1. 개요
再生energy / Renewable energy재생 에너지는 인간의 시간 척도(human timescale) 내에서 자연적으로 다시 보충되는 자원을 활용해 생산되는 에너지다. 녹색 에너지 또는 그린 에너지라고도 한다.
가장 널리 사용되는 재생 에너지원으로는 태양 에너지, 풍력, 수력이 있으며, 일부 국가에서는 바이오에너지나 지열 에너지도 중요한 역할을 하고 있다. 한편, 일부에서는 원자력을 재생 에너지로 간주하려는 시도도 있으나, 핵 에너지는 재생 불가능 자원인 우라늄을 채굴해야 하기 때문에 논란의 여지가 있다.
재생 에너지는 규모의 유연성 덕분에 도시와 농촌 어디에서나 적용할 수 있으며, 종종 전기화(electrification)와 함께 배치된다. 여기에는 여러 가지 이점이 있는데 전기는 열이나 차량으로 에너지 전달이 효율적이고 소비 시점에서 오염을 일으키지 않는다.
재생 에너지원은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 가변형 재생 에너지원(variable renewable energy sources)은 풍력 발전이나 태양 에너지 발전처럼 날씨나 시간에 따라 출력이 달라지는 변동하는 특성을 가지고 있는 반면에, 필요에 따라 출력을 조절할 수 있는 제어 가능한 재생 에너지원(controllable renewable energy source)에는 댐 수력 발전과 바이오에너지 또는 지열이 포함된다.
지난 30년 동안 재생 에너지 기술은 비약적인 발전을 이뤘으며, 효율은 높아지고 설비 비용은 급격히 낮아졌다. 오늘날 전 세계적으로 새로 설치되는 발전 설비의 대부분은 재생 에너지 기반이다. 특히 태양광과 풍력과 같은 재생 에너지원은 지난 10년 동안 발전 단가가 크게 떨어지면서, 기존 화석연료와 경쟁 가능한 수준이 되었다. 많은 국가에서는 신축 발전소 중 태양광과 육상 풍력이 가장 저렴한 전력원으로 자리 잡고 있다.
실제 사례는 다음과 같다:
- 2011년부터 2021년까지 재생 에너지의 전 세계 전기 공급 비중은 20%에서 28%로 증가했으며,
- 이 중 태양광과 풍력 발전이 이러한 증가의 대부분을 차지했으며 2%에서 10%로 크게 늘어났다.
- 같은 기간에 화석연료의 비중은 68%에서 62%로 줄어들었고,
- 2024년에는 재생 에너지가 전 세계 전력의 30% 이상을 차지하게 되었으며,
- 2030년에는 45% 이상에 이를 것으로 전망된다.
이미 많은 국가에서는 전체 에너지의 20% 이상을 재생 에너지로 충당하고 있으며, 일부 국가는 절반 이상, 심지어 아이슬란드와 같은 국가들은 모든 전력을 재생 에너지로 공급하고 있다. 대한민국의 경우 재생 에너지의 생산량(TWh)의 경우 25위 정도이며 백분율로는 53위인 북한보다 낮은 159위인 수준이다. #
화석연료 대신 재생 에너지를 사용하는 핵심 동기는 무엇보다도 온실가스 배출로 인해 발생하는 기후변화를 늦추고 궁극적으로 기후변화를 중단시키는 것이다. 일반적으로 재생 에너지원은 화석연료보다 대기오염과 훨씬 적게 발생시켜 공중 보건 개선과 소음 저감에도 도움을 준다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 순 제로 배출(탄소중립)을 달성하려면 전 세계 전력의 90% 이상을 재생 에너지로 생산해야 할 것으로 추산하고 있다.
재생 에너지 확대는 여전히 장애물이 존재하는데 특히 화석연료 보조금, 기존 전력 공급업체의 로비 활동, 재생 에너지 설비를 위한 토지 사용에 대한 지역사회의 반대 등이다. 또한, 모든 광업의 채굴과 마찬가지로 재생 에너지 기술에 필요한 광물 추출도 환경 파괴를 초래한다. 또한 대부분의 재생 에너지원은 지속 가능하지만 일부는 지속 불가능하다.
1.1. 정의
| 2023년 각 지역의 상위 재생 에너지 생산 국가의 다양한 유형의 에너지원의 비율. [1] |
재생 에너지는 일반적으로 지속적으로 발생하는 자연 현상에서 얻어지는 에너지다. 국제에너지기구(IEA)는 재생 에너지를 "소비되는 속도보다 빠른 속도로 재생되는 자연적 과정에서 발생하는 에너지"로 정의한다. 태양 에너지, 풍력, 수력, 지열, 바이오매스는 주요 재생 에너지 유형으로 널리 알려져 있다. 재생 에너지는 에너지 서비스 중에서 발전, 온수 및 난방, 교통(운송), 농촌(오프 그리드)과 같은 네 가지 영역에서 기존 연료를 대체하는 경우가 많다.
거의 모든 형태의 재생 에너지는 화석연료보다 탄소 배출량이 훨씬 적지만, 이 용어는 저탄소 에너지와 동의어가 아니다. 원자력과 같은 일부 비재생 에너지원은 거의 탄소 배출량을 발생시키지 않는 반면, 새로운 식물을 심는 방식으로 탄소를 상쇄하지 않으면 바이오매스를 연소하는 것과 같이 일부 재생 에너지원은 탄소 집약도가 매우 높을 수 있다. 재생 에너지는 미래 세대의 인간에게 미치는 전반적인 영구적 영향을 기준으로 에너지원을 그룹화하는 보다 추상적인 개념인 지속 가능한 에너지와도 다르다. 예컨대, 바이오매스는 종종 지속 불가능한 삼림 벌채와 연관될 수 있다.
1.1.1. 대체 에너지
대체 에너지(alternative energy)와 재생 에너지는 종종 같은 의미로 사용되지만 미묘한 차이가 있다. 재생 에너지는 구체적으로 태양광, 풍력, 수력 발전과 같이 자연적으로 보충되는 에너지원을 말하는 반면에 대체 에너지는 화석연료를 대체하고 더 깨끗한 에너지원으로 전환하는 것에 초점이 맞춰져 있으며 재생 에너지원, 원자력 및 기타 비화석연료원도 포함된다. [2]원자력은 대체 에너지라는 더 넓은 범주에 포함되는 경우가 많지만, 연료(우라늄)가 유한하기 때문에 재생 에너지로 간주되지 않으며 천연가스와 같은 일부 에너지원은 화석연료에 비해 배출량이 적기 때문에 대체 에너지로 간주될 수 있지만 여전히 재생이 불가능하다. 대체 에너지는 재생 에너지보다 더 광범위한 범위를 다루는 용어지만 시대의 흐름과 요구에 따라 재생 에너지로 대체되고 있다.
