미국 재생에너지 현황 및 정책
해외정보분석실 박진희([email protected])
▶ 미국의 1차에너지 공급에서 재생에너지가 차지하는 비중은 6.4%, 재생에너지원 중에서 바이오연료 및 폐기물 비중이 4.2%로 가장 큼. 재생에너지 비중은 2040 년에 12.1%에 이를 것으로 전망됨. 전체 발전량에서 차지하는 재생에너지 비중 은 2003년 9.3%에서 2013년 12.9%로 증가했으며, 2040년에 16%로 증가할 것 으로 전망됨.
▶ 미국은 전세계에서 지열 에너지, 수송용 바이오연료, 폐기물에너지 등을 가장 많 이 생산하고 있음.
▶ 재생에너지 관련 정책 및 제도의 수립･집행은 연방정부 부처(내무부, 에너지부, 농업부, 국무부)와 산하 기관(환경보호청, 연방에너지규제위원회 등), 주정부, 자 치단체 등에서 이루어지고 있음.
▶ 미국 정부는 1974년부터 재생에너지 개발 및 보급 정책을 추진했고, 2009년 오 바마 정부 들어서는 경기부양책 일환으로 재생에너지 산업을 육성했음. 특히, 재 생에너지 산업 성장에 있어서 정부의 R&D 지원과 각종 세제 혜택이 커다란 역 할을 하고 있음. 그러나 최근 들어 정부는 각종 세제혜택을 줄이려는 움직임을 보이고 있음.
▶ 재생에너지 신기술 개발이 지속적으로 이루어지는 상황에서 정부의 세제혜택과 같은 지원정책이 계속 유지된다면 미국 재생에너지 산업은 향후에도 성장세를 기록할 것으로 전망됨. 이에 따라 정부의 지원정책 지속 추진 여부가 주된 불확 실 요인으로 되고 있음.
▶ 태양광 발전의 경우에 전체적으로 보급확대를 위한 유인이 약화되는 추세에 있 음. 대규모 태양광 발전은 2017년 이후 크게 감소하다가 2022년부터 회복되고, 소규모 태양광 발전 누적 설비용량은 2030년까지 크게 증가할 것으로 전망됨.
풍력발전 누적 설비용량은 2013년 60GW에서 2030년 134GW로 증가할 것으로 전망됨.
▶ 전문가들은 정부가 투자 유인책으로 미개발 재생에너지원 기술개발 및 보급 지 원, 연방정부와 州정부간 정보･자료 공유, 각종 인증과 환경영향평가와 관련된 행정절차 간소화, 바이오연료 이해당사자와의 긴밀한 협력 증대를 주장함.
1. 재생에너지 수급 현황
ㅇ 미국 재생에너지 생산은 2013년에 140.5백만toe였으며, 2000년 이후 꾸준한 증가세를 보이고 있음.
- 1차에너지 공급에서 차지하는 비중은 6.4%(수력 포함)로 2003년 4.6%에서 1.8p% 증가했음. 재생에너지원별 비중을 보면, 바이오연료 및 폐기물이 4.2%, 수력 1.1%, 풍력 0.7%, 지열 0.4%, 태양에너지 0.1%임.
※ 미국 EIA(2015.3) 자료에 의하면, 2014년 에너지원별 소비는 98.3천TBtu이며,
“재생에너지 생산량은 2000년 이후 꾸준히 증가해 2013년에
140.5백만toe를 기록함”
원별 비중을 보면, 석유 35%, 천연가스 28%, 석탄 18%, 재생에너지 10%(9.6 천TBTu), 원자력 8%임. 재생에너지원별 비중의 경우에 수력 26%, 바이오매스 50%(목재 23%, 바이오연료 22%, 바이오매스 쓰레기 5%), 풍력 18%, 태양에너 지 4%, 지열 2%임. 2001~2014년 동안 재생에너지 소비는 연평균 5%로 증가 해왔음.
- 특히, 지난 10년 동안 풍력 생산량이 가장 빠르게 증가했는데, 2003년 1.0백 만toe에서 14배 증가해 2013년에 14.6백만toe을 기록했음.
- 태양에너지 생산량은 2003년 1.4백만toe에서 2배 가량 증가한 2013년에 2.7백 만toe 기록
- 바이오연료, 폐기물, 지열 생산량은 2003~2013년 동안 각각 30.6%, 6.2%씩 증 가했음. 반면 수력 생산량은 같은 기간 동안 2.6% 감소함.
자료 : IEA(2014)
< 1차에너지 공급에서 재생에너지원별 비중 변화 추이(1973~2012년) >
<2030년까지 1차 에너지 공급에서 재생에너지 원별 발전량 전망>
“특히 풍력 생산량이 가장 빠르게 증가했는데 2003년~2013년까 지 14배 증가함”
ㅇ 미국 정부는 재생에너지 생산이 향후 20년간 빠른 속도로 증가할 것으로 전망함.
- 1차에너지 공급에서 재생에너지가 차지하는 비중은 2013년 6.4%에서 2040년에 12.1%까지 증가할 것으로 전망됨.
- 바이오연료와 폐기물이 여전히 7.9%로 가장 큰 비중을 차지할 것이고, 이어 서 지열 2%, 수력 1%, 풍력 0.8%, 태양에너지 0.5%로 전망됨.
- IEA(2013)의 New Policies 시나리오에 따르면, 1차에너지 공급에서 재생에 너지원 비중은 2011년 7.4%에서 2035년에 14.8%를 차지할 것임.
ㅇ 재생에너지원 발전량은 2003~2013년 동안 연평균 4.6%씩 증가했음. 전체 발 전량에서 재생에너지원 발전량이 차지하는 비중도 2003년 9.3%에서 2013년 12.9%로 증가함.
