재생에너지 옥석 가리기: 왜 태양광인가?

재생에너지 vs. 화석에너지

재생에너지 원과 화석에너지 원의 가장 근본적인 차이는 뭘까요? ‘탄소 배출량의 차이’라는 근본적인 차이점이 있습니다만, 경제학적 관점에서는 ‘효율성’에 대한 차이점을 설명드릴 수 있을 것 같습니다. 효율성 비교를 위해 가장 보편적으로 활용될 수 있는 지표는 균등화 발전비용, LCOE(Levelized Cost of Energy)입니다.

균등화 발전비용이란? 발전기 전력의 단가를 산출한 것으로 각각의 균등화 발전비용을 계산하여 에너지 생산 방식을 비교하는 것을 주 목적으로 합니다. 아래 공식을 보면, 발전기를 설치하고 사용하는 기간 동안 쓴 총 비용을 해당 설비의 총 전력으로 나눈 것인데요. 발전기를 설치하고 가동해 멈출 때까지 생산되는 전력은 분모로, 그 발전기를 설치하기 위해 활용되는 총 비용(투자비용, 운영, 유지보수 비용 등) 및 연료비를 분자로 계산합니다.

LCOE가 낮으면 낮을수록 전력 생산의 효율성이 좋다고 볼 수 있겠죠. 여기에 재생에너지 원과 화석에너지 원의 주요 차이점이 존재합니다. 기본적으로 인간은 화석 연료에 기반한 성장을 도모해왔기 때문에, 화석 연료 연소 과정이 보다 발전해왔습니다. 초기 설립 비용을 보면 재생에너지 원의 생산 비용이 화석에너지 원의 비용이 더욱 높을 수 있다는 의미죠.

그러나 최근 변화가 생기고 있습니다. 전력 생산에 가장 보편적으로 활용되고 있는 석탄과 비교했을 때, 재생에너지 LCOE가 낮아지고 있습니다. Bloomberg NEF 분석에 따르면 재생에너지 효율성이 점진적으로 개선되고 있어요. 전세계적으로 재생에너지 원의 효율성을 높이기 위한 기술이 발전되면서 이러한 패러다임을 이끄는 주요 원인이 되고 있는겁니다.

태양광 에너지의 효율성

세부적으로 살펴보면 배터리 저장부문(Battery Storage)은 다른 재생에너지와 다르게 원자재 가격 변동에 민감한 영향을 받아 소폭 상승한 것으로 보여집니다. 이외 에너지원들의 LCOE는 점진적으로 낮아지고 있고요. 여러 항목들 중 눈에 띄는 부분은 태양광 부문인데요. 다른 재생에너지 원 및 석탄과 비교해 살펴보았을 때, 가장 낮은 LCOE를 보여주고 있습니다. 그만큼 태양광의 효율성이 좋다고 볼 수 있는 대목이죠.

다만 LCOE로만 단순 비교하면 과소계상^* 문제가 발생할 수 있습니다. LCOE의 분석 범위가 생각보다 작기 때문인데요. LCOE는 발전소 단위 비용만 측정하기에 전력시스템 단위 비용, 사회적 단위 비용이 빠져있습니다. 이렇게 재생에너지 인프라 구축에 있어 추가 비용이 들 수 있다는 점을 염두해야 합니다.

* 과소계상: 자산의 가치를 일부러 누락한 채로 계산하는 방식으로, 축소된 자산이 회계장부에 기록됨

이런 비용을 고려해본다면 태양광은 상대적으로 저렴한 에너지원이라고 볼 수 있습니다. 태양광과 다른 재생에너지원들을 비교해 볼게요. 자연환경을 활용하는 태양광은 각 국가별로 태양을 활용할 수 있는 여건이 다르기 때문에, 동일한 설비를 가정하더라도 발전량의 차이가 발생할 수 있습니다.

태양광은 보통 태양열에서 얻어진 빛 에너지를 전력으로 전환하는 에너지 저장장치(ESS)를 기반으로 전력을 저장하고 공급하는데요. 어떻게 하면 더 많은 에너지를 얻을 수 있을까요? 여러 방법이 있겠지만, 지금 논의되고 있는 것은 태양광의 웨이퍼 사이즈 대형화 입니다. 쉽게 말해 태양광을 받을 수 있는 면적이 넓어지는건데요. 최근 들어 더욱 강화되고 있는 추세입니다.

