Ⅰ 2018 년 EU 에너지현황및전망분석 2018.04.26. KERC 멘토김상원 유럽전력부문에너지전환 (energy transition) 나. 신재생에너지성장분포는지역적으로나내용적으로고르지않음 독일과영국이지난 3년동안신재생에너지성장의 56% 를기여함 2017년풍력발전은막대한투자로인하여 19% 성장함 태양에너지는지난 3년간신재생에너지성장의 14% 를기여함 1. 2017년유럽에너지전환주요시사점가. 신재생에너지발전이석탄발전을처음으로추월 신재생에너지발전증가는풍력, 태양광및바이오매스증가에기인함 신재생에너지발전은전년도대비 12% 증가하여연간발전량이 679 TWh에이름 불과 5년전석탄발전은풍력, 태양및바이오매스의 2배이상이었음 그림 1. EU 석탄연료발전량과신재생에너지발전량비교 그림 3. EU 신재생에너지발전량전력원별추이 다. 전기소비는 2017 년에 0.7% 증가하여 3 년연속증가함 유럽경제가다시성장경로에접어들면서전력수요도증가하고있음 이는에너지효율성개선에대한노력이충분하지않아 EU 의에너지효율성개선 정책이더욱강화될필요가있음을시사함 라. 2017 년전력부문의 CO2 배출량은변하지않았고경제전반적으로상승하였음 수력발전과원자력발전의낮은비율은증가하는에너지수요와맞물려화석 연료발전을증가시킴 따라서풍력발전량이크게증가했음에도불구하고전력부문의 CO2 배출량은 10 억 1 천 9 백만톤으로추산됨 그러나 EU 배출권거래부문의총고정배출량은철강생산량증가를비롯한 산업생산량증가로인하여 17 억 5 천만톤에서 17 억 5 천 5 백만톤으로증가함 Non-ETS 1) 가스및석유수요가증가함에따라 2017 년 EU 전체온실가스배출량은 약 1% 증가한것으로추정됨 마. 서유럽은석탄사용을단계적으로저감시키지만동유럽은석탄사용을고수하고있음 네덜란드, 이탈리아및포르투갈은석탄사용의단계적퇴출을 2017 년발표함 이들 3 개국가는프랑스와영국의석탄단계적퇴출 (coal phase-outs) 에동참함 동유럽국가들은석탄사용을고수하고있음 유럽에서가장많은석탄및갈탄소비국인독일은석탄사용여부에대하여 2019 년결정할예정임 그림 2. EU 전력생산믹스 (Electricity generation mix) 현황. 1) Emission Trading System, 배출권거래제 : 온실가스의배출감축을위한시장기반정책수단임, - 1 - - 2 -
2. 유럽전기에너지믹스 (electricity mix) 2017년주요변화가. 전력소비는에너지효율개선에의문을제기하며 3년연속 0.7%(+23 TWh) 증가함나. EU 전력수입 8 TWh 감소함 세르비아, 보스니아, 마케도니아, 알바니아모두 EU 국가들에전력수출감소함다. 풍력발전 19%(+58 TWh) 증가함 독일과영국이풍력증가의 2/3 기여함라. 태양광발전은최근의엄청난가격하락에도불구하고 8%(+9 TWh) 증가함 이는풍력발전량의 1/6에불과함마. 바이오매스발전량은 3% 증가 (+5 TWh) 바이오매스발전이지속적으로성장하고있음바. 수력발전은금세기최저수준으로 16% (-54 TWh) 감소함 2017년유럽의모든수력발전지역에서강우량이많이줄어듦사. 독일과프랑스의원전폐쇄에따른원자력발전량이 1%(-9 TWh) 감소함 프랑스는금세기에 2017년원자력생산량이가장낮았음아. 가스발전은스페인, 포르투갈, 이탈리아, 프랑스에서 7% (+42 TWh) 증가함 수력발전량감소로인한부족전력을해결하기위함임자. 무연탄 (Hard coal) 발전은 7%(-27 TWh) 감소함 대부분독일과영국에서풍력발전으로대체함차. 갈탄 (Lignite) 발전량은유럽남동부위주로 2%(6 TWh) 증가함카. 전체화석연료발전량은 1.6%(+23 TWh) 증가함 석탄발전량감소보다가스발전량증가가더큼타. EU 전력부문의 CO2 배출량은 10억 1천 9백만톤으로변화가없지만, 전체 EU ETS 배출량은약간증가할것으로예상됨 3. 