국제에너지기구(IEA)의 World Energy Outlook 2023 자료에 따르면, 태양광 및 풍력, 전기자동차, 히트펌프 등의 클린 에너지 기술의 경이로운 등장으로 인해 전력 공급 시스템이 재구축되어 향후 10년간 전 세계의 에너지 시스템이 크게 변화할 것이라고 예측했다.

한편 이러한 클린 에너지의 발전은 각국 정부의 현재의 정책 설정에 따른 것으로 평가되는데, 지구온난화를 1.5℃로 억제한다는 목표를 유지하려면 더욱 강력한 대책이 필요하다고도 지적한다.

 

원자력과 관련해서는, 후쿠시마 제1원자력발전소 사고 이후 10년간은 도입이 정체되었지만, ‘정책 상황의 변화로 인해 원자력이 부활하게 되는 기회가 생겨나고 있다’고 분석한다.

원자력 발전 설비 용량과 관련하여, 현재의 정책 설정을 반영한 공표된 정책 시나리오(STEPS)에서는 2022년에 4억 1,700만kW에서 2050년에는 6억 2,000만kW로 증가하고, 그 성장은 주로 중국과 그 외 신흥 국가, 개발도상국이 차지할 것이라는 견해를 보였다.

 

또한 원자력 발전을 용인하는 국가에서 운전 기간 연장 및 신규 건설이 증가함에 따라 세계적으로 원자력 발전 설비 용량이 확대된다. 각국이 에너지와 기후에 관한 국가 공약을 기한 내에 완전히 이행할 것을 상정한 시나리오인 발표 서약 시나리오(APS)에서는 2050년에 7억 7,000만kW, 2050년에 CO2 배출량 넷제로를 달성하는 것을 목표로 하는 넷제로 에미션(NZE) 시나리오에서는 9억kW 이상으로 보고 있다.

 

World Energy Outlook의 3가지 시나리오 분석(STEPS, APS, NZE 시나리오)에서의 에너지 전망 등의 포인트를 소개한다.

 

▣ 2050년 넷제로 에미션(NZE) 시나리오 : Net Zero Emissions by 2050 Scenario

이 규범적인 시나리오는 2100년의 전 세계 기온 상승 오버슈트를 억제하면서 산업 혁명 이전 수준보다 1.5℃ 상승으로 억제(적어도 50%의 확률)하기 위한 에너지 부문의 방향성을 그리고 있다. NZE 시나리오는 전면적으로 갱신되어, 최근 발표된 보고서 ‘넷제로 로드맵 : 1.5℃ 목표를 달성하기 위한 국제적인 방향성’에 초점을 두고 있다.

NZE 시나리오에서는 에너지 관련 주요 국제연합 지속 가능 개발 목표(SDGs)인 신뢰할 수 있는 근대적인 에너지 서비스에 대한 유니버설 액세스를 2030년까지 달성하며, 대기질도 크게 개선된다.

최근 높은 배출량이 계속되어 SDGs를 위한 발전이 한정적이 되었기 때문에, NZE 시나리오의 목표를 달성하기 더욱 어려워졌지만, 최근 클린 에너지로의 전환 속도가 향상되어 목표 달성에 대한 가능성은 여전히 남아 있다.

 

▣ 목표 공약 시나리오(APS) : Announced Pledges Scenario

이 시나리오에서는 각국 정부가 장기적인 넷제로 에미션 목표 및 NDC(국가가 결정하는 공헌, Nationally Determined Contribution) 서약, 에너지 액세스 등의 관련 분야에서의 약속 등 발표한 모든 기후 관련 약속을 완전히, 그리고 기한 내에 달성할 것을 상정한다.

기업 및 그 밖의 이해관계자에 의한 서약도 정부의 야심에 기여한 것이라면 고려한다. 대부분의 정부는 공약이나 서약을 완전히 실현하기 위한 정책을 발표하거나 실시하지는 않기 때문에, 이 시나리오의 실현성은 미지수이며, 실현되려면 매우 큰 발전이 이루어져야 한다.

야심적이며 장기적인 서약을 하지 않는 국가라 해도, 이 시나리오에서는 다양한 클린 에너지 기술의 비용 절감이 가속화되기 때문에 그 덕을 볼 것으로 상정한다.

