유럽환경시장동향제 81 호 2012 Report on Environmental Issues in Europe KWK(Kraft-Wärme-Kopplung, 전력 - 난방통합 ) 지원법안에대한연구보고서 1 한승용 / Germany 유럽환경시장동향보고서
코네틱리포트 환경플랜트산업육성 KWK(Kraft-Wärme-Kopplung, 전력 - 난방통합 ) 지원법안에대한연구보고서 한승용 1 독일은전력의공급을국내와는다르게시장자율에맡겨두고있으며, 소비자역시가격이나신재생에너지또는화석연료의비율등전력공급의비율을감안하여전력공급업체를선택할수있는시스템으로발전해왔으며, 난방분야의경우에는주택을관리하는업체의자율에위탁하여난방의형태를자율적으로결정할수있도록하였다. 따라서자가주택을소유하거나중소사업체의경우공급을받고있는전력에대한형태와전력의구성비율을판단하기어렵기때문에최종소비된전력량중일반전력사용분과난방전력사용분을대략적으로비율로나누어수집하고이를토대로각종전력전략을수립하고있다. 신재생에너지에대한확대보급을국가에너지정책의최우선으로두고있는독일 정부의입장에서는보다명확한난방과전력의수요와공급에대한정보가필요하기 때문에지난 2009 년부터전력 - 난방통합법 (KWKG, Kraft-Wärme-Kopplung- Gesetz) 를시행하였다. 이를통해향후수년안에기존에비해구체적이고명확한 경제학적감소 ( 또는초과 ) 비용이나이산화탄소배출절감량을파악할수있을것으로 내다봤다. 1. 서론 1 독일 Wuppertal 대학교통이론및신뢰성공학연구실 (Contact e.mail: jasmine77@empal.com) 2
본연구보고서는다음의그림 1 과같은순서에의해진행되었고총 7 개의 부분으로나누어분석되었다. 방법및분석분야수립 평가기준 경제성평가 이산화탄소절감량분석을위한방법 사전 / 사후분석 경제성분석 이산화탄소배출량분석 2020 년전망분석 경제효과분석 결론 그림 1. 연구진행순서및분석분야 1. 방법및분석분야단계 : 전력-난방통합법을객관적으로분석하기위한평가기준의수립및이산화탄소배출절감량, 경제성분석을위한기준수립결정단계 3
2. 사전분석단계 : 전력 - 난방통합법시행이전 (2009 년이전 ) 단계에서의난방 전력공급설비와시행이후전력 - 난방통합법에대응하는전력공급설비와의 비교분석단계 3. 경제성분석단계 : 전력 - 난방통합법을따르는공급설비구축에따른경제성 분석단계 4. 배출절감이가능하거나배출절감된이산화탄소배출량분석 5. 전망분석단계 : 2020 년까지전력 - 난방통합법을통해가시적으로얻어지는 결과및이를바탕으로한목표달성의타당성분석단계 6. 거시경제학적관점에서의경제효과분석단계 7. 목표달성을위한불필요요소의개정등추가보완단계 분석은위와같은순서와내용으로구성되어있으며, 두번째단계인사전 / 사후분석중 사전분석은지난 2005 년이후를분석시점으로하였다. 또한 2020 년에대한 전망치는원자력에너지의사용비율에따라각기다른세가지시나리오로분석하였다. 2. 분석 2.1. 방법및분석분야의수립 현재독일전체전력에서신재생에너지발전량이차지하는비율이 20% 이내이기때문에분석의객관성을위해신재생에너지법과관련된전력-난방통합법분야는제외한기존의원자력발전을포함하는화석연료를이용한전력 ( 난방전력 ) 만을분석대상으로하였으며, 전력공급자율정책에따라공급가격이다르기때문에 앞서언급한바와같이독일의전력공급은철저히자유시장경제에기반을두고있으므로, 최종소비자에대한전력공급가격은공급업체에따라다르다. 전력발전비용및 공급가격등은평균값을적용하였다. 또한지난 2009 년세계경제위기로인해 비정상적인원유가격과원자재가격의폭등으로인한분석상의오차를최소화하기 위해경제위기발생이전인 2009 년의가격을기반으로하였으며, 인플레이션요소는 4