2010년대비 2017년전력믹스현황분석가. 전체전력량 91 TWh 감소함 (2.7% 감소 ) 에너지효율증가로전체전력생산량및소비량이감소함나. 신재생에너지 295 TWh 증가함 (43.4% 증가 ) 신재생에너지는지속적으로증가하고있음 풍력에너지 214 TWh 증가함 (143% 증가 ) 태양에너지 95 TWh 증가함 (412% 증가 ) 바이오매스 67 TWh 증가함 (51.5% 증가 ) 수력에너지 82 TWh 감소함 (21.8% 감소 ) 다. 원자력에너지 87 TWh 감소함 (9.5% 감소 ) 원자력에너지는지속적으로감소하고있음라. 화석연료발전 299 TWh 감소함 (17.2% 감소 ) 2010년화석연료발전량 : 1,583 TWh( 총전력생산 52.1%) 2017년화석연료발전량 : 1,308 TWh( 총전력생산 44.4%) 화석연료사용량은지속적으로감소하고있으나, 종류별로차이가있음 갈탄 13 TWh 감소함 (4% 감소 ) 무연탄 136 TWh 감소함 (27.6% 감소 ) 천연가스 126 TWh 감소함 (16.5% 감소 ) 그외화석연료 24 TWh 감소함 (15.4% 감소 2010년대비 2017년신재생에너지발전현황분석 신재생에너지원자력갈탄무연탄천연가스그외화석연료 그림 5. EU 전력원별발전현황. 그림 4. 2016 년과 2017 년의전력생산및소비변화. 4. 2010 년대비전력소비의 GDP 및인구증가비교분석 가. 전력소비는 2017 년에 0.7 % (23 TWh) 증가하여 3 년연속유럽의전체전력소비량이증가함 나. 2010-2014 년에는전력소비가감소하는경향이있었지만현재는 2010 년수준으로 - 3 - - 4 -
거의회복함다. 같은기간에유럽의 GDP는증가하여 2010년수준의 10 % 를상회함라. 에너지효율개선속도는유럽경제회복속도에비하여늦은것으로판단됨 유럽의 GDP는지난 3년간매년약 2 % 씩증가함 연간전력소비는약 1 % 씩증가함 GDP 성장률이전력수요증가의두배에이름 연간전력수요증가속도가 GDP 성장률속도보다느리다는것을의미함 이는에너지효율이개선되고있음을의미하지만, 지금보다에너지효율개선속도를 2배이상증가시켜야함 이상적인경우는전력소비변화량 0% 혹은감소하는것임마. 유럽의인구는 2014년이래조금씩증가하고있음 2016년과 2017년에유럽으로이민인구증가 (300만명이상 ) 인구증가에따른전력소비량증가 나. 국가별신재생에너지전력생산추이 그림 7. 국가별전력소비년도별현황 2010 년대비가장신재생에너지의가장큰성장류을보인 EU 국가는덴마크임 덴마크 : 42% 증가하여 2017 년총전력생산의 74% 를신재생에너지로생산함 영국 : 22% 증가하여 2017 년총전력생산의 28% 를신재생에너지로생산함 독일 : 17% 증가하여 2017 년총전력생산의 30% 를신재생에너지로생산함 지난 3 년간신재생에너지가거의증가하지않은국가 스페인, 이탈리아, 포르투갈, 벨기에, 그리스 신재생에너지발전비율이 10% 미만인 EU 국가 슬로베니아 (4%), 불가리아 (7%), 프랑스 (8%), 슬로바키아 (8%), 체코 (8%), 헝가리 (10%) 그림 6. EU GDP, 전력소비및인구추이 5. EU 국가별전력생산현황가. 2010년전력소비를기준으로 EU 주요국가의 7년간전력변화비교분석 7년간전력소비의가장큰변화를보인 EU 국가는체코, 프랑스, 독일, 폴란드, 루마니아, 스페인, 영국임 7년간전력소비가가장증가한국가 : 폴란드, 9% 상승함 7년간전력소비가가장감소한국가 : 영국, 7% 감소함 2017년 11월 EUROSTAT 산업생산지수는전년도보다 4% 높음 동유럽국가의산업생산이위기이전수준의생산량을되찾고있음 EU 철강생산은 2017년독일, 이탈리아, 체코에서 5% 가량증가 ( 출처 : World Steel Association 2017) (a) 풍력 (c) 바이오매스 (b) 태양 그림 8. EU 주요국가신재생에너지발전추이 (d) 수력 - 5 - - 6 -