1.1.2. 친환경 에너지
친환경 에너지(eco-friendly energy)는 녹색 에너지(green energy)라고도 불리우며 에너지원의 재생 가능성뿐만 아니라 에너지 생산, 사용, 폐기를 포함한 전체 수명 주기에 걸쳐 환경에 미치는 부정적 환경 영향의 최소화를 고려하는 더 넓은 개념이다.친환경 에너지로 인정받으려면 화석 연료에서 발생하는 것과 같은 오염 물질을 배출해서는 안 된다. 즉, 재생 에너지와 밀접하게 관련되어 있지만 재생 에너지 산업에서 사용하는 모든 에너지원이 친환경적인 것은 아니므로 같은 개념이 아니다. 예를 들어, 지속 가능한 산림에서 얻은 유기물을 연소하는 발전은 재생 가능하지만, 연소 과정 자체에서 이산화탄소가 발생하기 때문에 반드시 친환경적인 것은 아니다. 친환경 에너지원은 일반적으로 자연적으로 재생산되는 반면, 천연가스나 석탄과 같은 화석 연료원은 개발에 수백만 년이 걸릴 수 있다. 또한 친환경 에너지원은 생태계에 해를 끼칠 수 있는 채굴이나 시추 작업을 피하는 경우가 많다.
영국의 전기 및 가스 유틸리티를 제공하는 다국적 기업인 내셔널 그리드 주식회사(National Grid plc)에 따르면 "녹색 에너지는 자연환경에 해를 끼치지 않는 방법과 자원을 사용하여 생산할 수 있는 에너지"라고 정의했다. # 국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 "재생 에너지는 오늘날 가장 저렴한 전력 형태"라고 한다.
1.2. 기후 변화 대응에서의 역할
| | |
| 재생 에너지원, 특히 태양광과 풍력은 점점 더 많은 전기를 생산하고 있다. | 석탄, 석유 및 천연 가스는 재생 에너지가 급격히 증가하기 시작했음에도 불구하고 여전히 주요 글로벌 에너지원으로 남아 있다. |
기후 변화를 제한하기 위한 글로벌 노력의 일환으로 대부분의 국가는 순 제로 온실 가스 배출을 약속했다. 실제로 이는 화석 연료를 단계적으로 폐지하고 저배출 에너지원으로 대체하는 것을 의미한다. 에너지 추가(energy additions)를 포함한 다른 전환 과정과 대조적으로 "저탄소 대체"(low-carbon substitutions)로 불리는 이 절실히 필요한 과정은 기후 변화를 성공적으로 완화하기 위해 여러 번 가속화되어야 한다. 제28차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP28)에서 전 세계 국가의 약 4분의 3이 2030년까지 재생 에너지 용량을 세 배로 늘리는 목표를 설정했다. 유럽연합(EU)은 같은 해까지 전력의 40%를 재생 에너지로 생산하는 것을 목표로 하고 있다.
1.3. 기타 혜택
재생 에너지는 제한된 수의 국가에 집중되어 있는 화석 연료보다 전 세계에 더 고르게 분포되어 있다. 또한 화석 연료의 연소로 인한 대기오염을 줄여 건강상의 이점을 제공한다. 전 세계적으로 의료 비용을 절감할 수 있는 잠재력은 매년 수조 달러에 달하는 것으로 추산된다.1.4. 간헐성
| 태양광이나 기타 재생 에너지에서 얻은 에너지는 전기 배터리와 같은 장치에 저장될 수 있는 잠재 에너지로 변환된다. 저장된 잠재 에너지는 나중에 전기로 변환되어 원래 에너지원을 사용할 수 없더라도 전력망에 추가된다. |
| 독일에서 2012년 5월과 2020년 5월의 일주일 동안의 추정 전력 수요를 나타내며, 일별 및 월별 태양광 및 풍력 발전의 변동성을 보여준다. |
재생 에너지의 가장 중요한 두 가지 형태인 태양열과 풍력은 간헐적인 에너지원(intermittent energy sources)이다. 즉, 지속적으로 사용할 수 없기 때문에 설비 이용률(capacity factor, CF)이 낮다. 반대로 화석 연료 발전소, 원자력 발전소 및 수력 발전은 일반적으로 특정 시간에 전력망(grid)에 필요한 에너지량을 정확하게 생산할 수 있다. 태양 에너지는 낮에만 포착할 수 있으며 이상적으로는 구름이 없는 조건에서 가능하다. 풍력 발전량은 매일뿐만 아니라 매월 크게 달라질 수 있다. 이는 화석 연료에서 탈피하는 과정에서 문제가 발생하는데 에너지 수요는 재생 에너지가 제공할 수 있는 것보다 종종 더 높거나 낮을 것이기 때문이다.
중기적으로 이러한 변동성으로 인해 충분한 에너지 저장, 수요 반응(demand response, DR), 전력망 개선 또는 비간헐적 에너지원의 기저 부하(base load) 전력이 확보될 때까지 일부 가스 화력 발전소 또는 기타 급전 발전(dispatchable generation)을 대기 상태로 유지해야 할 수 있다.
장기적으로 에너지 저장은 간헐성을 처리하는 중요한 방법이다. 다양한 재생 에너지원과 스마트 그리드를 사용하면 공급과 수요를 평준화하는 데에도 도움이 될 수 있다.
발전 부문과 다른 부문의 부문 결합(sector coupling)은 유연성을 높일 수 있다. 예를 들어 운송 부문은 전기 자동차를 충전하고 차량에서 전력망으로 전기(Vehicle-to-grid, V2G)를 보내 결합할 수 있다. 마찬가지로 산업 부문은 전기 분해로 생산된 수소로 결합할 수 있으며 건물 부문은 공간 난방 및 냉방을 위한 열 에너지 저장으로 결합할 수 있다.
풍력 및 태양광 발전 용량을 초과 확보하면 악천후에도 충분한 전력 생산을 확보하는 데 도움이 될 수 있다. 최적의 기상 조건에서도 초과 전력을 사용하거나 저장할 수 없는 경우 에너지 생성을 줄여야 할 수도 있다.