- 2013년 재생에너지원 총 발전량은 549.3TWh(전년 대비 3.2% 증가)였고, 전체 발전량에서 수력 발전량이 차지하는 비중은 6.3%(재생에너지 발전량 기준으로 수력발전 비중은 약 52%), 그 뒤를 이어 풍력 4%, 바이오연료 및 폐기물 1.7%, 지열 0.4%, 태양에너지 0.4%였음.
- 연방정부는 총 발전량에서 재생에너지 발전량이 차지하는 비중을 2040년에 16%에 이를 것으로 전망함.
2. 재생에너지 부문 관련 주요 기관 및 정책
□ 정부기관
ㅇ 내무부(Department of the Interior, DOI)는 연방, 州, 지역 차원의 재생에너지 개발을 규제하고, 연방 영토 내에서 행해지는 육상 태양에너지, 풍력, 지열 등 의 재생에너지 개발 프로젝트의 승인 업무를 담당함.
- 해상 프로젝트의 경우에 미국 내무부 산하에 해양에너지관리국(DOI Bureau of Ocean Energy Management, BOEM)이 리스(lease), 지역권(easement), 외변 대륙붕(Outer Continental Shelf, OCS)에서 재생에너지 개발 허용 등의 업무를 담당함.
※ 지역권은 소유권이 없는 자가 제한적으로 토지를 제한적으로 이용할 수 있는 권리를 말하며, 보통 일정한 목적을 위하여 타인의 토지(승역지)를 자기토지(요 역지)의 편익에 이용하는 권리를 말함.
- 내무부 산하 개척국(Bureau of Reclamation, USBR)은 국가의 공공 이익에 부합하게 식수와 다른 에너지원을 친환경적 및 경제적으로 관리, 개발, 보호 하는 역할을 함. 동 기관은 약 50여개 수력발전시설을 관리 운영하고 있으며 미국에서 2번째로 큰 수력발전 생산자임.
ㅇ 미국 에너지부(Department of Energy, DOE) 산하의 에너지효율 및 재생에너 지실(Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, EERE)는 재생에너
“재생에너지의 1차 에너지 공급에서 비중은 2013년 6.4%로 미 정부는 2040년에
12.1%까지 증가할 것으로 전망함.”
지 전력 생산, 소비효율, 신뢰도 등을 향상시키기 위한 조사를 실시하고, 관련 행정업무를 담당함.
- 에너지부 산하의 에너지 정책 시스템분석실(Office of Energy Policy and Systems Analysis, EPSA)와 전략프로그램실(Office of Strategic Programs, OSP)은 국가 목표 및 이익에 부합하는 재생에너지 정책을 수립함.
ㅇ 농업부(US Department of Agriculture, USDA)는 바이오연료/바이오에너지 프 로그램 실행을 감독하고, 태양광 패널과 같은 재생에너지 시스템과 에너지 효 율 증진 사업 등에 대한 대출 보증(loan guarantee)과 공여(grant)를 제공함.
- 또한, 농업부는 DOE와 다른 연방정부 기관들과 공동으로 미국 ‘차세대바이 오매스R&D위원회(Advanced Biomass R&D Board)’의 관리하에 재생에너 지 관련 R&D 활동을 실시함.
- ‘차세대바이오매스R&D위원회’는 바이오연료 생산을 확대하기 위해 필요한 연구개발 투자자들에게 정보를 제공함.
ㅇ 환경보호청(Environmental Protection Agency, EPA)은 각종 재생에너지 관련 규제와 보급 프로그램(State and Local Climate and Energy Program 등 포함) 을 감독함.
- 재생에너지 보급 프로그램은 관련 기술지원, 분석기기, 보급확산지원 등을 주 정부, 자치단체 등에 제공함. 이러한 활동을 지원하기 위해 EPA는 주정부 및 자치단체 단위의 청정에너지 개발사업에 대한 금융지원 업무를 지원하기 위 해 ‘금융프로그램결정기법(Financing Program Decision Tool)’을 개발했음. - EPA는 재생에너지 연료 혼합의무화(RFS) 제도를 마련 관리함.
- EPA는 ‘그린파워 파트너십(Green Power Partnership)’ 등과 같은 재생에너 지 사용을 촉진하는 프로그램을 지원함.
- 녹색전력은 태양에너지, 풍력, 지열 등 재생에너지원으로부터 생산한 전력을
뜻하며, EPA는 ‘그린파워 파트너십’을 통해 참여자들이 필요 전력의 일정량
을 녹색전력으로 대체하면 이에 대한 기술지원 등을 제공함.
ㅇ 국립과학재단(National Science Foundation, NSF)은 에너지 분야 연구(태양광 PV, 풍력, 차량용 차세대연료전지, 차세대바이오매스 등) 부문을 포함 기초과 학 및 공학 관련 연구에 자금 지원함. 항공우주국(National Aeronautics and Space Administration, NASA)도 재생에너지 관련 R&D 활동을 수행함.
ㅇ 미국 국무부 산하 에너지자원청(Bureau of Energy Resources, ENR), 에너지 전환(ETR), 대체･재생에너지실(Office of Alternative and Renewable Energy,
ARE)은 대체에너지, 전원 개발과 관련한 에너지전환정책을 지속적으로 추진하기
위해 시장기능을 강화하는 역할을 함.
ㅇ 연방에너지규제위원회(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)는 연
“미국 내무부, 에너지부, 농업부, 환경보호청 등이 연방, 州, 지역 차원으로
재생에너지에 관한 승인, 관련 행정, 조사 등을 담당함”
방정부가 관할하지 않은 수력자원 개발을 승인함. 구체적으로 신규 프로젝트 건설 라이센스 발행, 진행 중인 프로젝트의 라이센스 재발행, 진행 중인 프로 젝트 운영 관리･감독(댐 안전 감독, 환경 감시) 등을 수행함.
