▣ 미국은 2035년에 전력을 100% 탈탄소화, 재생에너지에 주력

미국에서는 2023년 한 해 동안 태양광, 풍력, 이차전지를 주체로 사업용 설비를 대폭 추가하였다. 과거 10~15년 사이에 재생에너지가 폭발적으로 성장했고 화력과 원자력에 의한 전력은 크게 감소하였다. 2035년까지 전력을 100% 탄소 프리로 공급하겠다는 의욕적인 목표를 위해 재생에너지와 축전지를 최우선으로 확대할 방침이다.

한편, 원자력의 중요도는 높지 않다. 경제성과 환경적인 이유 때문이다. 기존의 실적을 바탕으로 미국 에너지부는 2035년의 전력 중 80% 이상이 재생에너지가 될 것으로 예측한다. 그러려면 실행 중인 시책을 가속화시켜야 한다. 특히 2022년에 성립된 ‘인플레이션 억제법’을 착실하게 진행시켜야 한다.

▣ 2023년에 태양광을 29GW 확대, 이차전지도 과거의 누적 용량을 초과

미국 정부의 에너지정보국(EIA : Energy Information Administration)이 정리한 사업용(유틸리티 스케일) 발전ㆍ축전 설비 신규 도입 계획에 따르면, 2023년에 미국 전체에서 29GW(기가와트 : 100만킬로와트)의 태양광 발전 설비가 추가될 전망이었다. 축전지는 9GW, 풍력도 8GW로 계획하고 있다.

주목해야 할 것은 2023년에 도입되는 축전지의 용량이 2022년까지의 누적 용량보다 많다는 점이다. 이것은 경제성과 기술의 발전에 의한 것으로서, 이 점은 태양광 및 풍력과 마찬가지이다.

특히 리튬이온전지는 시장의 확대와 성능의 개선으로 인해 2010년부터 2022년 사이에 가격이 1306달러/kWh(킬로와트시)에서 151달러/kWh로 88%나 떨어졌다. 이차전지는 전력 계통을 안정화하기에 효과적이기 때문에, 거래량을 늘려 수익을 창출할 수 있다.

한편, 미국에서 유일하게 건설 중인 원자로인 보글(Vogtle) 3, 4호기(설비 용량은 총 2.2GW)의 운전이 2023년 안에 시작될 예정이었다. 하지만 비용의 대폭 초과(계획 시 14억 달러, 현재는 34억 달러)와 장기 지연(5년 이상)에 직면해 있다.

▣ 태양광ㆍ육상 풍력과 이차전지의 도입 비용, 원자력의 3분의 1 이하

미국은 2035년까지 전력을 100% 탄소 프리로 공급하겠다는 의욕적인 목표를 내걸고 있다. 그 목표를 달성하기 위해 재생에너지와 이차전지를 최우선으로 확대시킬 예정이다. 경제성과 환경적인 측면 모두에서 원자력보다 경쟁력이 있기 때문이다.

첫째로, 설비를 신설할 경우 재생에너지와 축전지는 원자력보다 빨리 도입할 수 있고 비용도 크게 낮출 수 있다.

조사기관 BloombergNEF가 2022년 하반기 미국의 균등화 발전 원가(LCOE : Levelized Cost Of Electricity)를 추정했다. 태양광과 축전지를 조합하면 106달러/MWh(메가와트시 : 1000킬로와트시), 육상 풍력과 이차전지는 72달러/MWh이며, 원자력은 351달러/MWh이다.

둘째로, 소비자가 탈탄소 기술 중에서 원자력보다는 재생에너지와 이차전지를 더 선호한다. 재생에너지와 이차전지는 ‘그린’ 기술임에 반해 원자력은 ‘탄소 프리’라는 이점밖에 없다. 이것은 중요한 차이점이다.

소비자들은 원자력 발전을 통해 만들어진 방사성 폐기물을 원하지 않는다. 미국에서는 환경 의식의 관점에서 원자력보다 재생에너지를 선호한다. 기업도 탈탄소 전력 수요를 재생에너지로 충당하는 데 적극적인 태도를 보인다.

실제로 미국은 기업에 의한 재생에너지 전력 조달을 리드하고 있다. 기업이 재생에너지 발전 설비를 통해 장기 계약으로 전력을 구입하는 코퍼레이트 PPA(Power Purchase Agreement : 전력 구매 계약)의 계약량을 보면 2023년 초에 미국이 61%를 차지하였다.