1.4.1. 전기 에너지 저장
전기 에너지 저장은 전기 에너지를 저장하는 데 사용되는 여러 가지 방법의 집합이다. 전기 에너지는 생산(특히 풍력 발전, 조력 발전, 태양 에너지 발전과 같은 간헐적 에너지원)이 소비량을 초과하는 시간 동안 저장되고 생산량이 소비량보다 낮아지면 전력망으로 반환된다. 양수 저장 수력 발전은 모든 전력망 전력 저장의 85% 이상을 차지한다. 배터리는 저장 및 전력망 보조 서비스(ancillary services)와 가정용 저장을 위해 점점 더 많이 사용되고 있다. 녹색 수소는 양수 발전이나 배터리에 비해 자본적 지출 측면에서 장기적인 재생 에너지 저장의 더 경제적인 수단이다.1.4.2. 에너지 공급 보안
두 가지 주요 재생 에너지원인 태양 에너지 발전과 풍력 발전은 일반적으로 분산 발전(distributed generation) 아키텍처로 배치되며, 이는 특정 이점을 제공하지만 특정 위험 또한 수반하게 된다. 주목할 만한 위험은 태양광 부문에서 공급망 중 90%를 단일 국가(중국)에 집중시키는 것과 관련이 있다. 원격 제어, 보안 취약성 및 백도어가 있는 태양광 전력 인버터의 대규모 설치로 인해 수백만 개의 물리적으로 분산된 패널에서 발전이 불가능해질 수 있는 사이버 공격이 발생하여 수백 기가와트의 설치된 전력이 한 순간에 전력망에서 사라지게 된다. 유사한 공격은 원격 제어 및 모니터링 시스템의 취약성을 통해 풍력 발전소를 표적으로 삼는 것이었다. # 유럽연합(EU)의 NIS2 지침은 사이버 보안 규정(cyber-security regulation)의 범위를 에너지 발전 시장으로 확장하여 이러한 과제에 부분적으로 대응하고 있다. #2. 주류 기술
2.1. 태양 에너지
| 태양광 발전을 중심으로 재생 에너지 용량이 꾸준히 증가했다. |
| 설치 용량 및 기타 주요 설계 매개변수 | 값과 연도 |
| 전 세계 전력 발전 용량 | 1,419.0 GW (2023) [3] |
| 전 세계 전력 발전 용량 연간 성장률 | 25% (2014-2023) [4] |
| 전 세계 전력 생산 점유율 | 5.5% (2023) [5] |
| 메가와트시당 평준화 비용 | 유틸리티 규모 태양광 발전: USD 38.343 (2019) [6] |
| 주요 기술 | 태양광 발전, 집광형 태양 에너지 발전, 태양광 집열기 |
| 주 응용 분야 | 전기, 물의 가열(온수 난방), 난방, 환기, 공조(HVAC) |
2022년 태양 에너지 발전은 전 세계적으로 약 1.3 테라와트시(TWh)의 전기를 생산했으며, 이는 전 세계 전력의 약 4.6%를 차지한다. 이러한 성장은 대부분 2010년 이후에 이루어진 것이다. 태양 에너지는 햇빛을 받는 곳이라면 어디서든 활용할 수 있지만, 실제로 전력 생산에 활용 가능한 태양 에너지의 양은 기상 조건, 지리적 위치, 시간대에 따라 달라진다.
태양 에너지를 활용하는 주요 방식에는 크게 두 가지가 있다. 첫째는 태양열 발전으로 태양 에너지를 열로 변환하는 기술이며, 둘째는 태양광 발전(PV)으로 PV는 태양 에너지를 전기로 변환하는 기술이다. 이 두 가지 중 PV가 훨씬 널리 사용되고 있으며, 2022년 기준으로 전 세계 태양 에너지 용량의 약 3분의 2를 차지한다. PV는 성장 속도에서도 훨씬 앞서 있으며, 2021년에는 태양열이 25GW인 반면에 신규 설치 용량만 170GW에 달했다.
패시브 태양광(passive solar)은 건물 내부에 태양광의 분포를 최적화하는 것을 목표로 하는 다양한 건축 전략과 기술을 의미한다. 그 예로는 태양광 굴뚝(solar chimneys), 태양의 방향에 맞춘 건물 배치, 열을 저장할 수 있는 건축 자재(thermal mass)를 사용, 자연적으로 공기가 순환하는 공간 설계 등이 있다.
2020년부터 2022년까지 전 세계의 태양 에너지 기술(solar technology)에 대한 투자는 미화 1,620억 달러에서 3,080억 달러로 거의 두 배 가까이 증가하였다. 이는 특히 태양광 발전(PV)의 성숙도 증가와 비용 절감에 기인하며, 이 분야는 전체 투자 중 90%를 차지했다. 이 투자의 주요 수혜국은 중국과 미국이었으며, 2013년 이후 전체 태양 에너지 투자의 절반가량을 이들 두 나라가 차지하였다. 일본과 인도에서는 정책 변화와 COVID-19의 영향으로 투자가 감소했음에도 불구하고 중국과 미국의 성장 그리고 베트남의 발전차액지원제도(feed-in tariff, FIT)의 상당한 증가가 이러한 감소를 상쇄하였다. 전 세계적으로는 2013년부터 2021년 사이에 714GW의 태양광 PV 및 집광형 태양 에너지 발전(concentrated solar power, CSP) 용량이 추가되었으며, 특히 2021년에는 중국, 유럽, 터키, 멕시코에서 대규모 태양열 난방 설비의 설치가 눈에 띄게 증가하였다.
2.1.1. 태양광
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의 [[태양광 발전#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[태양광 발전#|]] 부분을| 스완슨의 법칙은 설치 용량이 두 배로 증가할 때마다 태양광 모듈 가격이 약 20% 하락한다는 사실을 태양광 발전의 학습률(learning rate)이라고 정의한다. |
태양광 발전은 포토볼테익스(photovoltaics)라는 용어로 자주 사용되며 일반적으로 줄여서 PV라고 부른다.
태양광 시스템(PV system)은 태양전지들을 모듈 형태로 배열한 패널로 구성되며, 광전효과를 통해 빛을 직류(DC) 전기로 변환한다. PV는 여러 가지 장점을 가지고 있어 현재 가장 빠르게 성장하는 재생 에너지 기술이다. 주요 장점으로는 비용이 저렴하고 유지관리가 용이성하고 확장성(scalability)이 가능하여 수요 증가에 따라 기존 PV 설비에 쉽게 추가할 수 있다. 그러나 주요 단점으로는 흐린 날씨에서의 낮은 발전 효율이 있다.
PV 시스템은 규모에 따라 다양한 형태로 존재한다. 소규모 주거용 및 상업용 건물 옥상 또는 건물일체형 설비부터 대규모 발전소에 이르기까지 다양하다. 일반 가정의 태양광 패널은 단독으로 가정에 전력을 공급할 수 있으며, 전력망(grid)에 연결된 경우에는 다른 지역의 수백만 패널과 함께 통합되어 운영할 수도 있다.
세계 최초의 유틸리티 규모의 태양 에너지 발전소는 1982년 캘리포니아 주의 헤스페리아(Hesperia)에 ARCO에 의해 건설되었다. 그러나 당시 이 발전소는 수익성이 없어서 8년 만에 매각되었다. 이후 수십 년 동안 태양전지의 효율성은 크게 향상되었고 비용은 저렴해졌다. 그 결과, 2010년 이후 태양광 발전의 채택은 기하급수적으로 증가하였고, 전 세계 발전 용량은 2015년 말 230GW에서 2021년 890GW로 급증하였다.
PV는 2016년부터 2021년 사이에 중국에서 가장 빠르게 성장하여, 이 기간 동안 560GW의 설비를 추가했으며, 이는 선진국 전체의 총합보다 많은 수치이다. 현재 세계에서 가장 큰 태양 에너지 발전소인 거얼무 태양광 파크를 포함해, 세계 10대 태양광 발전소 중 4곳이 중국에 위치하고 있다.
태양광 패널은 전자 쓰레기 문제를 줄일 뿐만 아니라 채굴을 해야 얻을 수 있는 재료의 원자재로서 재활용된다. 그러나 이러한 재활용 사업은 아직 초기 단계이며 프로세스를 개선하고 사업 규모를 향상시키기 위한 노력이 지속되고 있다.