APS는 2100년의 기온 상승을 1.7℃로 보고 있다(50%의 확률).

 

▣ 현 정책 시나리오(STEPS) : Stayed Policies Scenario

이 시나리오는 현재의 정책 상황에 대한 자세한 리뷰에 근거하여 에너지 시스템의 진척 방향성을 제시한다. APS는 정부가 달성할 것이라고 발언한 내용을 반영하지만, STEPS는 에너지 경제 전체의 목표와 목적을 달성하기 위해 정부가 실제로 무엇을 하는지 자세히 분석한다.

STEPS의 결과는 실제로 진행되고 있거나 발표된 정책이나 대책을 부문별로 상세히 검토한 것이며, 에너지 및 기후에 관한 의욕적인 목표가 자동으로 달성될 것이라고는 상정하지 않는다.

STEPS는 현재 2100년의 기온 상승을 2.4%로 보고 있다(50%의 확률).

 

<표> 전 세계 전원별 발전량 전망(시나리오별) (단위: TWh = 10억kWh)

자료 : IEA, World Energy Outlook 2023

 

World Energy Outlook 2023의 각 시나리오에서는 석탄, 석유, 천연가스와 같은 주요 화석연료의 수요가 2030년에 절정에 달한 후 감소한다고 전망했다. 수십 년간 화석연료는 총에너지 수요의 약 80%를 차지해 왔다. 재생에너지와 원자력의 빠른 성장으로 인해 화석연료의 우위성은 향후 몇 년 안에 사라지게 된다.

 

전 세계 인구는 2050년까지 약 17억 명이 증가할 것으로 예상되는데, 대부분이 아시아와 아프리카 도시의 인구다. STEPS에서는 인도가 동남아시아 및 아프리카를 제치고 세계 최대의 에너지 수요 증가원이 된다.

이러한 경제권의 에너지 수요 증가를 충족하기 위한 저배출 방법을 찾고 자금을 조달하는 것은 전 세계 화석연료 사용량이 감소하는 속도를 결정짓는 중요한 열쇠가 된다.

 

현재의 기온은 산업 혁명 이전보다 약 1.2℃ 상승했으며, 전 세계의 배출량은 아직 절정에 달하지 않았다. STEPS에서는 에너지 관련 CO2 배출량이 2020년대 중반에 절정을 맞이한다. 배출량은 여전히 높은 수준에 머무르며, 2100년의 세계 평균 기온을 약 2.4℃까지 상승시켜, 파리 협정의 목표를 훨씬 웃돈다. APS에서는 2100년의 기온 상승을 1.7℃, NZE 시나리오에서는 기온 상승은 이번 세기 중반에 절정을 맞이하여 2100년에는 약 1.4℃로 떨어진다.

 

에너지 안전 보장과 지속 가능성의 목표를 일치시키면서 에너지 부문이 온난화를 1.5℃로 억제하는 궤도로 나아가려면, 2030년까지 ① 재생에너지의 발전 설비 용량을 3배로 만들고, ② 에너지 효율의 개선 속도를 연 4％로 증가시키며, ③ 전기화를 가속화하고, ④ 화석연료 사업에서의 메탄 배출을 75% 절감하는 등의 대책이 필요하다. 이를 통해 필요한 배출 절감량의 80% 이상이 2030년에 달성된다.

 

신흥 국가와 개발도상국의 클린 에너지 투자를 지원하기 위한 혁신적이고 대규모적인 자금 조달 메커니즘 및 절감 대책이 없는 석탄 화력발전소의 신규 인가를 중단하는 등 화석연료의 사용을 단계적으로 절감하기 위한 조치를 마련해야 한다. 또한 각국의 독자적인 방향성을 찾아야 하며, 국민이 받아들이도록 하려면 포괄적이며 공평해야 한다.

 

어떤 국가도 기후변화의 위험성에서 벗어날 수는 없으며, 전에 없는 협력이 필요하다. 특히 오늘날의 긴박한 시대에서는 각국 정부가 에너지와 기후에 관한 협력을 규정하는 방법을 찾아야 한다. 규칙에 따른 국제 무역 시스템을 채용하고, 기술 혁신과 기술 이전을 촉진해야 한다. 그러지 않으면 전 세계 기온 상승을 1.5℃로 억제할 수 있는 기회를 잃게 된다.