제거하고분석을수행하였다. 마지막으로 ( 거시 ) 경제학적효과분석을위해서는촉진지원금과투자비용만을고려하였으며고용창출효과등으로얻어지는효과등간접적인경제상승효과요소는배제하였으며, 경제성분석을위해아래의표 1 과같이원자력발전소의운영수준에따라세가지시나리오에따라분석을수행하였다 ( 지난 2010 년 3 월일본동북부지방에서발생한초대형지진과이로인한도쿄전력의원자력발전소폭발사고로인해독일은현재발전중인모든원자력발전소의운영을 점진적으로중지하기로하였으며, 특히점검을마치거나점검중인 8 개소의원자력 발전소는즉시운행을중지하기로하였다. 나머지운영중인원자력발전소의운행지속또는폐쇄여부는계속논의중이기때문에본연구보고서에서는 8 개소즉시폐쇄, 2002 년에수립된원자력발전법그리고 2010 년재발효된원자력발전법등에맞추어세가지시나리오에따라 2020 년전망을분석하였다.) 표 1. 분석을위한시나리오별데이터 단위 (2009 년기준 ) 2010 2020 2030 2035 원유 USD/Barrel 86 99 112 115 천연가스 EUR/MWh 22 25 29 31 석탄 EUR/MWh 9.7 11.4 12.1 12.6 이산화탄소 2010 년시나리오 2002 년시나리오 EUR/ton 14 14 25 30 38 39 44 44 즉시폐쇄시나리오 14 31 39 44 최종단계 전력소비량 TWh 510 495 489 494 전력수출차액 2010 년시나리오 TWh 22 40 13 2 2002 년시나리오 22 6-7 -16 5
즉시폐쇄시나리오 22 6-7 -16 전력발전량 2010 년시나리오 2002 년시나리오 TWh 588 588 574 540 570 550 577 559 즉시폐쇄시나리오 588 540 550 559 [ 출처 : Prognos/ewi/gws, 2010; NAP, 2010;WEO 2010] 2.2. 사전분석 서론과 2.1. 절에서언급한바와같이신재생에너지를통한전력-난방통합법에따르는전력발전및공급을배제하고분석한결과전체전력발전량중난방용전력의비율이 2002 년부터약 1.5% 에서지난 2010 년약 15.4% 로약 10 배가량증가한것으로나타났으며, 전력-난방통합을통한전체전력발전량은꾸준히증가하여 2002 년부터 2010 년까지약 14TWh 를기록하였다. 이는난방전력의사용량이증가하였음을보여주는한편전체전력사용량중난방에사용되는양을정확하게파악하기어렵기때문에상당히넓은범위의오차수준이존재하고있다는것을보여주고있다 [ 참고사항 : 2012 년 1 월코네틱보고서환경보호와신뢰할만한에너지공급을위한연구 - 독일정부의제 6 차에너지연구프로그램 의원문보고서 29 페이지의그림 3.1. 에따르면 2010 년현재 1 인당평균주거면적이약 42 평방미터이며이에대한단위면적당난방전력요구량은약 170kWh/a 로집계되었다고발표되었다. 이를토대로 1 인당난방전력요구량은독일내평균약 320kWh/a 로나타났다.]. 또한 2002 년부터지난 2010 년말까지전력-난방통합이나이와유사한목적을가지고설비의신축이나개조등에투자된비용이약 100 억유로 ( 한화약 15 조원 ) 에달하는것으로조사되었고, 특히지난 2009 년에는전체전력-난방통합을통한전력발전비율중약 60~65% 가전력-난방통합법에따라신설되었으며, 기존치를포함하면전체약 80~85% 에이른다고집계되었다. 2.3. 경제성분석 6