2.1.2. 태양열
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의 [[태양열 발전#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[태양열 발전#|]] 부분을햇빛을 직접 전기로 변환하는 태양전지와 달리, 태양열 시스템은 햇빛을 열로 변환한다. 태양열 시스템(solar thermal system)은 거울이나 렌즈를 사용하여 햇빛을 한 곳으로 집중시키고, 이 빛을 흡수하는 수신기(receiver)를 통해 물 저장고를 가열한다. 이렇게 가열된 물은 가정에서 온수로 사용될 수 있다. 태양열의 장점은 저장된 온수를 필요할 때까지 보존할 수 있어 별도의 에너지 저장 장치 없이도 활용이 가능하다는 점이다.
태양열 발전은 태양열을 통해 가열된 물에서 생성된 증기를 이용해 터빈을 구동하여 전기로 변환할 수도 있다. 그러나 이러한 방식으로 전기를 생산하는 것은 태양광 발전소에 비해 비용이 훨씬 많이 들기 때문에 오늘날 실제로 운영 중인 태양열 발전소는 매우 적은 편이다.
2.1.3. 부유형 태양광
부유형 태양광은 수면 위에 떠 있는 태양광 패널을 의미한다. Floating photovoltaics (FPV), Floatovoltaics 로 불린다.부유형 태양광 패널은 육상 부지에 비해 임대 비용이 저렴하며, 수면의 냉각 효과로 인해 모듈 온도가 낮게 유지되어, 동일 조건에서 육상 대비 효율이 상승하는 경향이 있다. 모듈의 차폐성으로 인해 수면 증발량 또한 감소되어 증발량 절감, 조류 번식 억제에도 효과가 있다고 알려져 있다.
다만 부유체, 계류 시스템, 방수/내식 설비 등이 추가적으로 필요하여 육상 태양광보다 초기 제작 비용이 높으며, 유지보수 비용도 상대적으로 높다. 또한 수질 조건에 따라 내구성 확보가 균일하지 않고, 태풍·폭풍우 등 재해 상황에서 계류 안정성은 현재 기술 수준에서 제약이 존재하므로 산업적 측면에서 어느 정도 구조적 한계가 존재한다.
2.1.4. 농업용 태양광
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의 [[영농형 태양광#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[영농형 태양광#|]] 부분을농업용 태양광은 농업과 에너지 생산을 농장에서 병행하는 것을 뜻한다. 토지의 복합 활용을 통해 농가의 전력 자급률 제고 및 추가 수익 창출로 이어질 수 있다. 다만 초기 설비 투자비용이 크고, 패널 설치로 인한 광량 차단이 작물 선택 폭을 제한하거나 수확량 저하로 연결될 수 있으며, 태양광 발전 특성상 출력 변동성이 커 전력 공급 안정성이 낮아지는 문제가 존재한다.[7]
2.2. 풍력
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의 [[풍력 발전#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[풍력 발전#|]] 부분을| 시간 경과에 따른 지역별 풍력 발전량 |
| 설치 용량 및 기타 주요 설계 매개변수 | 값과 연도 |
| 전 세계 전력 발전 용량 | 1,017.2 GW (2023) [8] |
| 전 세계 전력 발전 용량 연간 성장률 | 13% (2014-2023) [9] |
| 전 세계 전력 생산 점유율 | 7.8% (2023) [5] |
| 메가와트시당 평준화 비용 | 육상 풍력: USD 30.165 (2019) [11] |
| 주요 기술 | 풍력 터빈, 풍차 |
| 주 응용 분야 | 전기, 양수(풍력펌프) |
인류는 기원전 3500년경부터 바람 에너지를 이용해 왔다. 20세기 이전까지 바람은 주로 선박을 움직이거나 풍차와 양수기에 동력을 공급하는 데 사용되었다. 오늘날에는 대부분의 풍력은 풍력 터빈을 사용하여 전기를 생산하는 데 활용된다. 현대의 유틸리티 규모 풍력 터빈은 정격 전력이 약 600kW에서 9MW에 이른다. 풍력의 출력은 풍속의 세제곱에 비례해서 달라지므로 풍속이 증가함에 따라 특정 터빈의 최대 출력까지 전력 출력이 증가한다. 바람이 더 강하고 일정한 해상 및 고지대는 풍력 발전소 설치 장소로 적합하다.
2015년 기준으로 풍력으로 발전된 전기는 전 세계 전력 수요의 약 4%를 충당하였으며, 당시 새롭게 설치된 풍력 발전 용량은 약 63GW에 달했다. 유럽, 미국, 캐나다에서는 바람 에너지가 신규 용량의 주요 공급원이었으며, 중국에서는 두 번째로 큰 규모였다. 덴마크에서는 바람 에너지가 전력 수요의 40% 이상을 충당했고, 아일랜드, 포르투갈, 스페인은 각각 거의 20%에 달하는 충당을 했다.
전 세계적으로 바람 에너지의 장기적인 기술적 잠재력은 필요한 모든 실질적인 장벽이 극복되었다고 가정할 때 현재 전 세계 에너지 생산량의 약 5배, 전력 수요의 40배에 달하는 것으로 추산된다. 이를 실현하려면 풍력 터빈을 넓은 지역에 걸쳐 설치해야 하며, 특히 해상(offshore)이나 고지대와 같이 고풍력 자원이 풍부한 지역에 설치해야 한다. 또한 현재 일반적으로 사용되는 수평축 풍력 터빈(horizontal-axis wind turbine, HAWT) 외에도 새로운 유형의 수직축 풍력 터빈(vertical-axis wind turbine, VAWT)을 산업적으로 활용해야 할 가능성이 높다. 해상 풍속은 육상 풍속보다 평균적으로 약 90% 빠르기 때문에 해상 자원은 육상(onshore)에 설치된 터빈보다 훨씬 더 많은 에너지를 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.
2020년 기준으로 풍력 기술 투자액은 1,610억 달러에 달했으며, 2013년부터 2022년까지 육상 풍력 투자가 전체 투자액의 80%를 차지했다. 해상 풍력 투자는 2019년에서 2020년 사이에 거의 두 배로 증가하여 410억 달러에 이르렀는데, 이는 주로 중국의 정책적 인센티브와 유럽의 확장에 기인한 것이다. 전 세계 풍력 발전 용량은 2013년부터 2021년까지 557GW 증가했으며, 용량 추가는 매년 평균 19%씩 증가하고 있다.
2.3. 수력
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의 [[수력 발전소#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[수력 발전소#|]] 부분을| 설치 용량 및 기타 주요 설계 매개변수 | 값과 연도 |
| 전 세계 전력 발전 용량 | 1,267.9 GW (2023) [12] |
| 전 세계 전력 발전 용량 연간 성장률 | 1.9% (2014-2023) [13] |
| 전 세계 전력 생산 점유율 | 14.3% (2023) [5] |
| 메가와트시당 평준화 비용 | 육상 풍력: USD 65.581 (2019) [15] |
| 주요 기술 | 댐 |
| 주 응용 분야 | 전기, 양수 저장(pumped storage), 기계식 발전(mechanical power) |
물은 공기보다 약 800배 더 밀도가 높기 때문에 느리게 흐르는 물줄기나 적당한 수준의 바다 너울(swell)만으로도 상당한 양의 에너지를 생산할 수 있다. 물은 약 90%에 달하는 에너지 변환 효율로 전기를 생산할 수 있는데, 이는 재생 에너지 중 가장 높은 비율이다. 물 에너지를 생산하는 방식에는 다양한 형태가 있다.
