ASTI Market Insight 44: 이동식 발전소

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이동식 발전소

에너지 복지 실현을 위한 입법적 기술

데이터분석본부 부산울산경남지원 선임연구원

최 재 경

Tel: 051-831-1891 e-mail: [email protected]

1) 시장의 개요

이동식 발전소는 트레일러와 같은 운송 차량에 탑재된 소규모 발 전소로서 최대 전력 수요가 발생하거나 배전망 소진 시 긴급전력 (Emergency Power)을 공급할 수 있으며, 소외지역의 자연재해 발 생 시 전력 수요에 대응할 수 있는 미래기술 중 하나다. 이동식 발전소 는 트레일러 등에 장착할 수 있는 제트 엔진, 소형 자유터빈, 발전기

로 구성된다. 그리고 시동을 위한 1차 모터는 일반적으로 가스터빈이 나 고속디젤을 사용하고, 이 밖에도 교류 발전기(alternator) 스위칭 장 치, 케이블 네트워크, 제어 콘솔, 자동화 및 신호 시스템 인프라 등의 기 술이 포함된다. 대표적으로 디젤 기반 이동식 발전의 경우 연료와 공기 의 혼합물에 의한 행정 사이클이 교류 발전기를 작동시켜 전기가 생성 되며, 가스 기반 이동식 발전의 경우 연소실을 사용해 생성되는 연소가 스가 터빈 샤프트의 원동력이 되어 전기를 발생시킨다. 이동식 발전소

KEY FINDING

1. 이동식 발전소는 트레일러와 같은 운송 차량에 탑재된 소규모 발전소로서 전력 인프라 부족, 원격지 또는 농촌 지역의 전력 수요, 빈번한 자연재해, 자원 고갈로 인한 불모지 내 석유 또는 가스 굴착 등의 요인으로 해당 수요가 점차 증가하고 있다.

2. 이동식 발전소 시장은 2022-2026년 중에 약 7%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을 가질 것이며, 그 규모는 2026년까지 약 23억 7,000만 달러에 달할 것으로 전망된다.

3. 최근 5년 동안 이동식 발전소는 아프리카의 소외지역 내 전력 수요상승과 빈번한 자연재해로 인한 ‘긴급전력설비’ 부문에 가장 많이 활용되었다.

4. 아프리카와 더불어 아시아태평양의 개발도상국 또한 핵심 수요지역으로 예측되지만, 향후 지진과 같은 자연재해가 빈번한 아시아 전체에 그 수요가 증가할 것으로 추측된다.

5. 현재는 미국 GE, APR에너지, PW파워시스템, 일본 가와사키중공업, 메이덴샤코포레이션 등 자사 제품의 확장을 위한 대기업 위주의 산업 환경이 갖추어져 있지만, 선진국의 탄소중립 정책에 따른 친환경 기반의 발전소 운영기술 등 중소기업 맞춤형 기술 개발을 통하여 시장기회를 기대해 볼 수 있다.

ASTI MARKET INSIGHT 2022- 044

EMERGENCY POWER

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시장은 2022-2026년 중에 약 7%의 연평균 복합 성장률(CAGR)을

가질 것이며, 그 규모는 2026년까지 약 23억 7,000만 달러에 달할 것 으로 전망된다. 이동식 발전소 시장의 수요는 원격지 및 농촌 지역의

전화(electrified), 빈번한 자연재해, 자원 고갈로 인한 온쇼어 드릴링 (Onshore Drilling) 등의 요인으로 점차 증가하고 있다.

그림 1 GE의 이동식 발전 모델

2) 관련 정책 및 현황

최근 국내 경제연구기관은, ’탄소중립 에너지 정책 중 2030년 신 재생에너지 발전 비중 30.2%라는 도전적 목표에 대한 달성이 힘 들 것’이라는 내용을 발표한 바 있다. 현재의 전력보급 추세로 보아 2030년에 필요한 공급전력량인 106GW 규모의 태양광·풍력 발전 설비의 보급은 불가능하여 전력난이 예상된다는 전문기관의 의견이 다. 또한, 코로나·오미크론의 파급이 경제 봉쇄정책 등으로 이어지면 서 지구 곳곳에 필요한 긴급전력의 공급에 어려움을 겪는 실정이다.

이로 인해 미국 등의 선진국은 지역 거점에 도달 가능한 이동식 발전 설비를 위하여, 운송 항로 개척 등의 다양한 대안들을 제시하고 있다.

