에너지 경제학: 화석연료와 재생에너지의 경제성 비교

기후위기가 심화되고 전 세계적으로 탄소중립 정책이 강화되면서 에너지 경제의 패러다임이 빠르게 변화하고 있습니다. 특히 재생에너지와 화석연료 간의 경제성 비교는 국가 에너지 정책, 기업 투자 전략, 그리고 글로벌 에너지 시장의 미래를 결정짓는 핵심 요소가 되었습니다. 이 보고서에서는 최신 데이터를 바탕으로 화석연료와 재생에너지의 경제적 측면을 다각도로 분석하고, 한국과 글로벌 시장의 현황 및 미래 전망을 살펴보겠습니다.

재생에너지의 가격 경쟁력 확보: 경제적 패러다임 전환

재생에너지의 발전비용 하락과 경쟁력 확보

재생에너지는 이제 더 이상 '비싼 청정 에너지'가 아닙니다. 국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면, 2023년 기준 전 세계 평균 태양광 발전의 균등화발전비용(LCOE)은 kWh당 4.4센트(약 62원), 육상풍력은 3.3센트(약 46원), 해상풍력은 7.5센트(약 105원)로, 모두 화석연료의 10센트(약 140원)보다 훨씬 낮은 수준에 도달했습니다5. 이는 재생에너지가 이미 경제적으로도 화석연료를 앞서고 있음을 명확히 보여주는 증거입니다.

균등화발전비용(LCOE)이란 발전소의 건설부터 운영, 유지보수, 연료비용까지 전체 수명주기 동안 발생하는 모든 비용을 총 발전량으로 나눈 값으로, 서로 다른 발전원의 경제성을 비교할 수 있는 핵심 지표입니다. 특히 주목할 점은 2023년 신규 가동된 전 세계 재생에너지 발전 프로젝트의 약 81%(382GW)가 화석연료 평균 발전비용보다 낮은 비용으로 가동되었다는 사실입니다5.

이러한 가격 경쟁력 확보에는 여러 요인이 작용했지만, 가장 핵심적인 것은 설비가격의 하락입니다. 태양광 모듈과 풍력 터빈의 가격이 급격히 떨어지면서 재생에너지 설비 구축 비용이 크게 감소했습니다. 실제로 2010년에서 2023년 사이 태양광 발전의 총 설치 비용은 86%나 감소했으며, 이로 인해 태양광 발전의 LCOE는 46센트에서 4.4센트로 약 90%나 하락했습니다5.

설비가격 하락의 기적: 경쟁력 상승의 원동력

글로벌 청정에너지 설비가격 지수(CEEPI)는 2021년 이후부터 석유 및 가스 설비가격 지수(UCCI)보다 낮은 수준을 유지하고 있습니다5. 이는 풍력 발전기나 태양광 패널을 설치하는 데 드는 비용이 석유 시추 설비나 가스 유전을 건설하는 비용보다 더 저렴해졌음을 의미합니다.

특히 최근 1년간 CEEPI는 약 17%나 하락했는데, 여기에는 풍력 터빈과 태양광 모듈의 가격이 급격히 떨어진 것이 큰 영향을 미쳤습니다. 풍력 터빈 가격은 지난 1년간 약 5% 하락했으며, 태양광 모듈 가격은 2021년 최고점과 비교하면 2023년 4분기까지 50% 이상 하락한 데 이어 2024년 2분기에만 20% 더 떨어졌습니다5.

이러한 가격 하락 추세는 기술 발전, 규모의 경제, 그리고 글로벌 공급망 최적화 등의 요인이 복합적으로 작용한 결과입니다. 특히 중국을 중심으로 한 대규모 생산 능력 확대가 가격 하락을 가속화했으며, 이는 전 세계 재생에너지 시장에 큰 파급효과를 가져왔습니다.