- 역사적으로 수력 발전은 대규모 수력 발전 댐과 저수지를 건설을 통해 이루어졌으며, 이런 방식은 개발도상국에서 여전히 널리 사용된다. 이 중 가장 큰 규모는 중국의 싼샤 댐(2003년)과 브라질과 파라과이가 공동으로 건설한 이타이푸 댐(1984년)이 있다.
- 소수력 발전 시스템은 일반적으로 최대 50MW의 전력을 생산하는 수력 발전 설비로, 소규모 강(소하천)이나 대규모 강(대하천)에 대한 저영향 개발(low-impact development) 방식으로 설치된다. 중국은 세계 최대의 수력 발전국으로 45,000개 이상의 소수력 발전 설비를 보유하고 있다.
- 유하식 수력 발전소[16]는 대규모 저수지를 만들지 않고 강의 자연 흐름을 이용하여 에너지를 생산한다. 물은 일반적으로 강 유역을 따라 (수로, 파이프 또는 터널을 사용하여) 계곡 바닥보다 높을 때까지 운반되며, 그런 다음 수압관(水壓管, penstock)을 통해 물이 떨어지면서 터빈을 구동하게 된다. 유하식 발전소는 미국 콜럼비아 강의 치프 조셉 댐과 같이 상당히 많은 전기를 생산할 수 있다. 하지만 대부분 유하식 수력 발전소는 마이크로 수력 발전소(초소수력 발전) 또는 피코 수력 발전소다.
대부분의 수력이 가진 큰 장점은 유연성이 있고 간헐적이지 않다는 것이다. 수력은 필요에 따라 쉽게 조절이 가능하므로 풍력과 태양광의 간헐성을 보완한다. 2021년 기준, 전 세계 재생 수력 발전 용량은 1,360GW에 달했다. 전 세계 수력 발전의 잠재력은 연간 14,000TWh로 추산되지만, 그중 3분의 1만 개발된 상태다.
하지만 새로운 수력 발전 건설 프로젝트는 종종 지역 사회의 반대에 부딪힌다. 이는 지역 사회에 이주를 요구하거나 야생 동물 서식지와 농경지를 침수하는 등의 심각한 영향을 미치기 때문이다. 환경 및 위험 평가를 포함한 인허가 절차로 인한 높은 비용과 긴 리드타임뿐만 아니라 환경적, 사회적 수용이 부족한 것이 새로운 개발에 대한 가장 큰 과제이다.
이러한 여건에서 기존의 오래된 댐을 재가동하여 효율성과 용량을 높이고 전력망에서 더 빠른 대응력을 얻는 것이 각광받고 있다. 예컨대, 1985년에 완공된 미국의 러셀 댐처럼, 상황이 허락하는 경우 기존 댐은 최대 부하가 발생하거나 간헐적인 풍력 및 태양광 발전을 지원하도록 양수 저장식 발전(pumped-storage hydroelectricity, PSH)을 위한 펌프백(pump back) 시설로 개량하는 등 하이브리드 시스템으로 이용할 수 있다.
수요에 따라 전력 생산을 조절할 수 있는 급전 전력(dispatchable power)은 태양 에너지 발전과 풍력 발전처럼 자연 조건에 따라 간헐적인 가변형 재생 에너지(variable renewable energy, VRE)보다 더 높은 가치가 있기 때문에, 캐나다나 노르웨이와 같이 대규모 수력 발전 시설을 갖춘 국가들은 미국이나 독일, 스웨덴처럼 수력 발전이 제한적인 이웃 국가와 전력 거래를 위해 수십억 달러를 들여 전력망을 확장하고 있다.
2.4. 바이오에너지
| 설치 용량 및 기타 주요 설계 매개변수 | 값과 연도 |
| 전 세계 전력 발전 용량 | 150.3 GW (2023) [17] |
| 전 세계 전력 발전 용량 연간 성장률 | 5.8% (2014-2023) [18] |
| 전 세계 전력 생산 점유율 | 2.4% (2023) [5] |
| 메가와트시당 평준화 비용 | 육상 풍력: USD 118.908 (2019) [20] |
| 주요 기술 | 바이오매스, 바이오 연료 |
| 주 응용 분야 | 전기, 난방, 조리, 운송용 연료 |
바이오매스는 살아 있거나 최근까지 살아 있었던 생물체에서 유래한 생물학적 물질로, 일반적으로 식물 또는 식물 유래 자원을 의미한다. 에너지원으로서의 바이오매스는 연소 과정 통해 직접 사용하여 열을 생성하거나, 에탄올과 같은 에너지 밀도가 더 높은 바이오연료로 전환하여 활용할 수 있다. 2012년 기준으로 가장 대표적인 바이오매스 에너지원은 나무이다. 일반적으로 산림 관리나 화재 예방을 위해 벌채된 나무에서 얻으며, 혹은 건축 자재나 톱밥 등 도시 목재 폐기물도 종종 에너지원으로 사용된다.
목재 기반 바이오에너지의 1인당 최대 생산국은 산림 면적이 넓은 핀란드, 스웨덴, 에스토니아, 오스트리아, 덴마크와 같은 산림이 울창한 국가들이다. 그러나 바이오매스의 활용이 항상 친환경적인 것은 아니다. 농작물 생산을 위해 원시림을 파괴하고 농작물 재배지를 조성하는 경우, 생태계가 훼손되고 기존 산림의 탄소 저장 기능이 손실될 수 있다. 특히 팜유 기반의 바이오디젤 수요는 브라질과 인도네시아의 열대우림 파괴와 밀접한 관련이 있다.
바이오매스를 연소할 경우 이산화탄소가 배출되기는 하지만, 탄소 배출량은 일반적인 화석 연료에 비해 상대적으로 적다. 예를 들어, 에너지 1메가줄당(MJ) 화석연료는 75g/MJ의 CO₂를 배출하는 반면, 바이오매스는 약 39g 정도를 배출한다. 다만 이러한 탄소 배출 저감 효과는 산림의 재생 속도가 배출 속도를 따라잡을 수 있을 때에만 유효하다. 그렇지 않으면 탄소 부채가 발생하여 기후 변화 대응 효과가 상쇄될 수 있다.
또한, 일부 바이오매스 자원은 현재의 이용률(2017년 기준)에서 지속 가능한 방식으로 공급될 수 없다는 평가를 받고 있다. 특히 전 세계적으로 바이오에너지 수요가 증가함에 따라 농경지 전용, 산림 감소, 식량 생산과의 경쟁 등 다양한 문제가 동시에 제기되고 있다. 따라서 바이오매스를 재생에너지로서 활용하기 위해서는 올바른 자원 조달 방식과 함께 생태적 지속 가능성을 확보하는 정책 설계가 필요하다.