다. EU 주요국가별전력믹스현황 (1) 독일 (3) 프랑스 (2) 영국 그림 9. 독일전력생산믹스현황. (4) 덴마크 그림 11. 프랑스전력생산믹스현황. 그림 10. 영국전력생산믹스현황. 그림 12. 덴마크전력생산믹스현황. - 7 - - 8 -
6. 2018년 EU 전력믹스전망가. 신재생에너지는 EU 총전력생산의 3분의 1에이를것으로예상됨 수력발전정상화예상 : 전년도대비 50 TWh 발전증가예상됨 15 GW 풍력발전설비추가설치예정임 2020년까지신재생에너지는유럽전력생산의약 36% 에도달할것으로예상됨나. 화석연료발전량은 2018년에도급격하게감소할것으로예상됨 2020년까지화석연료발전량이 16% 감소할것으로예상다. 원자력발전량은 2018년에약간증가하고 2020년까지일정하게유지될것으로예상됨 프랑스의원자력발전소가정상적으로돌아온다는가정하에 2018년에원자력생산량이 30 TWh 늘어날것으로예상됨 핀란드의새로운 1.6 GW 원자력발전소 Olkiluoto-3은 2019년 5월부터정상적으로가동될것으로예상됨라. 2018 년전력부문의 CO2 배출량은화석연료발전량의감소로인하여줄어들것으로예상됨마. 신재생에너지와에너지효율에대한 2030년까지의목표치 (Europe s 2030 targets) 는 2018년내에결정될것으로예상됨 에너지효율에있어서유럽연합집행위원회 (EU Commission) 는 2030년까지 30% 개선을목표로삼은반면유럽의회 (European Parliament) 는 35% 개선을요구하고있음 신재생에너지발전비율에있어서 EU 회원국은 2030년까지최종전력수요의 27% 를요구하는반면, 유럽연합집행위원회 (EU Commission) 는 30% 를목표로삼고있고유럽의회 (European Parliament) 는 35% 를주장하고있음바. 유럽의에너지전환을앞당기기위하서유연한전력시장과전력망이필요함 풍력과태양에너지발전이충분하지않을경우를대비한백업전력설비필요함 유연한전력수요및가격변동에신속하게대응할수있어야함 에너지를저장하고유연하게사용할수있는전기자동차와같은사용자는점차시스템을안정화시키는데도움이될것으로예상됨 Ⅱ 1. 서론 유럽에너지 2050 년예상시나리오 가. 유럽연합집행위원회는유럽국가및모델링컨소시엄과공동으로기본시나리오 (Reference Scenario) 를개발하였음 나. 2014 년말까지채택된정책과시장조건을근거로 2050 년까지의에너지, 수송및 온실가스배출의추세를시뮬레이션을통해예상 2) 하였음 다. 유럽국가들이 2020 년까지의에너지전환목표를충족하였다고가정함 라. 본예상시나리오는새로운정책으로인해예상되는영향 (Impact assessments) 을분석할 수있는기준점을제공함 2. 유럽에너지믹스예상분석 가. 주요지표 2020 년 1 차에너지소비량은 2007 년보다 18.4% 감소하지만, 2020 년 EU 에너지 효율목표값인 20% 에는못미칠것으로예상됨 3) GDP 는계속증가하지만, 1 차에너지소비량과인구는계속감소함 에너지효율향상은주로 2020 년까지의정책과 2020 년이후의시장 / 기술동향 에의해주도됨 총에너지수요량은 2015 년수준이하로꾸준히유지됨 2020 년이후에너지효율개선속도가줄어듦 그림 13. 유럽 GDP, 1 차에너지소비및인구변화예상 : 2010=100 2) 미래에대한예측 (forecast) 이아닌현상황을근거로한예상 (projection) 임을강조함 3) 예상시나리오에대한분석내용이므로이후 예상됨 이란문구를생략하고현재형을사용하여기술함 - 9 - - 10 -