재생에너지의 현실적 도전과제: 설비용량과 전력망 연계

설비용량 확보의 필요성

재생에너지가 화석연료를 완전히 대체하기 위해서는 가격 경쟁력뿐만 아니라 충분한 설비용량 확보가 필수적입니다. 아직 재생에너지 발전시설의 확충 속도는 전 세계 전력 수요 증가 속도를 따라가지 못하고 있는 실정입니다. 이 때문에 화석연료, 특히 석탄은 여전히 세계 최대 에너지원 자리를 지키고 있으며, 2023년에는 사상 처음으로 수요가 85억 톤을 넘어섰습니다5.

이에 국제사회는 2023년 제28차 유엔 기후협약 당사국 총회(COP28)에서 '2030년까지 재생에너지 설비용량을 3배로 늘린다'는 공동 목표에 합의했습니다. 현재 198개 당사국 중 한국을 포함한 150개가 넘는 국가가 관련 정책을 시행하고 있으며, 재생에너지에 대한 전 세계 설비투자 규모는 2023년 약 6,800억 달러에서 2030년 약 8,500억 달러로 증가할 것으로 전망됩니다5.

에너지저장장치(ESS)의 중요성 증대

재생에너지의 간헐성 문제를 해결하고 안정적인 전력 공급을 위해서는 에너지저장장치(ESS)의 역할이 필수적입니다. 재생에너지는 발전 시 환경적 요인(일조량, 풍력 등)에 크게 영향을 받기 때문에, 생산한 전력을 저장했다가 필요할 때 사용할 수 있는 ESS 기술이 중요합니다.

실제로 대규모 재생에너지 발전시설에 주로 활용되는 유틸리티급 배터리 기반 저장장치(BESS)의 LCOE는 2010년 kWh당 2,511달러에서 2023년 273달러까지 하락했으며, BESS의 보급 역시 2023년 89GW에서 2030년 782GW로 약 9배 증가할 것으로 전망됩니다5. 이는 재생에너지 비중을 늘리는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

정책과 보조금: 에너지 전환의 촉진제인가 장애물인가

한국의 역설적 에너지 보조금 구조

한국의 에너지 보조금 구조는 탄소중립 목표와 상당한 불일치를 보이고 있습니다. 2024년 기준 한국의 화석연료 보조금은 10조 5,100억 원으로, 재생에너지 보조금 1조 1,400억 원의 약 10배에 달합니다14. 더욱 우려스러운 점은 재생에너지 보조금이 전년 대비 31.6% 삭감된 반면, 화석연료 보조금은 5%만 감소했다는 사실입니다9.

이러한 보조금 불균형은 정부의 탄소중립 목표와 실제 예산 집행 간의 모순을 보여줍니다. 녹색에너지전략연구소는 "화석연료에 보조금을 계속 주면서 기후대응 예산을 쓰는 것은 밑빠진 독에 물붓기"라고 지적했습니다7.

화석연료 보조금 중에서는 석유 지원금이 7조 2,508억 원으로 가장 높았으며, 이어 가스(1조 1,762억 원)와 석탄(1조 1,237억 원)이 뒤를 이었습니다14. 지원 유형별로는 세금혜택이 68%로 가장 큰 비중을 차지했으며, 금액으로는 7조 2,000억 원에 달합니다14.

국제적 추세와의 괴리

한국의 화석연료 보조금 정책은 국제적 흐름과도 상당한 괴리를 보입니다. 한국은 2009년 '피츠버그 G20 정상회의'에서 비효율적인 화석연료 보조금의 단계적 폐지에 합의했으며, G7 국가들은 2025년을 목표로 각종 보조금을 폐지하고 있습니다9. 그러나 한국은 여전히 막대한 화석연료 보조금을 유지하고 있으며, 일부 보조금은 일몰 기한을 연장하고 있습니다.