ㅇ 개별 州는 재생에너지 공급 의무화 제도(Renewable Portfolio Standard, RPS)를 도입을 결정할 수 있음.
- 州 내에서 운영하는 시설은 일정한 비율만큼 재생에너지를 생산하거나 그렇 지 못할 경우 재생에너지 인증서(renewable energy certificate, RECs)를 구 입해 의무할당량을 채울 수 있음.
□ 재생에너지 정책
ㅇ 미국은 1974년 ‘Solar Heating and Cooling Demonstration Act’을 시작으로 다 양한 재생에너지 개발 및 보급 정책을 추진하고 있음.
- 1992년에 ‘Federal Business Investment Tax Credit(ITC)’(2009년에 개정),
‘Energy Policy Act’(2005년 개정), ‘Federal Renewable Electricity Production Tax Credit(PTC)’(2013년 개정) 도입
- 1994년에 미네소타州에서 ‘Renewable Portfolio Standards(RPS)’(2013년 현 재 29개 州와 워싱턴 DC에서 실행) 도입
- 2002년에 ‘Farm Security and Rural Investment Act’ 제정
- 2006년에 ‘Residential Renewable Energy Tax Credit’(2008년, 2009년 개 정), ‘Solar America Initiative(SAI)’ 도입
･ SAI에서는 태양광을 2015년까지 다른 에너지원과 경쟁할 수 있고, 정부 보
조금 없이 성장할 수 있도록 하는 것을 목표로 설정함.
･ 2011년에 SAI의 후속 프로그램으로 ‘Sunshot Initiative Project’ 발표했고, 이 를 집행하기 위해 2020년까지 연간 2억 달러 투자하며, 이를 통해 R&D, 금 융 부문에 태양광 산업의 경쟁력을 향상시키기 위한 세부 프로젝트를 추진함.
･ Sunshot Initiative Project의 최종 목표는 2017년까지 태양광 발전 시스템 설 치 단가를 1달러/Wp로 낮추고, 2020년까지 1달러/WP 이하로 낮추는 것임. - 2007년에 에너지부에서 ‘Loan Guarantee Programme’, ‘Renewable Fuel
Standard(RFS)’ 도입, ‘Energy Independence and Security Act(EISA)’ 제정
･ 연방정부는 ‘에너지자립 및 안보법(EISA)에 따라 2020년까지 총 발전량에서 차지하는 재생에너지 의무 비중을 15%로 설정했고, 재생에너지 연료 혼합의 무제(Renewable Fuel Standard, RFS) 도입도 규정했음.
- 2008년에 ‘Food, Conservation, and Energy Act’ 제정
- 2008/2009년에 ‘Grants for Production of Advanced Biofuels’, ‘Cellulosic Biofuel Producer Tax Credit’ 도입
“미국 정부는 1974년부터 재생에너지 개발 및 보급 정책을 추진했고, 2009년 오바마 정부 들어서는 경기부양책 일환으로 재생에너지 산업 육성”
- 2009년에 ‘American Recovery and Reinvestment Act(ARRA)’ 제정
･ ARRA에 의하면, 2019년까지 에너지 효율 향상과 재생에너지 R&D 및 보급 분야에 총 272억 달러, 이중 재생에너지 R&D 및 보급 관련 5개 투자프로그 램에 총 89억 달러가 투자될 것임.
･ 재생에너지 산업 육성을 위해 총 209억 달러(직접 보조금 60억 달러, 감세 (10년 동안) 149억 달러)가 투입될 것임.
- 2013년에 ‘Climate Action Plan’ 발표
ㅇ 2009년에 오바마 대통령은 첫 번째 임기 시작과 함께 풍력, 태양에너지, 지열 등에 서 전력 생산을 2008년 수준보다 2배 늘리겠다고 발표했음. 이 목표는 2013년에 달성했으며, 연방정부는 다시 2020년까지 2012년 기준으로 생산을 2배 늘리겠다 고 발표함.
- 오바마 대통령은 2013년 6월 ‘기후변화 대응 계획(Climate Action Plan, CAP)’를 마련하여 기후변화에 적극적으로 대응하려고 했음.
※ 오바마 정부 2기의 에너지 정책은 청정에너지(clean energy)를 중심으로 석유, 가스, 원자력, 청정석탄 등 모든 자원을 활용하는 ‘포괄적 접근(all of the above)’ 전략으로 요약할 수 있으며, 이를 통해 기후변화 대응 계획을 달성하 고자 함.
ㅇ ‘연방 재생에너지 생산세액공제(PTC)’는 발전량 당 일정 금액의 법인세를 공제해
주는 제도임.
- PTC는 1992년 에너지 정책법(Energy Policy Act)에 의해 도입되었고, 이후에 계속 개정되어 가장 최근에는 2009년 경기부양법(ARRA)과 2012년 미국 납세 자의 세금감면법(American Taxpayer Relief Act)에 의거해서 개정됨.
- 해당 프로젝트는 발전량 당 투자비의 일정 금액을 10년간 환급받게 됨.
- PTC 적용 사례는 에너지원 및 설비 유형에 따라 다름. 아래 표는 설비별 건 설 기한과 세금감면금액을 나타내고 있음.
- IRENA(2015)의 ‘Renewable Power Generation Costs Report’에 따르면, 미 국 내 일부 지역의 풍력 발전단가는 정부 보조금 없이 kWh당 0.04달러로 가 격 경쟁력을 갖추고 있으나, 다른 지역의 경우는 PTC를 제외하면 가격 경쟁력을 갖기 어려움.