미국의 원자력 발전 산업의 전망은 밝지 않다. 보글 3, 4호기를 제외하면 건설 중인 원자로는 1기밖에 없다. 이 밖의 새로운 원자로가 2035년까지 전력 공급을 시작할 가능성은 여러 기의 소형 모듈러로를 제외하면 거의 없다. 게다가 소형 모듈로의 설비 용량은 국가 전체의 전원 구성에 거의 영향을 미치지 않는다.

기존에 설치된 원자로는 경제적인 경쟁력이 사라졌기 때문에, 설비의 폐지를 피하기 위해 지원금을 교부하는 것이 최근 정책의 중심이 되고 있다. 미국에서는 2013년부터 2022년까지 10년간 13기의 원자로(총 10GW)가 폐지되었다.

한편 2022년 7월 시점에 18기의 원자로(총 18GW)가 지원금을 받아 폐지를 면했다. 원자력 발전을 현재 수준으로 유지하는 것은 어려운 상황이다. 앞으로 운수 및 온/냉열 분야에서 전기화가 진행되면, 전력의 수요가 증가하게 된다. 원자력을 통해 공급하는 전력의 비율은 상대적으로 낮아지게 될 가능성이 있다.

이와 같은 전력 분야의 트렌드를 따르는 형태로, 미국 에너지부는 2021년에 ‘Solar Futures Study’라는 제목의 보고서를 발행했다. 거기서는 2035년까지 전력 계통을 탈탄소화할 것이라는 미래상을 그리고 있다.

보고서에서 제시한 탈탄소 시나리오(‘Decarb’)에서는 2035년까지 이산화탄소 배출량을 2005년 대비 95% 절감하기 위해 태양광, 풍력, 축전지, 이렇게 3가지를 가장 중요한 기술로 보고 있다. 각각 2020년부터 2035년 사이에 682GW, 386GW, 259GW가 증가해야 한다. 재생에너지와 이차전지를 조합하는 것은 전력 공급의 안정성을 확보하는 데 있어 중요하다. 그 점에서도 화력 및 원자력의 필요성은 한정되어 있다.

<그림> 미국의 전원 구성(2035년, 탈탄소 시나리오)

자료：United States Department of Energy, Solar Futures Study (September 2021).

▣ 인플레이션 억제법이 탈탄소를 가속화, 클린 에너지에 세액 공제

2035년까지 전력 부문을 완전히 탈탄소화하는 것은 시간과의 싸움에 있어 의욕적인 목표라 할 수 있다. 향후 13년간 재생에너지의 비율을 약 4배로 상승시켜야 한다. 그 점에서 2022년 8월에 성립된 ‘인플레이션 억제법(IRA : Inflation Reduction Act)’은 큰 발전이라 할 수 있다.

인플레이션 억제법은 미국 역사상 기후ㆍ에너지 분야에 대한 가장 큰 투자이다. 에너지 비용의 절감, 에너지 안전 보장 강화, 온실가스 배출 절감과 같은 3가지 목표를 실현시키는 것이 목표이다. 에너지의 신뢰성 향상, 더 깨끗한 에너지의 생산에 더하여 클린 에너지 분야의 제조에 대한 대규모 투자를 지원한다.

미국 내 클린 에너지 분야의 제조와 관련해서는, 60억 달러(약 8조 원)가 넘는 자금을 클린 에너지와 운수 공급망에 공급할 방침이다. 구체적으로는 다음과 같은 대책이 마련되어 있다.

￭ 태양광 패널, 풍력 터빈, 축전지 제조 및 중요 광물(크리티컬 미네랄)의 처리에 대한 300억 달러의 생산 세액 공제

￭ 태양광 패널, 풍력 터빈, 전기자동차 공장 등 클린 에너지의 제조 설비 건설에 대한 100억 달러의 투자 세액 공제

또한 전력 부문의 탈탄소화를 가속화시키는 추가 정책으로서, 재생에너지와 원자력을 포함한 탈탄소 전원에 대한 세액 공제 및 주와 전력 회사에 한정된 300억 달러의 지원금ㆍ융자 프로그램을 진행한다.

인플레이션 억제법 아래에서 재생에너지와 원자력에 사용되는 총금액은 아직 결정되지 않았다. 원자력 전문가들의 추정에 따르면, 기존 원자로에 대한 생산 공제 세액은 300억 달러가 될 전망이다.

다양한 전략적인 이니셔티브를 통해 미국은 탈탄소를 추진할 준비가 되어 있음을 보여주었다. 각종 정책을 효율적으로 실행한다면, 2035년까지 100% 탄소 프리 전력을 전국적으로 공급하겠다는 목표를 달성할 수 있다. 산업계가 바라는 것은 규제 당국의 주요 지침이며, 그것을 신속하게 제시해야 한다.