나. EU 1차에너지총사용량 EU 에너지총사용량은 2005년이후 2040년까지꾸준히감소함 석유는교통수요로인해에너지믹스에서가장큰비중을계속차지함 에너지믹스에서신재생에너지가가장증가한반면석탄은점유율에서상당히감소함 천연가스와원자력에너지는에너지믹스에서비교적안정적인점유율을유지함 신재생에너지증가, 에너지효율개선및원자력생산 ( 안정적으로유지됨 ) 은 EU의화석연료발전량감소를상쇄함 석탄수입은감소하지만석유와천연가스수입은소폭증가함 바이오매스는주로유럽자체적으로조달함 바이오매스수요증가로 2020년이후바이오매스수입이다소증가하지만 (2020년바이오매스수요의 11% 에서 2030년이후약 15% 까지 ), 바이오매스는대부분유럽자체적으로공급할것임 다. EU 에너지생산량 그림 14. EU 1 차에너지총사용량 (Primary energy consumption) EU 에너지생산량은 2015 년 8,822 TWh 에서 2050 년 7,694 TWh 로계속감소함 모든화석연료 ( 석탄, 석유및가스 ) 발전량의급격한감소와원자력생산량의제한적 감소는신재생에너지의 EU 내생산증가로부분적으로보상됨 신재생에너지생산량가운데태양및풍력점유율은 2015 년 17% 에서 2050 년 36% 로점차증가할것임 바이오매스와바이오폐기물은 EU 내신재생에너지에서지배적인점유율을유지할것임 그림 16. EU 에너지수입량 라. EU 에너지수입량 그림 15. EU 에너지생산량 EU 의에너지수입의존도는 2010 년 53% 에서 2050 년 58% 로완만하게증가함 마. EU 최종에너지수요 그림 17. EU 에너지생산량 vs. 수입량비교 1 차에너지사용량과최종에너지수요의비율은에너지효율을나타냄 에너지효율은 2010 년 70% 에서 2020 년 74.3%, 2030 년 75.3%, 2040 년 77.5%, 2050 년 79.4% 로점진적으로개선됨 에너지효율의개선으로인하여 1 차에너지총사용량은점진적으로줄어듦 - 11 - - 12 -
그림 18. EU 1 차에너지사용량과최종에너지수요비교 부문별최종에너지수요분포는현재와대체로유사 수송및주거부문은최종에너지수요의상당부분을차지 (2030 년각각최종 소비의 32 % 와 27 %) 산업부문은비에너지집약산업의에너지효율향상으로인하여 2005 년최종에너지 수요의 28 % 에서 2050 년 23% 로감소함 3 차산업 ( 서비스및농업 ) 부문은약 17% 의안정적인지분을유지함 최종에너지수요의연료별분포에서전기 (electricity) 부문이점진적으로증가함 2005 년최종에너지사용량의 20% 에서 2050 년에 28% 로증가함 전력수요의증가에기인함 대비낮은석탄가격, 낮은 CO2 가격등으로인하여천연가스가석탄을대체하지못함 2020년이후에는신재생에너지가더욱확대되고, CO2 가격상승으로인하여석탄이천연가스로대체됨 2030년에천연가스는 2015년보다약간높은수준으로전력믹스에유지됨 석탄발전은 2030년전력믹스에서 15% 로크게감소함 신재생에너지 ( 태양및풍력 ) 는 2020년에총발전량의 19%, 2030년에 25%, 2050년에는 36% 에도달하여전력시스템에필요성이증대됨 육상풍력이가장큰공헌을할것으로예상됨 태양광발전과바이오매스는시간이지남에따라증가함 수력과지열은대체로일정함 원자력발전은발전소수명연장과신축건설에도불구하고 2015년 27% 에서 2030년 22% 에이르기까지점차감소함 그림 20. EU 발전원별전력생산량 (a) (b) 그림 19. EU 최종에너지수요 ; (a) 수요분야별분포, (b) 소비연료별분포 3. EU 전력발전및전기요금분석 가. EU 전력발전분석 2020 년이전에는 2020 년목표달성을위한강력한신재생에너지정책, 천연가스 그림 21. EU 발전원별전력생산설비 - 13 - - 14 -