전력기준 6 kw 급이하의소규모전력-난방통합설비는경제학적관점에서큰경제성이없는것으로분석되었으나, 비록동일한소규모로분류되긴하지만 50kW 급이상의전력-난방통합설비규모를기준으로경제성의영향이긍정적인방향으로영향을미치는것으로분석되었으며, 특히개별 ( 중소 ) 사업장이나산업계에서는난방전력과일반전력의통합을통해상당히높은경제성을나타내는것으로분석되었다. 또한설비의내구성향상이나높은신뢰성을가진설비를사용함에따른최대출력가동시간이늘어날수록높은경제성을보였으나, 석탄등화석연료를에너지원으로하는새로운화력발전소 ( 전력-난방통합법을따른다하더라도 ) 는경제적인가치가크지않았다. 2.4. 이산화탄소배출절감분석 2010 년기준전력-난방통합을통한발전시배출되는이산화탄소의양은비통합설비와비교하여약 4 천 6 백만톤의이산화탄소배출절감효과가있는것으로집계되었으며, 원자력발전소의가동비중을고려한세가지시나리오를모두비교했을경우에도오는 2020 년까지 6 천 5 백만톤에서약 7 천 3 백만톤에달하는이산화탄소배출을절감할수있을것으로분석되었다. 혼합에너지 ( 전력 Mix) 를이용한전력-난방통합을통해서는 2010 년약 2 천 5 백만톤의이산화탄소를절감하였으나오는 2020 년까지이산화탄소배출절감측면에서큰변동은없을것으로판단된다고보고하였다. 2.5. 2020 년전망분석 세가지시나리오에의하면난방-전력통합법을따르는전력의발전및공급은최소 10 TWh 에서최대 23 TWh 까지증가할것으로분석되었고, 오는 2020 년에이르러서는 99 TWh(2010 년재발효된원자력발전법적용 ) 에서 112 TWh(8 개소원자력발전소즉시폐쇄시나리오적용 ) 에달할것으로분석및발표하였다 [ 참고사항 : 2010 년현재 8 개소즉시폐쇄, 2002 년의원자력발전법그리고 2010 년의원자력발전법등세가지시나리오모두 89 TWh 로동일하였으며, 2020 년전망치에서 7
2002 년의원자력발전법을적용했을경우 109 TWh 로나타났음.]. 각각의시나리오에 따라차이가있으나 2009 년과비교하였을경우최소약 15.4% 최대약 20.8% 의 변동이있는것으로나타났다. 전력망구축분야의경우전력의발전이나사용분야에비해비교적효율적측면에서의경제성이떨어지고설비구축에따른비용이산술평균적으로증가하는양상을띄기때고있다. 따라서매년약 600km 에달하는전력배전망설비구축을위해서대략적으로 5 천만유로 ( 한화약 750 억원 ) 가소요될것으로판단되며, 설비구축을위한각종투자비용은연간최대약 2 억 7 천만유로 ( 한화약 4 천 5 십억원 ) 가필요할것으로보고되었다. 3. 결론 본코네틱보고서는지난 2011 년 12 월코네틱보고서 난방분야신재생에너지구축비용과이용효과분석에대한방법론적요구사항 에대한결과및근거를보충하기위한목적과독일에서시행중인신재생에너지확대보급을위한여러관련법중비교적최근에발효된전력-난방통합법에대한설명을위해작성되었다. 독일연방경제기술부에서수행한프로그램에대한결과보고서로비록최근급성장하고있는신재생에너지에대한비중이전혀포함되어있지않은분석결과라는제한사항은있지만, 이미시행되어온지 10 년이넘은 EEG(Erneuerbare Energien Gesetz: 신재생에너지법 ) 또는 2000 년부터신재생에너지의확대보급을위해진행되어온 MAP(Markt Anreiz Programm: 시장지원프로그램 ) 에비해그시행혹은수혜대상이비교적명확하게구분되어있고향후신재생에너지가주로적용될산업체나공공기관나아가개별주택에까지분석대상이되었다는점에서큰의미를둘수있다. 특히독일의전력공급시스템상의문제점으로인해과거에비해난방과전력의분산이점차어려워지고있는점을감안한다면이러한전력-난방통합법을통한전력의생산이나보급그리고사용에대한경제적관점, 이산화탄소배출절감측면에서의분석은객관적이며정량적인결과는물론이거니와향후지속가능한자원의사용측면에서나바이오매스등과같은상대적으로복잡한프로세스를통해발전및공급되는신재생에너지분야에적용될경우 8
보다정확한판단과장기적인측면에서의전략수립이나경제성평가및분석이용이해 질것이라고판단된다. 9