“재생에너지 생산세액공제(PTC) 는 발전량 당 일정 금액의 법인세 공제”
“재생에너지 발전설비
투자세액공제(ITC) 는 태양에너지, 지열·소형·풍력시설 에 대해 30% 세금 공제”
재생에너지원 건설 시작 시한 세액공제금액
Wind 2013. 12. 31 USD 0.023/kWh
Closed-loop biomass 2013. 12. 31 USD 0.023/kWh
Open-loop biomass 2013. 12. 31 USD 0.011/kWh
Geothermal energy 2013. 12. 31 USD 0.023/kWh
Landfill gas 2013. 12. 31 USD 0.011/kWh
Municipal Solid waste 2013. 12. 31 USD 0.011/kWh Qualified hydroelectric 2013. 12. 31 USD 0.011/kWh Marine and hydrokinetic
(150kW 또는 이상) 2013. 12. 31 USD 0.011/kWh
자료 : IEA(2014), State Incentives for Renewable Energy(DSIRE)
< 재생에너지 생산세액공제(PTC) >
ㅇ 재생에너지 발전설비 투자세액공제(ITC)는 PTC 지원 대상 시설, 태양에너지･지 열･소형 풍력 시설에 대해 30% 세금을 공제함.
- 투자자들은 PTC나 ITC 중 하나를 선택해서 혜택을 받을 수 있음. 단, ITC 를 받기 위해서는 해당 시설이 2005년 12월 31일부터 2016년 12월 31일 사이 에 가동되어야 함.
- 주택용 재생에너지 세액공제(Residential Renewable Energy Tax Credit,
RTC)는 개인에 대한 세금 면제로 주거용 에너지 시설, 태양에너지 발전 시
스템, 소규모 풍력시설, 지열 펌프 등이 대상이 됨.
･ RTC는 2016년 12월 31일 이전에 설치한 운영 중인 시스템의 경비 중 30%
에 해당하는 세금 감면 혜택을 줌.
ㅇ 현재 미국 내 29개 州와 워싱턴 DC가 재생에너지 공급 의무화(Renewable Portfolio Standards, RPS) 제도를 시행하거나 비슷한 제도를 가지고 있음.
州 재생에너지 발전량 비중(%) 목표 연도
하와이 40% 2030
캘리포니아 33% 2020
콜로라도 30% 2020
코네티컷 27% 2020
미네소타 25% 2025
일리노이 25% 2025
자료 : DSIRE(2013)
< 州별 재생에너지 공급 의무화 제도 >
- 오바마 대통령은 2012년까지 발전량의 10%, 2025년까지 25%를 재생에너지로 공급하겠다고 발표했음.
- 캘리포니아州는 모든 전력 소매업자들이 2016년까지 재생에너지 비중을 20%, 2020년에 33%로 의무화하는 것을 목표로 설정했음.
- 이러한 연방정부 및 州 차원의 RPS 제도 도입으로 수력을 제외한 재생에너지
“29개州와 워싱턴 DC는 ‘재생에너지 공급 의무화 제도(RPS)’정책을 시행하거나 비슷한 정책을 가지고 있으며, 각 州별로 재생에너지 발전량 비중 목표를 가지고 있음”
설비용량은 1998~2012년까지 67% 증가하였음.
ㅇ 재생에너지 연료 혼합의무화(Renewable Fuel Standard, RFS) 제도는 2007년에 도입되었으며, 정유기업들과 휘발유, 경유 수입업체들은 수송용 연료에 바이오연료 를 혼합하여 공급하는 것을 의무화함.
- RFS 제도는 주로 옥수수에서 정제되는 에탄올이 혼합연료의 재료로 가장 많이 사 용되지만, 목질계 바이오연료(cellulosic ethanol)과 같은 차세대 바이오연료의 사 용도 의무화하고 있음(인사이트 제15-10호(3.20일자) p.43 참조).
- 2008년 90억 갤런에서 2022년까지 총 360억 갤런을 사용하는 것을 목표로 함.
3. 재생에너지원별 개발 현황
ㅇ 수력, 풍력, 바이오매스, 지열, 태양에너지는 2013년 발전량에서 약 12.9%를 차지 했음. 그중 수력이 52%로 가장 컸고, 그 뒤로 풍력 32%, 바이오매스 목재 8%, 바이오매스 폐기물 4%, 지열 3%, 태양에너지 2% 순이였음.
- 1990년 이후 수력을 제외한 재생에너지원 생산이 4배 이상 증가했는데, 이 에 따라 미국은 세계에서 수력을 포함하지 않은 재생에너지원 발전량이 큰 국가 중 하나로 되었음.
- 풍력 발전량도 빠르게 증가했는데, 이는 연방정부의 재정 지원과 재생에너지 공급 의무화 제도 도입 및 시행에 기인한 바 컸음.
- 향후, PTC 연장 여부가 불확실해지면서 육상 풍력 개발 사업은 잠시 감소했 으나, 2013년 초에 PTC의 1년 연장이 결정되면서 2014~2015년 동안 육상 풍 력 파이프라인 프로젝트 계획 추진이 재개되고 있음.
- 미국 재생에너지 개발 및 보급은 州 차원에서 추진되고 있으며, 캘리포니아州와 뉴저지州는 재생에너지부문에 커다란 인센티브를 제공하고 있음.
자료 : IEA(2014)
< 수력 제외한 재생에너지원별 발전량 변화 추이(1990~2013년) >
“1990년 이후 수력을 제외한 재생에너지원 생산이 4배 이상 증가”
□ 수력
ㅇ 총 발전량에서 수력 발전이 차지하는 비중은 최근 몇 년간 다른 재생에너지원에 비 해 감소하였음. 2013~2017년 동안 신규 수력 발전 설비용량은 1.4GW로 계획됨.