또 주목하면 좋은 재생에너지 자원

다른 재생에너지원들을 살펴보면 풍력과 원자력이 있는데요. 기초광물들을 비롯한 희소금속들의 가격이 큰 폭으로 상승한 상황입니다. 재생에너지 발전설비 분야에서는 풍력 설비에 필요한 광물이 두드러진 것으로 보여져요. 기존의 가스화력 및 석탄화력 대비 육상풍력은 각각 약 13배, 6배 이상, 해상 풍력은 각각 약 9배, 4배 수준의 광물을 필요로 하고 있는 것으로 파악됩니다.

풍력 설비는 구리를 포함해 아연과 망간, 니켈, 망간과 희토류가 필요로 하고, 태양광은 구리와 실리콘을 주로 사용하는데요. 절대적인 규모 측면에서 타 재생에너지 원에 활용되는 원자재 비중이 압도적으로 높습니다. 그만큼 태양광에 활용되는 비용이 상대적으로 저렴해 질 수 있다는 뜻이에요. 사회적 비용 관점에서도 살펴볼까요? 원자력 발전소는 방사능 노출에 대한 규제가 많습니다. 특히나 원자력의 핵심 재료인 우라늄은  IAEA(International Atomic Energy Association. 국제원자력기구)의 규제를 상당히 많이 받으며, 방사능이 노출되는 경우 생명의 위협이 가중되기 때문에 사회적 비용이 상대적으로 많이 들어가는 편입니다.

풍력은 상대적으로 소음이 많이 발생합니다. 이에 따른 보상 체계 또한 확립되어야 하는 만큼 사회적 비용이 추가적으로 발생됩니다. 이러한 소음 때문에 풍력은 주로 사람이 많이 살지 않는 지역이나 바다 위에 설립되는 경우가 많은데요. 전력을 운송하기 위한 송전탑 건설이 필수적으로 수반됩니다. 비용이 많이 발생할 수 있다는 뜻이죠.

물론, 태양광 또한 태양광을 흡수해야 하는 면적을 확보하기 위한 산림 파괴 행위가 수반되긴 합니다만, 비용을 고려했을 때 타 에너지원 대비 더욱 저렴한 효과를 누릴 수 있다고 볼 수 있습니다. 글로벌 권역에 걸쳐 태양광에 대한 수요 그리고 태양광에 대한 필요성이 대두되고 있는 것으로 이유입니다. 비용 중심으로 여러가지 재생에너지 원의 효율을 살펴봤습니다. 다음 장에서는 왜 중국이 글로벌 태양광 시장의 우위를 점하고 있는지 살펴보겠습니다.

Edit 금혜원 Graphic 조수희 함영범

– 특정 기업명을 언급한 것은 오직 예시를 위한 목적이며, 이는 투자 권유나 종목 추천을 위한 것이 아닙니다.

– 상기 정보는 집합투자기구의 판매나 권유를 위하여 제작된 것이 아닙니다. 본 자료 중 제3자로부터 제공받은 정보의 오류 및 생략에 대하여 당사는 책임을 지지 않습니다. 상기 정보는 시장의 환경이나 그 외의 상황에 의해 변경되었을 가능성이 있습니다. 당사의 사전 서면 동의나 허가 없이는 정보에 대한 수정 또는 변경이 금지되어 있습니다.

– 집합투자증권을 취득하기 전에 (간이)투자설명서 및 약관을 반드시 읽어보시기 바랍니다. 집합투자기구는 자산가치변동 등에 따라 손실(0~100%)이 발생할 수 있으며, 그 손실은 투자자에게 귀속됩니다. 과거의 운용실적이 미래의 수익률을 보장하는 것은 아닙니다. 이 집합투자증권은 예금자보호법에 따라 예금보험공사가 보호하지 않습니다. 외화증권에 투자하는 금융투자상품의 경우 환율변동에 따라 자산가치가 변동되거나 원금손실이 발생할 수 있습니다. 미국인은 본 집합투자증권에 투자할 수 없습니다.

– 해당 콘텐츠는 2023. 2. 27. 기준으로 작성되었습니다.

– 토스피드의 외부 기고는 전문가 및 필진이 작성한 글로 토스피드 독자분들께 유용한 금융 팁과 정보를 제공함으로써 현명한 금융 생활을 돕는 것을 주목적으로 합니다. 토스피드의 외부 기고는 토스팀 브랜드 미디어 운영 가이드라인에 따라 작성되며, 토스팀의 편집방향과 다를 수 있습니다.