결국, 시대의 흐름에 따라 제안된 탄소중립 에너지 보급과 같은 친환 경 정책은 기존 화석연료 등의 의존도가 높았던 국가들을 위한 전력 보급에 있어 장애가 되고 있다.

주요국의 국가 간 불화 또한 전력난으로 이어지고 있다. 중국과 호 주와의 대립은 화석연료 수출입이 제한되자 OEM 공장 등의 가동을 위한 전력난으로 이어졌고, 미국·유럽연합과 러시아의 대립은 천연가 스의 공급책이 막히자 바로 전력난을 걱정하고 있다. 미국의 전력 설 비용량은 외교적 문제에 기인하여 2022년 중 원자력 5.3GW·화석연 료 2.7GW·천연가스 253MW가 감소할 전망이지만, 반대로 해당 지 역의 전력 수요는 점점 증가할 것으로 보고 있다. 이를 위하여 국내의 경우 에너지전환포럼을 통하여 ‘공정한 경쟁을 위한 전력산업 및 전 력시장 개혁’, ‘전력·가스 시장 통합 독립규제기관 신설’, ‘에너지기술 국가 연구개발(R&D) 우선 순위제 검토’ 등의 관리적 차원의 정책을 발표하였으며, 미국의 경우 ‘전력 생산 방식(태양광/화석연료 등)에

따른 세금 공제’, ‘차량의 온실가스 배출기준 및 주거용·상업용 장비 에 대한 효율 기준을 차량은‘21년·장비는 ‘18년 이후 효율 기준 유지’

등 경제적 측면의 정책을 발표하였다.

탄소중립 따른 에너지 보급 정책에 따라, 지난 10년간 학교/보건 센터/기업/농업 등에서 약 4억1100만 명이 태양광 미니 그리드와 같은 신재생에너지 기반 전력의 혜택을 볼 수 있었다. 반대로 소외 지역의 대표 격인 아프리카 사하라 사막의 경우 전력 자체를 사용하 지 못하는 에너지 빈곤 인구는 2018년 집계 기준 5억8000만 명에서 2030년 6억8000만 명으로 증가할 것으로 예측되었다. 이 같은 에너 지 빈곤 문제를 해결하기 위해 록펠러 재단과 UNDP는 2030년까지 10억 인구를 목표로 신재생에너지 기반의 이동식 발전과 같은 지속 가능한 전력 시스템을 공급할 방침이라고 발표하였다.

이처럼 전 세계적으로 에너지 및 전력 정책은 탄소중립과 외교적 문 제에 대응한 긴급 에너지 수급정책 사이 조율이 필요한 참된 에너지 복지 정책이 필요한 실정이다.

3) 시장동향 및 전망

시장 범주 및 규모

이동식 발전소 시장의 핵심 수요지역은 아프리카와 아시아태 평양 지역 등의 개발도상국으로서, 시장은 연료 유형별로 천연가 스/LPG, 디젤, 기타(바이오 등)로, 공급전력에 따라 1~10MW, 11~20MW, 21~50MW로, 적용 분야로는 원격지 및 농촌 지역의 출처: GE 웹페이지 (https://www.ge.com)

전화(electrified), 재난 발생 시 전력공급, 자원 고갈로 인한 불모지 내 석유 또는 가스 굴착 등 다양한 범주를 가진다.

2022년 기준으로 이동식 발전소 산업의 가장 큰 점유지역은 중동 및 아프리카 지역이 40.8 %로 나타났으며, 추후로도 관련 분야 산 업의 지속적인 성장이 예측된다. 아프리카 지역의 시장 점유율이 높 은 이유는 지역 내 전기 수요 또는 보급률의 증가, 빈번한 자연재해,

미개척지역의 석유 또는 가스 자원 발굴을 위한 장비 운영 등으로부 터 기인하였다. 그 뒤를 이어 아시아태평양 지역이 36.9 %로 높은 점유율을 보였고, 2022년까지 연평균 5.33%로 성장해왔던 시장은 다음 5년까지 약 7%로 1.67% 상승한 성장률이 예측되며, 시장규 모는 2026년까지 약 7,000만 달러가 될 것으로 전망된다.