2.4.1. 바이오연료
| 프랑스 메스에 위치한 열병합 발전소. 45MW 보일러는 폐목재 바이오매스를 에너지원으로 사용하여 3만 가구에 전기와 난방을 공급하고 있다. |
바이오연료(biofuel)는 주로 운송 부문에서 사용되며, 2022년에는 전 세계 운송용 에너지 수요의 약 3.5%를 제공할 것으로 예상되었으며 2010년의 2.7%에서 증가한 수치이다. 특히 바이오제트 연료(biojet fuel)는 장거리 항공편에서 발생하는 이산화탄소 배출량을 단기적으로 줄이는 데 중요한 역할이 될 것으로 예상되고 있다.
목재를 제외한 바이오에너지의 주요 공급원은 바이오에탄올과 바이오디젤이다. 바이오에탄올은 일반적으로 사탕수수나 옥수수와 같은 작물의 당분을 발효시켜 생산하며, 바이오디젤은 콩기름이나 옥수수유처럼 식물에서 추출한 기름으로 제조된다. 대부분의 경우, 이러한 작물은 바이오에탄올과 바이오디젤을 생산을 목적으로 특별히 재배되지만, 2015년 기준으로 바이오디젤 생산에 사용된 기름 중 14%는 폐식용유였다.
바이오연료를 생산하는 데 사용되는 바이오매스는 지역마다 차이가 있다. 미국에서는 옥수수가 주된 원료이고, 브라질에서는 사탕수수가 지배적이다. 유럽연합에서는 바이오에탄올보다 바이오디젤의 비중이 더 높으며 주로 유채유와 팜유를 사용하고 있다. 중국은 주로 옥수수와 밀을 사용하는데 비교적 훨씬 적은 양의 바이오연료를 생산하고 있다. 많은 국가에서 바이오연료는 보조금의 지원을 받거나 연료 혼합물(fuel mixtures) 의무제로 인해 일정 비율 이상 포함되도록 규정되어 있다.
이외에도 아직 대규모로 적용하기 어렵거나 틈새시장에 국한되어 있는 바이오에너지의 공급원은 많이 존재한다. 예를 들어, 바이오에탄올은 오늘날 흔히 볼 수 있는 것처럼 씨앗만으로 생산하는 것이 아니라 작물의 셀룰로스 부분에서도 생산될 수 있다. 단수수(sweet sorghum)는 다양한 기후에 대한 내성이 뛰어나기 때문에 바이오에탄올의 유망한 대체 공급원이 될 수 있다. 소똥 또한 메테인으로 전환이 가능하며, 조류(algae)는 대부분의 식량 작물보다 약 20배 빠르게 성장하며 거의 모든 곳에서 재배할 수 있고 식량과 경쟁하지 않는 매력적인 장점 때문에 조류 연료(algae fuel)가 활발하게 연구되고 있다.
2.5. 지열 에너지
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의 [[지열 발전#s-|]]번 문단을#!if 문단 == null & 앵커 != null
의 [[지열 발전#|]] 부분을| 설치 용량 및 기타 주요 설계 매개변수 | 값과 연도 |
| 전 세계 전력 발전 용량 | 14.9 GW (2023) [21] |
| 전 세계 전력 발전 용량 연간 성장률 | 3.4% (2014-2023) [22] |
| 전 세계 전력 생산 점유율 | <1% (2018) [23] |
| 메가와트시당 평준화 비용 | USD 58.257 (2019) [24] |
| 주요 기술 | 건증기, 플래시증기, 이진사이클 발전소 |
| 주 응용 분야 | 전기, 난방 |
지열 에너지는 지구의 지각에서 추출하는 열 에너지(thermal energy)이다. 이 열은 여러 원천에서 비롯되는데, 가장 중요한 것은 지구의 내부 광물들의 느린 방사성 붕괴이며, 지구 형성 당시 남은 열도 일부 포함된다. 어떤 열은 지각의 표면 근처에서 생성되지만, 일부는 맨틀과 핵처럼 지구 깊은 곳에서부터 흐른다.
지열 에너지 추출은 주로 지구의 뜨거운 맨틀이 더 잘 노출되는 지각판 가장자리에 위치한 국가들에서 실행 가능성이 높다. 이런 지역에서는 지구의 뜨거운 맨틀이 더 가까이 노출되어 있기 때문이다. 2023년 기준으로 미국이 2.7GW(미국 전체 에너지 용량의 0.2% 미만)로 가장 많은 지열 발전 용량을 보유하고 있으며, 그 뒤를 인도네시아와 필리핀이 잇는다. 2022년 기준 전 세계 지열 발전 용량은 15GW였다.
지열 에너지는 아이슬란드처럼 거의 모든 에너지가 재생 가능한 곳에서처럼 주택 난방에 직접 사용될 수도 있고, 전기를 생산하는 데 쓰일 수도 있다. 아이슬란드는 풍부한 지열 및 수력 자원에 거의 전적으로 의존하는 재생 에너지 분야의 세계적인 선두 주자이다.
지열 에너지는 직접 주택을 난방하는 데에도 사용될 수 있으며, 아이슬란드처럼 거의 모든 에너지를 재생 가능 자원에서 얻는 나라에서는 일반적이다. 아이슬란드는 화산 활동과 빙하에서 유래한 풍부한 지열 및 수력 자원을 바탕으로 거의 완전히 재생 에너지에 의존하는 재생 에너지 분야의 세계적인 선두 주자이다. 소규모 지열 발전은 지열 히트 펌프를 통해 가능하며, 이 히트 펌프는 지표에서 수 미터 깊이의 30°C 미만의 지온(地溫)으로부터 열을 추출할 수 있어 비교적 얕은 몇 미터 깊이에서도 사용할 수 있다. 반면, 전기를 생산하려면 대규모 발전소와 최소 150°C 이상의 지온이 필요하다. 몇몇 국가에서는 지열 에너지로 생산된 전기가 전체 전력 생산량에서 큰 비중을 차지하기도 하는데, 예를 들어 케냐는 43%, 인도네시아는 5%에 달한다.
기술의 발전은 향후 지열 발전의 가용성을 더욱 확대할 수 있다. 예를 들어, 인공저류층 지열 시스템(enhanced geothermal systems)은 지구 내부로 약 10km 가량 시추해 뜨거운 암석을 파쇄하고, 물을 통해 열을 추출하는 방식이다. 이론적으로는 이러한 유형의 지열 에너지 추출은 지구 어디에서든 가능하다.
3. 논의
3.1. 필요성
현재 셰일 가스 혁명 이후 재래식 에너지의 확인 가채 매장량이 크게 증가하여 단기·중기적 에너지 고갈 우려는 완화된 상태이다. 다만 가채 매장량 상승과는 별개로 화석연료 의존 비중이 높으면 높을 수록 온실 가스 배출로 인한 지구 평균 기온 상승이 가속화되며, 이에 따라 생태계 변화의 불확실성을 초래할 수 있기에 친환경 에너지(신재생에너지) 전환의 필요성은 여전히 유효하다.신재생에너지의 발전 단가는 과거보다 크게 낮아졌으나, 간헐성으로 인한 전력 공급 안정성 문제가 여전히 제기되고 있으며, 현 단계에서는 재래식 에너지를 전면적으로 대체할 수준에 도달하지 못한 상태다. 또한 국제 정세에서 재래식 에너지 수출을 통해 의존도를 높이고자 하는 패권국의 자원 외교 압력이 존재하기에, 신재생에너지가 단기적으로 재래식 에너지를 전면적 대체할 것이라는 관점은 현실과는 다소 거리가 있다.
