하고 IEA(ibm.com 외부 링크)는 바이오 연료 성장이 2030년 NZE 목표에 여전히 미치지 못할 것으로 예측하고 있습니다.
바이오가스: 1990년대부터 바이오가스 산업이 성장하기 시작했지만, 지난 2년 동안 천연가스 대체 에너지에 대한 정책적 지원이 증가했습니다. 현재 전 세계 바이오가스 생산량의 거의 절반이 유럽에서 생산되고 있으며, 그 중 20%는 독일이 혼자(ibm.com 외부 링크) 담당하고 있습니다.
역사적으로 바이오가스는 열병합 발전소에서 사용되어 왔습니다. 그러나 최근 각국 정부는 이름에서 알 수 있듯이 상당한 농도의 메탄을 함유한 바이오가스인 바이오메탄의 산업 및 운송용 사용을 장려하고 있습니다. IEA(ibm.com 외부 링크)는 2022년 이후 13개국이 바이오가스를 지원하는 강력한 신규 정책을 시행함에 따라, 바이오가스 생산 증가가 2028년까지 가속화될 것으로 전망하고 있습니다.
기술 발전 덕분에 더 많은 곳에 지열 에너지를 공급할 수 있는 기회가 생겨나고 있습니다. 예를 들어, 자연적으로 발생하는 온수원이 없는 지역의 지하에 강화 지열 에너지 시스템을 통해 유체를 주입합니다. 유체는 지하에서 가열된 후 표면으로 펌핑되어 전기를 생산(ibm.com 외부 링크)합니다. 북미, 유럽, 아시아 등 전 세계에서 다양한 지열 프로젝트가 계획되고 있거나 진행 중입니다.
이러한 발전에도 불구하고 지열 에너지 옹호자들은 지열 에너지의 잠재력을 활용하기 위한 정책이 필요하다고 말합니다. 지열 프로젝트의 자본 집약적 특성으로 인해 엄청난 자금 조달 비용이 발생할 수 있습니다. 규모의 경제가 달성되고 기술이 지속적으로 발전하면 비용을 절감하는 데 도움이 될 수 있지만, 현재로서는 2030년까지 재생 에너지의 약 1%만이 지열 에너지 생산에서 공급될 것이라는 것이 IEA의 예측입니다.23
에너지 시스템에 더 많은 재생 에너지가 추가됨에 따라, 에너지 안보와 전력망의 안정성을 보장하면서 에너지 공급의 흐름을 유지하는 데 기술이 중요한 역할을 할 것입니다.
재생 에너지원, 특히 풍력과 태양광은 환경 조건에 취약하기 때문에 안정적이고 탄력적인 전력 공급을 제공하려면 최적의 생산 및 분배를 보장하는 것이 중요합니다. 재생 에너지 예측은 에너지 전환에서 중요한 도구로 빠르게 부상하고 있습니다. 예를 들어, IBM Environmental Intelligence Suite에 포함된 IBM Renewables Forecasting Platform과 같은 솔루션은 내일의 풍력 및 태양열 예보를 92%의 정확도로 제공할 수 있습니다.
또한 더 나은 스토리지는 전력 시스템의 복원력을 높이는 데 도움이 됩니다. 태양광, 풍력, 수력 발전은 모두 에너지를 안정적으로 공급하기 위해 에너지 저장 시스템(ESS)이 필요합니다. 그리드 규모의 배터리 기술이 발전함에 따라 유틸리티 회사는 전기를 장기적으로 저장하여 생산량이 적거나 없는 기간 동안 부하를 더 잘 관리할 수 있게 될 것입니다. 예를 들어, 현재 개발 중인 장기적인 그리드 규모의 에너지 저장장치인 플로우 배터리는 비용이 저렴하고 확장 가능합니다.
배터리에서 태양광 어레이에 이르기까지 효과적인 자산 관리는 청정 에너지 전환을 지원하는 데 중요한 요소이며, 지능형 자산 관리와 예측 유지보수를 통해 자산 상황을 모니터링하고 수명을 연장할 수 있습니다. 예를 들어, 뉴욕 전력청(NYPA)은 IBM Maximo Application Suite를 사용하여 자산 관리를 간소화하고 있습니다. 향후 10년간 뉴욕주의 에너지 인프라를 디지털화하여 깨끗하고 안정적이며 탄력적이고 경제적인 시스템으로 전환하는 것입니다.
전략적 로드맵을 일상적인 운영과 연결하여 지속가능성 여정을 확대하고 에너지 투자를 최대한 활용하세요.
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