한편 전력 인프라가 불충분하다고 언급한 아프리카의 경우, 긴급 전력설비 가동 시 제한적인 환경 탓에 발전을 위한 원천 에너지의 소 스 확보가 어렵기에, 전문가들은 적시에 사용 가능한 가스 기반의 이 동식 발전소가 가장 최적이라 보고 있다. 이러한 이유로 천연가스/

LPG 부문은 아프리카와 아시아 태평양(개발도상국)의 경우 그 수요

가 상당할 것이라 보이고, CAGR은 4.81%로 예상된다. 물론 천연 가스를 주 연료로 하는 이동식 발전소는 디젤과 같은 유류 형태의 연 료 기반 발전소보다 높은 운영비용이 소비되지만, 가스의 경우 액상 이 아닌 기체형태로써 활용도가 높고, 무엇보다 탄소 배출량 또한 현 저히 줄어드는 이점이 있다. 이러한 근거로 국제에너지기구(IEA)의

• 중동 & 아프리카: 40.8%

• 아시아 태평양: 36.9%

• 북아메리카: 9.5%

• 남아메리카: 7.2%

• 유럽: 5.7%

• 천연가스/LPG: 43.9%

• 디젤: 37.4%

• 기타(바이오 등): 18.7%

• 1–10 Mega Watt: 41.4%

• 11–20 Mega Watt : 10.3%

• 21–50 Mega Watt : 48.4%

• 석유&가스산업: 23.9%

• 긴급전력설비: 27.0%

• 원격지 전화(電化): 23.7%

• 기타: 25.4%

참고자료: MOBILE POWER PLANT MARKET - Forecast 2020 – 2026, KISTI 재구성

Regional Share Fuel Type Share Power Rating Share Application Share

참고자료: MOBILE POWER PLANT MARKET - Forecast 2020 – 2026, KISTI 재구성 그림 2 지역별 이동식 발전소 점유율(2022년 기준) 및 5년간 CAGR 예측

1

2

2 4 3

North America

• 점유율: 9.5%

• CAGR(2022-2026): 3.48%

South America

• 점유율: 7.2%

• CAGR(2022-2026): 3.33%

Europe

• 점유율: 5.7%

• CAGR(2022-2026): 2.38%

Asia Pacific

• 점유율: 36.9%

• CAGR(2022-2026): 5.33%

Middle East & Africa

• 점유율: 40.8%

• CAGR(2022-2026): 4.67%

표 1 이동식 발전소 시장 범주 및 점유율 (‘22)

이동식 발전소 |

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발표에 따르면 가스 수요는 매년 1.6%씩 증가할 것으로 예상하며, 이 변이 생기지 않는 한 해당 가스 연료 부문의 수요가 성장률의 40%는 중국에 기인할 것이라 보고 있다. 한편, 최근 5년간 천연가스/LPG의 점유율 차이는 20.9% 증가하였는데 반해, 디젤은 19.8% 증가하였고,

기타 연료는 18% 증가하는 추세를 보였다. 2022년 말미를 기준으로 연료 타입에 따른 시장 크기는 천연가스/LPG 부문이 USD 761.9백 만 달러, 디젤 부문이 USD 647.3백만 달러, 기타/바이오 부문이 USD 322.9백만 달러의 규모로 예측되었다.

이동식 발전소 시장의 공급전력 부문 중 가장 큰 점유율을 차지하 는 21-50MW(Mega Watt) 전력 대는 추후 5년간 CAGR 4.67%

로 전망된다. 해당 전력대는 과거 2017년에도 48.1%라는 가장 큰 시장 점유율을 보인 이력이 있다. 21-50MW의 해당 전력 범위는 중동 및 아프리카 지역에서 제1차 산업(농·어업 등)이나 통신·인터

넷·소형가전 등의 목적으로 사용될 경우, 약 20,000가구가 한 달 동 안의 생활전력으로 사용 가능한 것으로 분석되었다. 위와 같이 소외 지역의 전력 중 특히 생활전력 수요가 해마다 증가하고 있으므로, 21-50MW 대 이동식 발전소 시장의 성장이 가장 기대된다.