그럼에도 불구하고 지구 환경 개선과 생태계 보존, 그리고 인류 사회의 지속적 운영을 위해 신재생에너지 전환은 선택적 수단이 아닌 구조적 필요성에 가깝다. 단기적으로는 화석연료 사용과 병행 운용이 불가피하나, 중장기적 관점에서 재래식 에너지 의존도를 점진적으로 축소할 수 있는 실질적 대안으로 이해되어야 한다.
3.2. 한계
재생에너지는 태양광 발전을 제외하면 대체로 열원을 확보하여 물을 가열하고, 발생한 증기를 이용해 터빈을 구동하는 방식으로 전력을 생산하는 경우가 일반적이다. 다양한 에너지 저장 기술이 존재하나, 발전 방식의 구조적 한계로 인해 효율성이 제한적이며, 또한 전력이라는 산출물의 특성상 대규모·장기 저장에 어려움이 따른다. 따라서 새로운 에너지원 발굴 및 저장 기술의 고도화가 필수적이지만, 각 단계는 기술적·경제적 난제를 동반한다.환경부가 발간한 「2050 탄소중립 시나리오」에 따르면, 경제성이 확보된 재생에너지만으로는 국내 전력 수요의 약 70% 수준을 충당하는 것이 한계로 제시되어 있다. 부족분은 해외에서 수입한 수소를 통해 보완 가능하나, 이는 현재 기준으로 볼 때 다소 비경제적으로 평가된다.#(수소경제 참조).
한편, 재생에너지 발전 단가는 지속적으로 하락해 왔으나, 최근에는 가격 하락 속도가 둔화되면서 경제성 개선 여지가 점차 한계에 가까워지고 있다.
3.3. 분류 논의
천연가스 - 액화석유가스(LPG)는 확실한 화석연료이며, 탄소를 배출한다. 하지만 석탄발전소에 비하면 친환경적이라는 이유로 유럽 녹색분류체계를 비롯해 각국이 이를 포함하고 있다.원자력 - 국제재생에너지기구(IRENA), 미국 에너지 관리청(EIA) 등의 정의에 의하면 원자력은 재생에너지가 아니다. 궁극적으로 우라늄이라는 핵연료를 소모하기 때문. 다만 유럽에서는 2022년 러-우 전쟁 이후 친환경(녹색) 에너지원으로 분류되었으며, 한국은 신에너지로 따로 분류된다.
바이오에탄올 - 바이오에탄올은 바이오매스 에너지의 한 종류로, 재생에너지에 속한다. 국제에너지기구(IEA), 유럽연합(EU), 미국 등에서도 이를 재생에너지로 분류하고 있다. 그러나 식량 자원을 연료로 활용한다는 점에서 논란의 여지가 제기되어 왔다.#
3.4. 발전 비중의 증가
탈원전주의자들은 전 세계의 기준으로 재생 에너지는 매우 빠르게 비중을 확대하고 있어 거스를 수 없는 대세로 자리잡았다는 주장을 제기한다.# 2030년에는 전체 발전 비중의 33%를 차지할 것으로 전망하는 시각도 있다. # 2020년에 재생 에너지 발전 설비 용량은 원자력을 추월했다. #그러나 에너지 저장 체계가 발전하지 못하면, 설비용량은 발전 설비가 출력할 수 있는 최대 출력량을 의미하므로 재생 에너지가 24시간 강한 바람과 강한 햇볕이 내리쬐지 않는 이상 설비용량이 아닌 실질적인 발전량이 중요하다. 원전과 재생 에너지의 발전설비용량이 17퍼센트대로 비슷한데도 전체 발전량에서 원자력은 26.9퍼센트 재생 에너지의 발전량은 7.7퍼센트로 신재생은 이명박 정부을 지나 적극적으로 장려했던 문재인 정부조차 설비용량이 2배 늘었다 하였으나 발전량으로 따지면 1년에 0.5프로의 발전량밖에 늘지 않았다는 것을 의미하며 재생 에너지의 발전량의 안정성은 둘째치더라도 대한민국의 재생 에너지의 발전량 증가는 매우 느리다보니 매우 획기적인 재생 에너지 기술이 나오지 않는한 기후변화 임계점까지 탄소중립은 어려운 상황이다.[25]
4. 국제 현황
- 2016년, 독일은 재생 에너지의 비중이 30%에 달한다. #
- 2020년, 일본이 2050년까지 대체에너지의 비중을 50% 이상으로 달성하기로 정했다. # #
- 2021년, 중국(11.2%)과 일본(10.2%), 몽골(10.6%), 베트남(10.7%), 아르헨티나(10.4%), 헝가리(11.1%), 엘살바도르(12.0%) 등 세계 50개국의 풍력·태양광 발전량 비중이 10%를 넘었다. 한국(4.67%)이다. # #
- 2021년, 2050년에 이르면 세계의 재생 에너지의 발전 비중은 60%에 다다를 것이라는 예측이 나왔다. #
- 2022년, 국제에너지기구 재생 에너지 발전 비중은 중국 29%, 일본 22%, 한국8%, OECD 평균 31.3%이다. # # 브라질(87.5%), 베트남(49.1%), 인도(22%), 인도네시아(18.2%)이다. #
- 2023년, 중국의 재생 에너지 설비용량은 1472GW인 50.4%로, 절반을 넘겼다. # #
- 2024년, 일본 기업들이 자국 정부에 재생 에너지 3배 확대를 촉구하는 정책 권고안을 발표했다.# 일본은 현재 태양광 발전량 세계 4위이다.#
- 2025년, 미국이 정한 국가 에너지원중 재생 에너지는 빠지게 되었다.#
- 2025년, 미국이 50년간 이어온 환경 규제를 무력화 했다. 재생 에너지의 경우, 풍력 에너지를 겨냥해 공공토지와 연방 수역의 풍력발전단지 승인을 중단시켰고, 사유지 프로젝트도 저지하겠다고 발표했다.#
5. 관련 법률
5.1. 대한민국
- 1988년 1월 1일(시행 기준), 대한민국은 "대체에너지 개발 촉진 법안"으로 대체에너지를 분류하고 후원하기 시작한다. 당시엔 태양 에너지, 바이오에너지, 풍력, 소수력, 연료전지, 석탄액화ㆍ가스화, 해양에너지, 폐기물에너지로 꼽았다.
- 2005년 7월 1일(시행 기준), 외국에서 재생(가능)에너지로 논의가 변화하였지만, 여전히 한국은 전략적으로 육성할 분야들이 있어 '신에너지 및 재생 에너지'라고 법안을 바꾼다.
- 2013년 10월 31일(시행 이후), 신에너지와 재생 에너지를 구체적으로 법안 내에서도 구분한다.
