- 풍력, 태양광 발전의 가격 하락, 기술 향상으로 성장 가속화 –

- 화석 에너지에서 청정 에너지로의 다리 역할을 하던 가스 발전은 성장 정체 -

화석연료, 특히 석탄 연료를 탈피하기 위한 에너지 전환은 지난 10년간 꾸준히 일어나고 있다. 석탄 발전은 미국 전기 시장에서 차지하는 비중이 빠르게 감소하여 10년 전 최고 발전 용량보다 32% 하락했으며, 현재 전체 발전량의 20% 미만을 기록하고 있다. 재생에너지와의 경쟁이 심화됨에 따라 석탄 산업의 쇠퇴는 가속화될 것이다. 이에 반해 풍력 및 태양광 발전은 관련 기술 향상과 그에 따른 가격 하락, 환경친화적인 특성으로 인해 큰 성장이 기대된다. 에너지 저장장치는 2020년 연간 설치량 1GW를 초과하였으며, 신규 프로젝트들이 활발히 진행 중이기 때문에, 신재생 발전의 성장을 도울 것이다.

2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나 화면 캡처

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

웨비나 개요

2021 U.S. Power Sector Outlook

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 정리

신재생 발전의 급격한 성장

현재 미국의 풍력 발전 용량은 2012년 이후 2배가 되었으며, 유틸리티 규모 태양광 발전 용량은 2016년 이후 2배가 되었다. 이러한 급성장으로 2020년 미국의 발전량 중 풍력과 태양광 발전의 점유율이 최초로 10%를 초과하였다. 2023년까지 유틸리티 규모 태양광 발전 용량은 또다시 2배 성장할 전망이고, 같은 기간 풍력 발전도 역시 빠르게 증가하여 35GW가 추가 설치될 것으로 보인다. 2023년 미국의 풍력 및 태양광 발전량은 7억 MWh로, 석탄 및 가스 발전 감소 용량을 대체할 전망이다.

미국 원천별 발전량 동향 및 전망

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

최근 풍력 및 태양광 발전량의 비율이 점점 늘고 있어, 2021년 3월에는 일일 전력 생산량의 20% 이상이 태양광 발전인 경우도 확인이 되고 있다. 반면, 석탄 발전은 감소하고 있는 추세이다.

미국 일일 전력 생산량 중 풍력 및 태양광 발전 비율

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

신재생 발전 및 배터리 저장 능력 개선에 따라 쇠퇴하는 석탄 발전

2020년 미국의 석탄 발전량은 전체 발전량의 20%를 하회하였다. 미국 중부 대평야 지역 내 발전량은 풍력 발전이 31.3%로 석탄을 제치고 가장 높은 점유율을 차지하기도 하였고, 텍사스 지역에서는 풍력 및 태양광 발전이 총 발전량의 25%를 차지하였다. 2021년 1분기에도 전 미국에 걸쳐 석탄 발전량은 감소 추세를 보이고 있다.

미국 중부 대평야 지역의 원천별 발전량

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

미국의 석탄 발전 용량은 2011년 317.6GW로 최고를 기록한 후 감소하고 있어 2020년에만 10GW 이상의 석탄 발전이 운영을 중단하였는데, 신재생에너지의 발전 단가 하락이 진행됨에 따라 석탄 발전 중단이 가속화되고 있다. AES Hawaii, Coal Creek 1, 2기 및 Naughton 1, 2기를 포함하여 미국 내 최대 석탄 발전소 중 5곳이 2025년까지 운영을 중단할 계획이다. 2021년에서 2030년 사이 운영 중단 예정인 석탄 발전 용량은 70,822MW, 2031년에서 2040년 사이 운영 중단 예정 용량은 19,443MW에 달한다.

석탄 발전 운영 중단 및 계획 용량

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

정점에 도달한 가스 발전

2010년대에 화석 에너지에서 청정 에너지로의 다리 역할을 한 가스 발전의 시대는 정점을 찍었다. 환경 오염 감소를 위해 석탄을 대체했던 가스 발전은 신재생 발전 기술, 배터리 기술의 발전으로 인해 풍력, 태양광 발전으로 대체될 것이다. 기후 변화에 대한 우려 증가, 보다 진보적인 행정부의 탄생 등의 요인으로 풍력, 태양광 발전 투자가 증가함에 따라 가스 발전 프로젝트를 위한 자금 마련이 더욱 힘들어질 것이다. 또한 연방 에너지 규제 위원회(FERC)는 새로운 주 간(Interstate) 파이프라인 승인에 대한 방식을 재검토할 가능성이 있다. 통상적으로 FERC는 프로젝트를 독립적으로 검토하는 대신 개발자들이 프로젝트의 필요성을 스스로 인증하도록 하였다. 현행 제도하에서는 프로젝트가 인증되면 빠르게 공사를 진행할 수 있으나, FERC가 평가 과정에 더 많이 참여하게 되면 향후 파이프라인 개발 작업이 더디게 진행되어 신규 가스 발전 프로젝트에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다.