 

근대적인 에너지에 대한 유니버설 액세스를 제공하려는 움직임은 최근 둔화되었으며, 지역에 따라서는 후퇴하기도 했다. 7억 7,500만 명이 여전히 전기를 이용하지 못하며, 22억 명이 청결한 조리용 연료를 이용하지 못하고 있다. 이번 World Energy Outlook 2030은 2015년에 채택된 국제연합 지속 가능한 개발을 위한 2030년 어젠더를 실시한 이후 중간 지점에 해당한다. 대부분의 경우, 세계는 2030년 목표의 절반에도 미치지 못하고 있다.

 

전 세계의 총에너지 수요는 2022년에 약 630엑사줄(EJ)이었으며, STEP에서는 2030년에 670EJ이 로 증가할 것으로 보고 있다. 이것은 연평균 성장률이 0.7%라는 의미이며, 과거 10년간의 에너지 수요 성장률의 절반에 해당한다.

 

이번 전 세계 에너지 전망의 각 시나리오에서는 석탄, 석유, 천연가스와 같은 주요 화석연료의 수요는 2030년에 절정을 맞이하고 그 후 감소한다.

 

화석연료는 수십 년간 총에너지 수요의 약 80%를 차지했지만, 재생에너지와 원자력의 빠른 성장으로 인해 그 우위성은 향후 몇 년 안에 사라지게 된다. 2030년에 절감 대책이 없는 화석연료가 총에너지 수요에서 차지하는 비율은, STPES에서는 73%, APS에서는 69%, NZE 시나리오에서는 62%로 떨어진다.

 

<그림> 세계 에너지 최종 소비에서 전력이 차지하는 비율과 발전에서의 저배출 전원의 비율 (시나리오별, 2010~2050년)

주) 각 시나리오에서 전력 부문의 탈탄소화는 최종 용도의 전기화보다 빠르게 진행되는데, 모두 클린 에너지 경제로의 전환에 있어 중요한 역할을 함.

자료: IEA, World Energy Outlook 2023

 

모든 재생에너지원은 상대적인 무게감은 다르더라도, 각 시나리오마다 시간과 함께 증가한다. 현재 최신 바이오 에너지가 재생에너지 수요의 절반 이상을 차지하고 있는데, 태양광과 풍력은 특히 전력 부문에서 향후 몇 년간 매우 빠르게 확대될 것으로 보인다.

2030년에 모든 재생에너지원의 설비 용량은 STEPS, APS에 따르면, 2배 이상이 된다. NZE 시나리오에서는 재생에너지의 설비 용량이 2030년에 3배가 되어, 1.5℃ 목표를 달성하기 위한 중요한 마일스톤이 된다.

 

오늘날의 저배출 전원으로는 주로 원자력(발전량의 9%)과 재생에너지(30%)가 있다. 어떤 시나리오에서든 원자력 발전의 점유율은 장기적으로 안정되어 있다. 전체 발전량에서 저배출 발전이 차지하는 비율은 현재 39%이며, 2030년에는, STPES에서는 57%, APS에서는 63%, NZE 시나리오에서는 71%로 증가한다.

이것은 역사적인 수준에서 보면 예외적인 빠른 성장이며, 태양광과 풍력의 높은 비용 대비 효과, 제조 능력 및 도입을 위한 투자를 불러들이는 능력을 반영한다.

 

에너지의 최종 소비에서 전력이 차지하는 비율도 현재는 20%지만, 이후 상승하여 저배출 전원이 발전량 전체가 증가하는 상황에서도 그 점유율을 증가시킬 것으로 보인다.

STEPS에서는 최종 소비에서 전력이 차지하는 비율을, 2030년까지 과거와 같은 비율로 증가시키고, 그 후 조금씩 감소하여 2050년에는 30%에 도달한다.

APS에서는 EV의 빠른 보급 덕분에, 2050년까지 40%에 달한다.

NZE 시나리오에서는 2030년에 30%에 달하며, 2050년에는 50%를 넘어선다. 이것은 특히 EV뿐 아니라 주택용 및 산업용 히트펌프의 도입이 빠른 속도로 진행되었기 때문이다.