- 수력 발전량은 2013년 269TWh, 설비용량은 78.2GW(전세계 순위 3위)였음.
- 개척국(Bureau of Reclamation, USBR)이 운영하는 약 50여개 수력발전 플 랜트는 연간 400억 kWh를 생산함. 조사에 따르면 현재 전력을 생산하지 않 는 댐은 잠재적으로 12GW 발전능력을 갖고 있는 것으로 추산됨.
- 그러나 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory, ORNL)는 알 래스카州와 하와이州를 제외하고 약 61GW 발전시설이 전력을 생산할 수 있는 것으로 조사했음.
- 이렇게 조사 기관에 따라 잉여 발전능력에 대한 수치가 크게 다른 것은 경제적 변수의 반영 여부에서 비롯됨.
ㅇ 소수력 발전의 경우에 미국은 30MW 이하의 설비용량을 소수력 발전으로 구분하 고 있음. 미국의 소수력 발전 설비용량은 6,785MW로 중국에 이어 세계 2위임.
ㅇ 미국을 포함한 북미지역에서는 향후 기존 수력발전소에 대한 현대화를 중심으로 수력개발이 이루어질 것임.
□ 풍력
ㅇ 2013년에 세계 풍력발전 신규 설치 규모는 감소했는데, 주된 원인은 미국의 정책
적 불확실성과 유럽의 경기침체에 있었음. 특히 미국 PTC 제도의 불확실성이 크 게 작용했음.
- 미국 풍력발전 설치용량은 2012년에 13,124MW에서 2013년에 1,084MW로 약 12,040MW 만큼 감소했음. 2013년 말 현재 10GW 이상 설치된 국가는 미 국을 포함해서 중국, 독일, 스페인, 인도, 영국 등임.
･ 미국 GEWind社는 2012년에 전세계 풍력터빈 시장의 15.1%를 차지하여 세 계 1위를 차지했으나, 2013년 미국 풍력시장 침체로 2위로 물러났음.
- 현재 12개 州가 미국 전체 풍력 발전량의 80%를 차지함. 아이오와州는 지역 내 전체 발전량에서 풍력 비중이 27.4%로 상당히 높은 편이며, 사우스다코다州는 26%임.
- 해상 풍력단지 건설이 미국 북동부지역에서 계획 추진되고 있음. 30MW 규모 심해 해상 풍력단지와 68MW 규모 천해 해상 풍력단지 건설이 진행 중이며, 2 개 프로젝트는 2016년에 완공을 목표로 하고 있음.
“그러나 수력 발전 비중은 감소하는 추세이며, 풍력 발전량은 2013년에 전년 대비 19%
증가함”
자료 : IEA(2014)
< 미국 지역별 풍력 발전량(2013년 3월, 2014년 3월) >
ㅇ 세계적으로 풍력발전 기술개발은 대형화, 해상, 저풍속･혹한지역 대응 등으로 이루 어지고 있음.
- 현재까지 시장 동향 및 기업의 기술 수준을 볼 때, 육상용은 2~3MW급, 해상용 은 5~7MW급이 시장의 주력 기종으로 되고 있음. GE 등과 같은 선진 풍력발전 제조사들은 이미 저풍속 풍력시스템을 상용화하여 운영 중임.
･ 육상에서의 환경규제, 소음 및 진동에 따른 민원, 육상 공간상의 제약 등을 해소하기 위해 해상지역으로 확대되고 있음. 특히 해안에서 멀리 떨어진 심 해에 대단위 단지 형태로 추진될 것으로 전망됨.
･ GE는 3.6MW급 해상 풍력발전 기술을 상용화하였음.
ㅇ 미국 DOE는 2011년 발간한 ‘국가 해상풍력 전략(National Offshore Wind Strategy)’을 통해 해상 풍력 개발을 촉진하기 위한 계획을 수립하고, 기술개발과 파트너십을 통해 시장진입 장벽을 없애려고 함.
□ 태양에너지
ㅇ 세계 태양광 시장을 주도하던 대규모 태양광발전(Utility) 시장은 2015년 이후 점 차 감소할 것으로 전망되며, 가정용 및 상업용에 사용될 수 있는 소규모 태양광발 전 시장이 빠르게 확대되고 있어 향후 전세계 태양광 시장을 주도할 것으로 전망 됨. 최근 들어 미국을 중심으로 자체적으로 에너지를 생산하고 소비하는 소규모 태 양광 발전 시장이 성장하고 있음.
- 미국 태양광 시장은 주로 캘리포니아州와 뉴저지州를 중심으로 성장해 왔는데, 최근 들어 펜실베이니아, 뉴욕, 애리조나, 콜로라도州에서 태양광 시스템 보급량 이 증가하고 있음. 연간 50MW 이상 보급한 州는 2009년에 2개 주에서 2011 년에 8개 州로 증가하기도 했음.
“해상 풍력단지 건설이 미국 동북부 해상지역을
중심으로 건설되고 있음”
2011년에 태양광 시스템 설치 실적이 2010년과 비교해서 109% 증가한 1,855MW였음.
- 지난 몇 년 동안 중형 규모 상업용 시스템 보급이 미국 태양광 시장의 50% 이 상을 차지했었음. 2011년에 지붕형 시스템과 대규모 태양광 시스템 프로젝들이 빠른 증가세를 보였음.
･ 2013년에 설치된 태양광 발전소의 절반이 남서부 지역의 대규모 프로젝트
형태로 건설되었음.