참고자료: MOBILE POWER PLANT MARKET - Forecast 2020 – 2026, KISTI 재구성 그림 3 시장 규모 및 ５년간 CAGR 예측: 연료 부문

5 4.8 4.6 4.4 4.2 4 3.8 3.6

CAGR(%)

천연가스/LPG 800

700 600 500 400 300 200 100 0 시장규모(USD Million)

디젤 바이오/기타

연료 부문

2022년 현황 CAGR(5년간 예측)

400 350 300 250 200 150 100 50 0

7 6 5 4 3 2 1 0

CAGR(%)

시장규모(USD Million)

천연가스/LPG 부문 지역별 비교

2022년 현황 CAGR(5년간 예측) 중동&

아프리카 아시아

태평양 북아메리카 남아메리카 유럽

참고자료: MOBILE POWER PLANT MARKET - Forecast 2020 – 2026, KISTI 재구성 그림 4 시장 규모 및 ５년간 CAGR 비교: 공급전력 및 활용 부문

활용 부문

2022년 현황 CAGR(5년간 예측) 4.8

4.6 4.4 4.2 4 3.8 3.6

CAGR(%)

1-10 MW 11-20 MW 21-50 MW 900800

700600 500400 300200 1000 시장규모(USD Million)

공급전력 부문

2022년 현황 CAGR(5년간 예측)

6 5 4 3 2 1 0

CAGR(%)

전력설비긴급 석유&

가스산업 원격지

전화(電化) 기타

산업분야 480470

460450 440430 420410 400390 380

참고자료에 의하면 지구 온난화 등의 원인으로 해마다 자연재해 의 빈도수가 높아짐에 따라, 비상전력 수요도 함께 증가하기 때문에, 이동식 발전소의 활용 분야 점유율은 ‘긴급전력설비 부문’이 가장 크 다고 한다. 해당 부문은 최근 5년간 우위를 점령하고 있지만, 각국 의 에너지 복지정책의 실현에 따라 ‘원격지 전화 부문’으로의 활용

이 ‘긴급전력설비’ 부문보다 높은 CAGR 값이 예측된다. 추가로 근 미래의 이동식 발전 시장은 원격지의 전화에 따른 가정용 전력 수 요의 증가로 인해 ’주택‘ 부문에서만 약 43% 이상의 수요가 발생할 것으로 보고 있다.

경쟁 현황

이동식 발전소 시장의 주요 업체인 General Electric Company(미 국), APR Energy LLC(미국), Kawasaki Heavy Industries Ltd.(일 본), Meidensha Corporation(일본) 및 PW Power Systems Inc(미 국) 등의 플레이어들은 축적된 기술 등의 데이터가 많고 브랜드의 인

지도도 높으며, 특히 고객 수요 기반의 다양한 제품별 포트폴리오를 구축하여 전체 시장 점유율의 대부분을 차지하고 있다. 또한, 상기 주 요 플레이어들은 상호 간의 유기적 협력관계를 통해 시장 세력을 넓히 고 있다. 과거 2017년부터 현재까지 APR Energy LLC.(미국)은 이동 식 가스터빈을 포함한 발전소를 공급하기 위해 GE(미국)와 전략적 파 트너쉽을 체결한 사례¹⁾가 이를 뒷받침해준다.

표 2 최근 ５년간 주요 이동식 발전소 공급 기업의 핵심 경영 전략

선도 기업명 핵심 경영 전략 (서비스, 기술 부문)

GE • GE는 파트너인 APR Energy와 함께 남호주 정부와 9대의 TM2500 이동식 발전소 장치를 제공하는 계약 체결 APR ENERGY • APR Energy는 이동식 터빈 기술을 패스트트랙 전력렌탈 시장에 제공하기 위해 GE와의 전략적 제휴 유지

MEIDENSHA • 미얀마 연합 공화국 내 양곤 지역에 메이덴샤 자회사인 ‘타이 메이덴샤 지점’을 확장

KAWASAKI HEAVY INDUSTRY • Kawasaki Heavy Industries는 Nippon Steel & Sumikin Engineering으로부터 8MW급 가스터빈 발전기 세트 2대 수주

PW POWER SYSTEMS (MHI) • PW Ppwer System은 알제리 내 4개 거점을 기반으로, 인근 중앙 및 동부 지역에 각각 2개의 ‘F8 MobilePac 가스 터빈 유닛’을 제공

참고자료: Company Websites, Press Releases, and Company Annual Reports, KISTI 재구성

1) 출처: power-technology website news (APR Energy renews alliance with GE in fast-track power rental segment, anuary 3, 2017) 참고자료: Marketsandmarkets, Portable Generator Market 2019, KISTI 재구성