텍사스의 경우 2000년에서 2017년 사이 가스 발전 용량이 꾸준히 증가하였으나, 그 이후 제자리걸음을 하고 있다. 한편 2017년 텍사스의 풍력 발전 용량이 최초로 20,000MW를 넘었으며, 이후 지속 성장하여 현재는 30,000MW 이상이며 태양광 발전도 역시 꾸준히 성장 중이다. IEEFA는 텍사스 내 가스 발전량에 큰 변화가 있지 않을 것이며, 이는 다른 지역에서도 같은 모습을 보일 것이라고 전망하였다.

에너지 저장장치(ESS)의 성장

미국 ESS 설치 규모는 2020년 최초로 1,000MW를 초과하였으며, 2025년까지 급격한 증가가 예상된다. 미국 에너지 저장 협회는 2021년 배터리 저장소 설치는 4,000MW를 넘을 것이며, 이후 큰 폭으로 성장하여 2025년에는 7,830MW가 설치될 것으로 전망하였고 이 중 약 75%는 유틸리티 규모의 설비가 될 것으로 보인다. ESS의 가격이 급속도로 하락함에 따라 더욱 다양하게 활용될 것으로 보이며, 2020년 ESS 시장은 15억 달러 규모에서 25년 76억 달러로 크게 성장할 전망이다.

ESS 설치 전망

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

미국 주요 신재생 에너지 개발업체인 넥스트에라(NextEra)는 ESS가 함께 건설된 풍력, 태양광 프로젝트는 지원금이나 세제 혜택이 없이도 가스, 석탄, 원자력 발전보다 더 가격 경쟁력이 높다고 평가하였다. 2024년 이후 ESS가 함께 건설된 풍력 발전의 비용은 20~30달러/MWh, 태양광 발전은 30~40달러/MWh로 예상하였다. 이러한 추정치는 현재 의회에서 논의 중인 기존 세액 공제 연장이나, 기타 정부의 지원이 없이도 신재생 발전이 다른 에너지 원과 가격 경쟁에서 우위를 차지할 수 있다는 점에서 의미가 있다. 한편, 넥스트에라는 2024년까지 4,350~6,300MW의 ESS를 설치할 계획이다.

2024년 이후 원천별 예상 발전 비용

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 화면 캡처

전문가 의견 및 시사점

미국 신재생 발전이 크게 성장하는 가운데, 이 중에서도 해상 풍력 발전의 확장이 크게 기대된다. 바이든 행정부는 지난 3월 2030년까지 미국에 30GW 규모의 해상 풍력 발전 계획을 발표했다. 풍력 발전 프로젝트를 통해 4만 4000개의 신규 직접 일자리 및 3만 3000개의 간접 일자리 창출을 기대하고 있다. 이와 같은 정부의 움직임은 현재 북동 지역에서 진행되는 프로젝트에 큰 영향을 미쳐, 해상 풍력 발전 개발이 더 빠르게 진행이 될 것이다. 뉴욕, 뉴저지, 메릴랜드 등 동부 해상 지역 12개 주는 이미 향후 15년간 29GW 규모 해상 풍력 설치 작업을 하고 있으며, 2025년까지 6.5GW가 운영될 전망이다.

해상 풍력 발전은 여전히 상대적으로 가격이 높지만 최근 몇 년간 비용이 크게 감소하였다. 2016년 미국 재생 에너지 연구소는 4.71MW 용량의 터빈을 사용한 미국 해상 풍력 평균 비용을 173달러/MWh로 보았으나, 2018년 5.5MW 용량 터빈을 사용한 해상 풍력 비용은 89달러/MWh였다. 현재 미 에너지국은 2030년까지 이 비용을 50달러/MWh 수준을 목표로 프로그램을 진행 중이다. 또한 단기적으로 해상 풍력은 2025년 말까지 30%의 세금 공제를 받을 수 있기 때문에 비용이 절감될 것이다.

현재 해상 풍력 발전은 미 북동 지역에서 활발히 일어나고 있는데, 존 벨 에드워즈(Jon Bel Edwards) 루이지애나 주지사는 최근 걸프만에서의 해상 풍력 발전 개발에 대한 이니셔티브를 발표한 바 있어, 미 남부의 해상 풍력 발전 개발에 대해 관심이 높아지고 있다. 한 신재생 에너지 관련 전문가는 루이지애나는 이미 해상 오일가스 공급망이 구축되어 있고, 조선소, 해상 서비스 및 항구와 같이 인프라나 관련 전문 지식을 이미 보유하고 있는 장점을 활용하여 21세기를 이끌어갈 주요 에너지 플레이어가 되기 위해 신재생 산업을 육성해야 한다고 밝혔다. 또 다른 에너지 부문 전문가는 미국 해상 풍력 발전의 잠재력이 매우 높다고 말하며, 정부의 적극적인 지원과 함께, 세계적인 대세인 해상 풍력 발전 개발 속도가 가속될 것이라고 전했다. 우리 기업은 이와 같이 빠르게 변화하고 있는 미국의 신재생 산업 동향을 지속 모니터링하여 시장 기회를 포착하고, 진출 지역을 결정하는 것이 필요할 것이다.

자료: 2021 U.S. Power Sector Outlook 웨비나, KOTRA 달라스 무역관 자료 종합