- 신에너지: 화석연료를 변환시켜 이용하거나 수소, 산소 등의 화학 반응을 통하여 전기, 열을 이용하는 에너지
- 수소
- 연료전지
- 석탄을 액화/가스화한 에너지 및 중질잔사유를 가스화한 에너지
- 그밖에 대통령령으로 정하는 에너지[26]
- 재생 에너지: 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지
- 신재생에너지법 의안정보 (2021년 3월 24일 의결)
- 신재생에너지법 법안정보 (2021년 10월 21일 시행)
5.2. 일본
- 1980년, "석유대체에너지의 개발 및 도입 촉진에 관한 법률"을 제정했고, 이를 1997년 "신에너지 이용 등의 촉진에 관한 특별조치법"으로 개명했다가, 2009년 "비화석에너지의 개발 및 도입의 촉진에 관한 법률"로 다시 개명했다. 신에너지를 따로 정의하진 않았고, 화석연료를 이용하지 않는 연료, 열, 동력, 전기를 만들 경우를 모두 장려한다. #
- 2003년, "전기사업자에 의한 신에너지 등의 이용에 관한 특별조치법"을 제정했다. 일본판 RPS법으로, 전력판매사업자의 재생 에너지 의무 사용을 담았다. #
5.3. 중국
- 1997년, "에너지절약법"을 제정했다. 에너지 효율 관련 기술은 이곳에 담았다. #
- 2005년, "재생가능에너지법"을 제정했다. 재생 에너지 외에 원자력과 수소를 신에너지로 분류한다. 또한 중국판 RPS법으로, 전력판매사업자의 재생 에너지 의무 사용을 담았다. #
5.4. 대만
- 2009년, "재생 에너지 발전 조례"를 제정했다. #
- 2016년, "온실가스 감축 및 관리에 관한 법률"을 제정했고, 이를 2023년 "기후변화 대응을 위한 법률"로 개명했다. 대체에너지 외에 에너지 효율, 에너지 저장을 담았다. #
- 2022년, ‘2050 탄소 중립 로드맵’ 2025년까지 20%로 확대하고, 2050년에는 60%로 높이는 것을 목표한다.#
5.5. 인도
- 장관급의 신재생에너지부(Ministry of New and Renewable Energy, MNRE)가 있다.
- 2001년 "에너지보존법", 2003년 "전기법"이 내용을 담고 있다. 수소, 건물에너지효율 등을 담고 있다. #
6. 참고문헌 및 출처
6.1. IRENA 2024
국제재생에너지기구(Abu Dhabi: International Renewable Energy Agency, IRENA)의 Renewable Capacity Statistics 20246.2. Global Electricity Review 2024
데이터와 정책을 활용해 청정 에너지 전환을 가속화하는 독립적인 글로벌 에너지 싱크탱크인 Ember(이전 명칭 Sandbag)의 Global Electricity Review 2024 분석 데이터6.3. NREL ATB 2021
미국 국립재생에너지연구소(NREL) 2021, 2021 Electricity Annual Technology Baseline (ATB) Technologies6.4. Electricity
국제에너지기구(International Energy Agency, IEA), 2020. Data Browser section, Electricity Generation by Source indicator, Electricity7. 관련 문서
8. 외부 링크
- 대체에너지(국문위키)
- 재생가능에너지(국문위키)
- Renewable Energy(재생가능에너지, 영문위키)
- '에너지 전환' 정부 정책위키
- 세계 재생 에너지 비율 지도
- 신·재생에너지 해설
- Energypedia
- Renewable Energy Conference
- 제주에너지공사 CFI에너지미래관 - 2010년 5월 개관. '신재생에너지홍보관'에서 이름을 바꿨다.
- 전라남도 신재생에너지홍보전시관 - 2011년 11월 개관. 전라남도청이 있는 무안군에 있다.
- 한국가스안전공사 수소안전뮤지엄 - 2022년 12월 개관. 한국가스안전공사가 충북혁신도시에 건설했다.
[1] 이 차트는 2023년 전 세계 재생 에너지 생산량 데이터를 보여준다. 각 대륙의 주요 재생 에너지 생산국과 수력, 태양광, 풍력, 지열, 바이오매스 등 각 에너지원에서 생산된 재생 에너지 비율을 보여준다. 에너지 연구소(Energy Institute)의 세계 에너지 통계 검토(Statistical Review of World Energy)에서 얻은 데이터를 기반으로, 각 지역별로 40TWh 이상을 생산한 국가를 표시했으며, 나머지 국가는 각 지역의 '기타' 범주로 분류했다. 에너지 연구소는 2023년 현재 세계 에너지 통계 검토를 실시하고 있으며, 1952년부터 세계 에너지 시장에 대한 데이터를 분석하여 에너지 커뮤니티에 시기적절하고 포괄적이며 객관적인 데이터를 제공하고 있다.[2] 대체 에너지는 청정 석탄과 수압파쇄법 같은 기술까지 포함하여 지칭하기도 했다.[3] IRENA 2024, 21쪽[4] IRENA 2024, 21쪽, 2014년-2023년 연평균 성장률.[5] Global Electricity Review 2024[6] NREL ATB 2021, Utility-Scale PV(유틸리티 규모 PV).[7] 태양광 발전량은 계절, 일사량, 기상조건에 따라 크게 변동한다.[8] IRENA 2024, 14쪽[9] IRENA 2024, 14쪽, 2014년-2023년 연평균 성장률[5] [11] NREL ATB 2021, Land-Based Wind(육상 풍력).[12] IRENA 2024, 9쪽, 순수 양수 저장고는 제외.[13] IRENA 2024, 9쪽, 순수 양수 저장고는 제외. 2014년-2023년 연평균 성장률.[5] [15] NREL ATB 2021, Hydropower(수력 발전).[16] 유하식 수력 발전(流下式水力發電, run-of-river hydroelectricity, ROR)이란 용어의 영어 run-of-river를 업계에서는 자연 유하식(自然流下式) 또는 수로식(水路式)으로 번역한 용어를 사용하기도 한다.[17] IRENA 2024, 30쪽[18] IRENA 2024, 30쪽, 2014년-2023년 연평균 성장률.[5] [20] NREL ATB 2021, Other Technologies (EIA)(기타 기술).[21] IRENA 2024, 43쪽[22] IRENA 2024, 43쪽, 2014년-2023년 연평균 성장률.[23] Electricity, 2020. 데이터 브라우저 섹션, 발전원별 발전량 지표.[24] NREL ATB 2021, Geothermal(지열).[25] 이렇게 된 원인은 무지막지하게 좁은 국토와 그나마 있는 땅도 60%가 넘어가는 산지와 지랄맞은 기후의 변화무쌍함, 경제력 대비 비대한 제조업으로 인한 높은 전기 사용량으로 인해 화력이나 원자력만큼 당장 수급하기 쉬운 가성비가 좋은 에너지원을 단기간에 대체하기 어렵다. 이런 문제점을 절감한 우리나라는 다른 국가 대비 핵융합 연구가 상당히 활발히 진행되는 축에 속한다.[26] 현재 시행령상 별도로 정해진 신에너지는 없다.