･ 그러나 발전사들의 RPS 기준을 상당 부분 충족시킴에 따라 대규모 프로젝트 개발은 점차 줄어들 것으로 전망됨.
- 세금공제 및 전력요금상계제도(Net metering)를 통해 일반 소비자는 태양광 발 전을 통해 생산된 전기를 자가 소비보다는 보다 비싼 가격으로 전력회사에 판매 할 수 있는데, 이것이 태양광 시장 성장에 크게 기여하고 있음.
･ 캘리포니아州는 최근에 전력요금상계제도 적용을 연장(당초 2014년 중단 예 정)하였고, 용량제한 산정방법을 명확히 하여 무제한 전력요금 상계제도 적 용기반을 마련하였음.
･ 리스금융 활성화로 인해 제3자 소유의 가정용 태양광 수요가 증가하고 있음. - 결정질 실리콘 기반 태양전지가 세계 시장을 계속 지배하고 있는데, 미국 시장을
중심으로 성장하고 있음.
ㅇ 태양열 시장은 재생에너지원 중에서 비교적 빠른 1970년대 말부터 조성되었음. 미 국에서는 2013년에 800MW 용량의 태양열 발전 시스템이 가동 중이며, 추가로 건설 중인 것이 1,000MW, 개발 중인 것이 4,000MW 정도 됨.
※ 태양열 에너지는 태양으로부터 오는 태양 복사광선을 흡수하여 열에너지로 변환해서 직접 이용하거나 저장했다가 필요시 이용하는 방법과 복사광선을 고밀도로 집광해서 열발전 장치를 통해 전기를 생산하는 방법이 있음. 대부분의 경우에는 태양 복사에너 지를 열에너지로 변환해서 사용하고 있음.
- 전세계적으로 태양열 시스템이 가장 많이 보급된 국가는 중국과 미국임.
- 2013년 말 현재 전세계적으로 태양열 시장의 85% 이상을 주거용 태양열 시스
템이 차지하고 있음. 최근에는 태양열시스템은 각각의 건물, 주차장 등에 설치하 고 시스템을 하나의 대규모 시스템으로 통합하는 추세임.
ㅇ 태양에너지 발전량은 2013년에 14TWh(2008년 대비 2배 증가), 설비용량은 13GW(2008년 대비 15배 증가)였음.
- 2013년 연방정부의 세액공제와 州정부의 투자유인책으로 5GW 태양광 발전시
설이 추가로 설치되었음.
- 태양열 발전(solar thermal electricity, STE)의 경우에 2013년에 0.4GW, 2014년에 0.6GW가 신규로 도입됨.
- 州별로 보면, 캘리포니아州가 태양광 발전량이 큰 편이고, 그 뒤를 애리조나
“미국 태양광 시장은 주로 캘리포니아州와 뉴저지州를 중심으로 발전”
“2013년 태양에너지 발전량은 2008년 대비 2배, 설비용량은 15배 증가”
州, 노스캐롤라이나州가 잇고 있음.
･ 애리조나州와 뉴저지州의 태양광 발전량이 2013년에 전년도와 비교해서 약간 감소했지만, 노스캐롤라이나州와 매사추세츠州에서는 증가했음.
- EIA(2015.4)는 2012~2040년 동안 태양에너지 개발이 연평균 7.5% 증가해 서 재생에너지원 중에서 가장 빠른 성장세를 보일 것으로 전망함.
州 풍력(MW) 州 태양광(MW)
캘리포니아 269 캘리포니아 2,621
캔자스 254 애리조나 421
미시건 175 노스캐롤라이나 335
텍사스 141 매사추세츠 237
네브래스카 75 뉴저지 236
아이오와 45 하와이 146
콜로라도 32 조지아 91
매사추세츠 3 텍사스 75
알래스카 3 뉴욕 69
인디아나 1 콜로라도 56
자료: IEA(2014)
< 미국 상위 10개 州 풍력･태양에너지 발전용량(2013년) >
□ 지열
ㅇ 미국은 세계 지역발전 산업을 주도하고 있음. 정부, 연구기관, 그리고 기업은 지열 자원을 효과적으로 활용하기 위한 탐사와 DB 구축에 많은 투자를 하고 있음. - 지열자원 최적 이용 기술, 심부 시추기술, 저온 지열발전 사이클의 효율 향상 기
술, 인공지열 저류층 생상기술(Enhanced Geothermal System, EGS) 기술 등에 서 R&D 활동이 활발히 이루어지고 있음.
※ EGS는 지하 5㎞ 내외까지 시추를 한 뒤 인위적으로 물을 주입, 지열에 의해 가열된 인공 지열수를 활용함.
- 에너지부는 EGS 지열발전 관련 R&D 지원 규모를 증대시키고 있음.
ㅇ 미국의 지열발전 설비용량은 약 11.8GWe, 현재 건설 중인 것을 감안하면 2017년 에 약 13.4GWe로 전망됨. 전세계적으로 미국에서 가장 많은 지열 발전시설이 보 급되고 있음.
- 2013년에 약 3.4GWe이 새롭게 보급되었음. 대부분의 지열 발전은 캘리포니아 州(2,700MW), 네바다州(426MW)에서 이루어지지만, 알래스카, 하와이, 아이 다호, 오르간, 유타 등에도 지열 발전시설이 있음.
- 지열 개발은 1960년대부터 시작되었고, 이후 지속적인 기술개발이 있었음.
미국에서는 건증기 지열발전이 약 47%(1,585MW)로 가장 많고, 플래쉬 증 기 지열발전이 약 29%(997MW), 그리고 바이너리 사이클 지열발전이 약
24%(804MW)를 차지함. 최근에는 태양열 발전과 조합하는 하이브리드 방식
“미국은 세계 지역발전 산업을 주도하고 있으며, 전세계적으로 가장 많은 지열
발전시설을 보유”
- 2008년 미국 지질조사국(United States Geological Survey, USGS)은 미국 서 부지역에 30GW 규모의 미발견 지열 자원이 있는 것으로 추산했음.