녹색에너지전략연구소의 분석에 따르면, 현행 화석연료 보조금의 81%에 해당하는 9조 5,000억 원을 단기적으로 폐지할 수 있으며, 2050년까지 총 94%를 줄여야 한다는 결론을 도출했습니다18. 특히 고소득층에 혜택이 집중되는 유류세 한시적 인하 조치(4.7조 원), 전기차 전환에 비효율적인 수소차 및 하이브리드차 지원(1.2조 원), 화석연료 사용량에 연동된 방식으로 지급되는 유가보조금 및 농업용 면세유(1.9조 원), 그리고 탄소중립 목표와 상충하는 국내외 석유·가스전 개발사업(0.12조 원)이 시급히 개편해야 할 대상으로 지목되었습니다18.

재생에너지 성공 사례: 가능성의 증명

캘리포니아의 재생에너지 100% 달성 사례

재생에너지로의 전환이 현실적으로 가능함을 보여주는 대표적인 사례로 캘리포니아를 들 수 있습니다. 스탠포드 대학의 마크 제이콥슨 교수가 추적한 데이터에 따르면, 2025년 4월 15일 현재 캘리포니아는 지난 38일 중 30일 동안 전기 사용량의 100%를 재생에너지로 공급했습니다2. 물론 하루 종일은 아니고 15분에서 6시간 동안 재생에너지 생산량이 사용량을 웃돌았던 것이지만, 이는 여전히 놀라운 성과입니다.

특히 주목할 점은 캘리포니아가 세계 4위의 경제 규모를 가진 지역이며, 구글 서버와 같은 전력 소비가 많은 시설도 다수 위치해 있다는 사실입니다. 이러한 상황에서도 재생에너지 100% 달성이 가능했다는 것은 재생에너지의 잠재력을 명확히 보여줍니다.

캘리포니아는 또한 태양광 설치를 의무화하는 등 적극적인 정책을 통해 재생에너지 확대를 추진하고 있으며, 2035년까지 24시간 전체의 전기 사용량을 90% 재생에너지에서 가져오는 것을 목표로 하고 있습니다2.

한국의 제주도: 재생에너지 잠재력의 국내 사례

한국 내에서도 제주도는 재생에너지 확대의 가능성을 보여주는 좋은 사례입니다. 제주도는 낮 시간대에 재생에너지 발전 비중이 50%를 넘기기도 하는 등 캘리포니아와 유사한 경향을 보이고 있습니다2. 이는 한국의 지리적, 환경적 조건에서도 재생에너지의 확대가 충분히 가능함을 시사합니다.

그러나 제주도의 사례는 동시에 재생에너지의 간헐성 문제와 전력망 연계의 중요성도 보여줍니다. 재생에너지 비중이 높아질수록 발전량과 수요의 불일치를 해결하기 위한 에너지 저장 기술과 전력망 현대화가 필수적이라는 것을 알 수 있습니다.

RE100과 글로벌 공급망: 비즈니스 환경의 변화

RE100과 기업들의 대응

RE100(Renewable Energy 100%)은 기업들이 사용하는 전력의 100%를 재생에너지로 충당하겠다는 글로벌 이니셔티브로, 점차 많은 글로벌 기업들이 동참하고 있습니다. 이는 단순한 환경적 책임을 넘어, 이제는 비즈니스 경쟁력의 문제가 되고 있습니다.

특히 글로벌 대기업들은 공급망 전체에 RE100을 요구하기 시작했으며, 이는 한국 기업들에게도 영향을 미치고 있습니다. "RE100은 몰라도 된다.. 는 검사 정권을 끝내야 할텐데요. 검찰 개혁이 기후위기 극복과도 연계되네요."라는 한 논평자의 지적처럼, 한국의 정책 환경이 글로벌 트렌드를 따라가지 못하는 상황은 한국 기업들의 경쟁력에 위협이 될 수 있습니다2.

중국 기업들이 RE100 대응에 적극적인 반면, 한국 기업들은 상대적으로 대응이 늦어 자연스럽게 도태될 위험이 있습니다. 이는 단순한 환경 문제를 넘어 국가 산업 경쟁력의 문제로 확대될 가능성이 큽니다.