나. EU 전기소매가격분석 평균전력소매가격은 2030 년까지 2010 년대비약 18% 로꾸준히증가하고, 2030 ~ 2040 년에는약 20% 로안정화하고이후에는점진적으로감소함 전력소매가격에서자본비용구성요소 ( 발전및그리드비용 ) 는단기적으로 2020 년까지 크게증가하지만이후에는장기적으로감소함 2030 년부터연료비용구성요소는화석연료연소율의감소로인해연료가격이 상승하더라도안정적으로유지됨 2030 년이후장기적으로송전및배전비용이크게증가하여신재생에너지의 필요성이더욱커짐 탄소가격은상승할것으로예상됨 탄소집약발전비중감소로인하여탄소가격이전기가격에미치는영향은 제한적임 그림 22. EU 전력발전비용 vs. 전기요금비교 4. 결론가. EU 화석연료생산량이감소되고, 연료수입도줄어듦 EU의수입의존도는 2050년까지서서히증가함 신재생에너지원비중이높아지고에너지효율은크게향상됨 원자력에너지는안정적으로유지됨나. EU 전력발전믹스는신재생에너지에대하여호의적으로변화함 천연가스는 2030년전력믹스에서 2015년보다약간높은수준으로역할을유지함 화석연료는전력믹스에서점유율이감소함다. 에너지효율은 2020년까지정책에의하여상당히개선되고, 2020년이후에는시장과기술의동향을따라서개선됨 1차에너지수요와 GDP는탈동조화되는경향을보임라. 수송활동 (transport activity) 은경제활동의발전에힘입어 2010-2030년동안가장높은증가세를보임 에너지소비와수송활동사이의탈동조화는지속되며, 향후더욱심화될것으로예상됨마. 에너지시스템의탈탄소화 (Decarbonisation) 는진행되지만장기적인기후목표에는미치지못함 총온실가스배출량은 2020년에는 1990 년수준보다 26%, 2030년에는 35%, 2050년에는 48% 감소할것임 에너지믹스에서신재생에너지의비율은 2020년 21%, 2030년 24%, 2050년 31% 로계속증가함바. 비이산화탄소배출량 (Non-CO2 emissions) 은 2030년까지이산화탄소배출량보다훨씬더감소함 2030년에 2005년대비 29% (1990년대비 46 %) 감소함 비이산화탄소배출량은기존산림의감소, 토지이용, 토지이용변화및임업부문축소로인하여감소함사. 에너지관련투자지출은신재생에너지증가와에너지효율개선으로인해 2020년까지실질적으로증가함 전반적인에너지시스템비용은화석연료가격상승으로인하여 2015년 EU GDP의 11.2% 에서 2020년까지 EU GDP의약 12.3% 로증가할것으로예상됨 전반적인에너지시스템비용은 2030년까지안정을유지하고그이후로감소하여장기적으로투자수익을거두게됨 그림 23. EU 전기요금항목별분석 - 15 - - 16 -
Ⅲ 참고문헌 [1] Agora Energiewende, The European Power Sector in 2017, Germany, January 2018. [2] Agora Energiewende, Energy Transition in the Power Sector in Europe: State of Affairs in 2016, Germany, January 2017. [3] Agora Energiewende, Energy Transition in the Power Sector in Europe: State of Affairs in 2015, Germany, April 2016. [4] European Commission, EU Reference Scenario 2016, Energy, transport and GHG emissions Trends to 2050 Main results, EU, July 2016. [5] European Commission, EU Reference Scenario 2016, Energy, transport and GHG emissions Trends to 2050, EU, July 2016. - 17 -