ㅇ 미국은 전세계 지열 시장을 선도하는 국가이며, 약 30여 개의 세계적 열펌프 기업 이 존재함. 환경보호청(EPA)는 지열 열펌프 시스템이 현존하는 냉난방 기술 중에 서 가장 에너지 효율적이고, 친환경적이라고 발표함.
- 지열은 2003년부터 2013년까지 22.3% 증가했으며, EIA(2015.4)는 지열 개발 이 연평균 5.4%씩 성장할 것으로 전망함.
- 주요 열펌프 기업으로는 Econar, Carrier, ClimateMaster, FHP Manufacturing, Trane, WaterFurnace 등임.
- 지열 열펌프 시스템은 주거용 건물, 중대형 건물, 산업현장, 시설원예 등 다양한 분야에서 적용할 수 있음.
- 미국의 지열 열펌프 보급 대수는 약 250만대로 전세계적으로 가장 많음.
□ 바이오에너지
ㅇ 바이오에너지 생산에 활용 가능한 원료로는 곡물, 목질계, 유기성 폐기물, 해양 바 이오매스 등이 있으며, 열화학 또는 생물 공정을 통해 열, 전기, 수송용 바이오연료 등으로 전환되어 활용됨.
- 현재 전세계 수송용 바이오연료 시장의 40%을 미국이 차지하고 있음. 그러나 상 당히 적극적으로 추진했던 목질계 원료로부터 바이오연료 생산 공정의 상용화가 제대로 이루어지지 않고 있어서 2019년까지는 바이오연료 시장 확대가 어려울 것으로 전망되고 있음.
- 미국 정부는 기후변화 대응 차원에서 자국 특성에 맞는 바이오에너지 생산기술 을 개발 보급하는데 노력하고 있는데, 특히, 휘발유 대체 연료인 바이오에탄올 생산에 적합한 생물학적 전환 공정기술 개발을 지원하고 있음.
･ 목질계 에탄올 생산기술은 현재 미국에서 시범공정 단계에 있으며, 부존 농 임산 부산물을 원료로 사용해서 바이오에탄올을 생산하는 상용화 공정기술을 확보하기 위해 노력 중임.
- 현재 미국의 많은 벤처기업들이 미세조류를 활용한 바이오연료 생산기술 개발을 위해 고효율 배양 공정 및 미세조류의 바이오디젤 전환 기술 개발을 위해 연구 중임.
ㅇ 폐기물에너지는 원료로 활용되는 폐기물의 종류와 적용되는 에너지화 기술 그리고 다양한 최종 생성물에 따라 여러 가지 가치사슬로 이루어짐. 미국은 전세계에서 폐 기물에너지 생산량이 가장 많은 국가임.
※ 폐기물에너지화 기술은 소각열 이용기술과 폐기물을 물리화학적으로 가공하여 화석연 료와 비슷한 연료로 생산하는 기술로 구분됨.
- 미국은 2005년 기준으로 폐기물에너지를 61억 GJ 생산하여 전세계 생산량의
“지열개발은 1060년대부터 시작되었고, 이후 기술개발이 꾸준히 이루어지고 있음”
“미국은 전세계에서 수송용
바이오연료와 폐기물에너지를 가장 많이 생산하고 있음”
23%를 차지했었음. 2008년에는 86개 폐기물에너지화 시설에서 연간 2,900만톤 의 생활폐기물을 소각하여 2.3GW 전기를 생산했음.
- 미국 정부는 1978년에 PURPA(Public Utility Regulatory Policies Act)을 제 정하였는데, 이는 발전사업자가 일정한 자격을 구비한 설비에서 생산된 신재생에 너지, 특히 80MW 이하의 소규모 설비에서 생산된 전력을 적절한 가격에서 구 매할 수 있도록 했음. 또한 전력생산자에게는 일반 발전설비에 적용되는 규제를 완화했음.
･ 그러나 전력회사에서 매입하는 가격이 점차 하락하면서 1990년 후반부터 신 규 설비가 크게 감소하기 시작하여 1995년부터 2006년까지 신규 소각로 건 설은 거의 없었음.
･ 미국은 1980년대 후반부터 DOE 지원 자금으로 폐기물소각기술에 활발한 연 구가 이루어졌고, 폐기물에너지 생산규모가 세계 최대인 대규모 폐기물에너 지 생산시스템이 개발되었음.
･ 2010년 현재 하루에 1,000~3,000톤 정도의 폐기물을 소각하는 수십 개의 초
대형 소각로가 가동되고 있음.
- 최근 들어 정부는 다시 소각정책을 장려하고 있으며, 2010년 현재 2,900만톤의 생활폐기물이 폐기물에너지화 시설에서 이용되고 있는 것으로 나타남.
- 미국의 고형연료 시설은 소각시설에 포함되어 있는 경우가 많으며, 이는 처리공 장에서 폐기물이 반입되면 파쇄와 이물질 선별 등의 간단한 전처리 과정만을 거 쳐 비선형 고형연료로 제조한 다음, 같은 부지 내 소각시설에서 연소시키기 때문 임.
ㅇ 2013년 바이오전력 설비용량은 15.8GW로 전년보다 0.8GW 증가했으며, 바이오 전력 생산량은 60TWh로 전년 대비 3.9% 증가했음. 바이오전력 생산 전원은 고체 바이오매스 비중이 2/3로 가장 크고, 매립가스 16%, 도시폐기물(고체) 12%, 기타 폐기물 6% 순임.