그림 5 시장 규모 및 ５년간 CAGR 비교: 최종 수요자 부문

주택 43%

상업 35%

산업 22%

2026년

2026년 최종 수요자 점유율 예측 최종 수요자 비교

2022년 현황 CAGR(5년간 예측) 1200.0

1000.0 800.0 600.0 400.0 200.0 0.0

주택 상업 산업

54.5 43.5 32.5 2 1.51 0.5 0

CAGR(%)

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이러한 상호 협력관계 속에서 APR Energy와 GE를 보유한 ’미 국‘은 북미지역에서 더 많은 이동식 발전소 시장 세력을 확장하게 될 것이며, 5년 이후 USD 104.2 백만달러 규모의 시장 점유율을 보이 리라 전망된다. 이처럼 이동식 발전소 시장의 주요 플레이어들은 관 련 제품을 통하여 지역을 선점하거나, 분야별 수익 분석, 파트너쉽 체 결, 투자/확장과 같은 전략적인 경영을 통하여 성장 운영하는 것으로 조사되었다.

4) 분석자 인사이트

2021년 국제 에너지 기구에 따르면 전 세계적으로 약 10억 명 이 상의 사람들이 가정용 전기를 사용할 수 없었으며, 이와 같은 전력 빈 곤은 대부분이 아프리카와 남아시아 지역에 집중되어 있다고 발표하 였다. 이 중에는 전력이 필요한 가정용 기기나 인프라조차 부족한 가 구가 포함되어 있으며, 약 80% 정도 분포된 것으로 조사 되었다. 이

를 위해 각국은 에너지 복지정책을 통하여 소외지역 내 ’수력 및 태양 광 발전소‘ 또는 ’화력/원자력과 같은 구식 발전소’를 설치하였으나, 이들의 운영 형태는 중앙 집중식으로 전신주와 같은 전력공급을 위한 물리적 인프라가 부족하면 전력이 제대로 공급되지 않는 주먹구구식 전력공급정책의 결과를 보여 주었다.

이처럼 전력 빈곤 국가의 열악한 T&D(Transmission & Distribution) 라인으로 인해 기존의 발전소 모델은 원격 지역의 전화(Electrified) 성장에는 적합하지 않다는 결론을 낼 수 있다. 설령 전화가 이루어졌 다 하여도, 소비된 전력에 대한 세금조차 감당하기 어려운 실정으로 조사되었다. 만약 이러한 소외지역을 대상으로 하는 에너지 복지정책 의 실현을 위해 친환경 기반의 전력 설비를 도입되더라도 최소 1MW 를 생성을 위한 태양광 발전소 기준 약 3,500평 규모 설비가 요구되 므로, 오히려 비효율적인 전력공급 시스템이 될 수 있다는 사실을 간 과해서는 안 된다. 이를 위해 인도적 차원에서 이동식 발전소 구축 산 업이 더욱 활성화되어야 하며, 이는 아프리카와 APAC의 개발도상국 에 집중되어야 한다.

그림 6 수요에 따른 공급 투자 규모

참고자료: International Energy Agency (IEA), World Bank Data, KISTI 재구성

소외지역 전력 수요 및 인프라 공급 투자규모 (~2030년)

400 300 200 100 0

수요가구수( Million)

현재 수요 가구수 (단위:백만가구) 인프라 공급 투자규모 (단위:USD10억달러) 사하라 사막 거점

아프리카 중동 남아시아 동아시아태평양 라틴아메리카 및

카리브해

인프라 공급 투자규모 (USD 10억달러)

결론적으로 이동식 발전소 산업은 전력 빈곤 국가나 지역에 에너 지 복지정책 실현으로 상당히 적합한 기간산업이라 할 수 있다. 원활 한 이동식 발전소의 원활한 운영을 위하여, 전력 생성을 위한 터빈 작 동 연료를 입수할 수 없을 때를 대비한 친환경 연료 기반 대응기술이 나, 운행 시 발생 가능한 부산물에 대한 배출 규제 등을 극복할 수 있

는 기술군들이 마련되어야 한다. 또한, 이동식 발전소는 운송의 개념 이 도입되므로 각 지역의 지리적 한계를 극복할 수 있는 적합한 운송 방법을 적용하는 것도 고려되어야 한다. 이처럼 이동식 발전소의 운 영을 위한 보완적 기술은 뉴 플레이어들에게 시장 진입의 기회가 될 것이다.

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