ㅇ 미국 내 바이오연료 생산이 증가하면서 2002~2013년 동안 바이오매스 소비는 60% 이상 증가했음.
- 2013년에 바이오매스 소비는 전체 재생에너지 소비의 절반 정도를 차지했고,
전체 미국 에너지 소비에서 5%를 차지함.
- 폐기물 사용이 목재 사용보다 더 많았는데, 이는 대부분의 바이오 폐기물은 전력과 산업용으로 사용되고, 목재는 산업용으로 사용되기 때문임.
- 25개 州에 총 86개 폐기물 발전시설이 있으며, 주로 북동부지역에 위치함.
이들 시설의 총 발전능력은 2,720MW임. 1995년 이후 신규 사업은 추진되 지 않았지만, 기존 시설의 확충 사업은 있었음.
- 2005년에 ORNL 연구기관이 조사한 미국의 바이오매스자원 평가에 따르면,
“미국 내
바이오연료 생산이 증가하면서 2002-2013년 동안 바이오매스 소비가 60% 이상 증가”
”
4. 전망
ㅇ 향후 미국의 재생에너지 산업은 지속적으로 성장할 것으로 전망되는데, 연방정 부 및 州정부 차원의 각종 지원정책과 재생에너지 공급 의무화 제도 등이 이 러한 성장세를 견인할 것임. EIA(2015.4)는 재생에너지 발전량이 총 발전량에 서 2040년까지 18% 차지할 것으로 전망함.
ㅇ 그러나 연방정부의 재생에너지 투자에 대한 조세 유인책이 언제까지 지속될 수 있 는지 불확실함.
- 태양광 발전의 경우에 전체적으로 보급확대를 위한 유인이 약화되는 추세에 있음. 대규모 태양광 발전은 2017년 이후 심한 침체를 경험한 이후 2022년부터 회복세 로 돌아설 것으로 전망됨. 반면, 소규모 태양광 발전 누적 설비용량은 2013년 6GW에서 2030년에 156GW로 크게 증가할 것으로 전망됨.
･ 연방정부의 ITC가 투자비의 30%에서 2016년 이후 10%로 축소될 예정임.
PTC 연장 여부에 대한 불확실성으로 2013년에 육상 풍력사업이 위축된 바 있었음. PTC 이외에 투자유인책인 ITC와 RTC도 2016년까지 집행되는 것으 로 되어 있는데, 이후에 지속 여부가 중요한 변수임.
･ 또한, 州정부의 전력요금상계제도 도입에 대규모 발전사업들이 반발하여 부 과금을 징수할 움직임도 보이고 있음.
･ 대규모 발전사업자 대부분은 자체적인 RPS 의무이행이 가능한 것으로 알려 져 태양광 보급확대가 제한적일 것으로 예상됨.
- 2000년 이후 PTC 종료 연장에 대한 결정 번복으로 풍력발전 시장의 불확실성
이 확대되고 있음. 2016년까지 PTC 적용이 결정됨에 따라 2015년 말까지 풍력 발전 신규 건설이 이루어질 전망임.
･ 풍력발전 누적 설비용량은 2013년 60GW에서 2030년 134GW로 증가할 것 으로 전망됨.
･ 그러나 육상풍력 시장은 천연가스와의 경쟁 심화, 정부 지원 중단 우려 등으 로 침체될 것으로 전망됨. 육상풍력 증설 용량은 2014년 6GW, 2015년 9GW, 2019년 이후 연간 2~4GW씩 증가할 것으로 전망됨.
･ 해상풍력 발전 설비는 2030년까지 3.6GW 완공될 것으로 전망됨. 동부 연안 을 중심으로 프로젝트가 계획 중이며, 2020년까지 1~2개 대규모 프로젝트가 완공될 것임.
- 정부의 세제 혜택이 향후에도 유지된다면 재생에너지 개발 및 보급이 활발히 이 루어질 것임.
“태양광 발전의 경우 전체적으로 보급확대 유인책이 약화되는 추세에 있음”
“풍력발전 누적 설비용량은 2013년 60GW에서 2030년 134GW로 증가 전망”
자료 : EIA(2015)
< 에너지원별 발전량 및 비중 변화 추이(2000~2040년) >
(단위: 조kWh)
ㅇ 또한, 전문가들은 정부가 투자 유인책으로 미개발 상태로 있는 재생에너지원에 대한 기술 개발 및 보급 지원을 위한 대출보증(loan guarantee) 프로그램을 확 대하고, 연방정부와 州정부간 정보･자료를 공유하고, 행정적으로 긴밀히 협력 하며, 각종 인증과 환경영향평가와 관련된 행정절차를 간소화하며, 바이오연료 생 산 및 소비 증대에 있어서 이해당사자와의 협력을 주장함.
참고문헌
에너지경제연구원, ｢세계 에너지시장 인사이트｣, 각 호
주미대사관 상무관실, 미국의 재생에너지 정책 및 지원제도, 2009.12 한국산업기술진흥원, 미국의 신재생에너지 산업 및 정책 동향, 2012.1.13 EIA, Monthly Energy Review, 2015.3
___, Annual Energy Outlook 2015 with projections to 2040, 2015.4 IEA, World Energy Outlook 2013, 2013
___, Energy Policies of IEA countries 2014 Review, 2015.1.22 ___, Medium-Term Renewable Energy Market Report 2014, 2015 IRENA, REmap 2030, 2015.1
______, Renewable Power Generation Costs Report, 2015
“향후 미개발 재생에너지원에 대한 기술개발 지원, 연방정부와 주정부간 협력 강화, 행정절차 간소화, 이해당사자간 긴밀한 협력 등이 필요”