기업의 적응과 기회: SK에코플랜트 사례

SK에코플랜트와 같은 기업들은 이러한 변화를 기회로 삼고 있습니다. SK에코플랜트는 해상풍력, 태양광 발전 등 주요 재생에너지 사업 개발부터, 발전설비 생산과 EPC(설계·조달·시공), 재생에너지 전력중개사업 등의 전력망 연계에 이르기까지 재생에너지 전 영역을 아우르는 사업 밸류체인을 구축하고 있습니다5.

특히 해상풍력 분야에서는 울산 해울이 프로젝트, 베트남 지아 라이 풍력발전을 비롯해 국내외 다수의 유틸리티급 프로젝트에 참여하고 있으며, 자회사인 SK오션플랜트를 통해 해상풍력 하부구조물 아시아 시장 내 1위의 지위를 점하고 있습니다5. 이는 에너지 전환이 가져오는 새로운 비즈니스 기회를 선제적으로 포착한 사례로 볼 수 있습니다.

원자력 발전: 에너지 전환의 또 다른 축

한국의 원자력 정책 변화

에너지 전환 논의에서 원자력 발전의 역할도 중요한 주제입니다. 한국은 최근 원자력 정책에 있어 변화를 겪고 있습니다. 현 정부는 원자력 발전을 탄소중립 달성을 위한 중요한 수단으로 인식하고 있으며, 이에 따라 원자력 관련 예산도 증가하고 있습니다.

2024년 기준 한국의 원자력 보조금은 1조 3,000억 원으로, 전년 대비 11.5% 증액되었으며, 이는 재생에너지 보조금(1조 2,000억 원)을 역전한 상황입니다9. 이는 에너지 정책의 방향성이 변화했음을 보여줍니다.

그러나 동시에 한국의 원자력 발전소들은 노후화 문제에 직면해 있습니다. 최근 한국은 고리-2 원자로를 안전 검사와 수명 연장을 위한 개선 작업을 위해 임시 중단했습니다3. 이러한 노후 원전의 수명 연장과 안전성 확보는 에너지 전환 과정에서 중요한 과제로 부상하고 있습니다.

원자력 발전의 경제적 측면

원자력 발전의 경제성에 대한 논의도 중요합니다. 한국은 세계적으로 원자력 발전 건설 비용이 저렴한 국가 중 하나로 알려져 있습니다. 이는 표준화된 설계를 반복적으로 사용하고, 규제 프로세스가 상대적으로 단순하며, 국가가 전력 유틸리티를 소유하고 있는 등의 요인 때문입니다11.

그러나 이러한 경제적 이점에도 불구하고, 재생에너지의 급격한 가격 하락으로 인해 원자력 발전의 상대적 경제성은 재평가가 필요한 상황입니다. 또한 원자력 발전소의 건설 기간, 폐기물 처리 비용, 사고 위험 등의 요소도 종합적으로 고려되어야 합니다.

에너지 전환의 경제적 파급효과

일자리 창출과 산업 구조 변화

에너지 전환은 단순한 발전원의 변화를 넘어 산업 구조와 일자리 지형의 변화를 가져옵니다. 재생에너지 산업은 새로운 일자리를 창출하는 동시에 기존 화석연료 산업의 일자리가 감소하는 '정의로운 전환' 문제를 제기합니다.

한국 정부의 2024년 예산에서 '정의로운 전환' 관련 예산도 화석연료 보조금의 일부로 분류되고 있는데, 이는 탄소중립 과정에서 발생할 수 있는 사회경제적 영향을 완화하기 위한 정책적 노력을 반영합니다14.

또한 에너지 전환은 관련 산업 생태계 전반에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 배터리 저장장치(BESS) 시장은 2023년 89GW에서 2030년 782GW로 약 9배 증가할 것으로 전망되며5, 이는 배터리 제조, 설치, 유지보수 등 관련 산업 전반의 성장을 의미합니다.

에너지 안보와 경제적 독립성

재생에너지로의 전환은 에너지 안보 측면에서도 중요한 의미를 갖습니다. 화석연료에 대한 의존도가 높은 한국은 국제 에너지 시장의 변동성에 취약한 구조를 가지고 있습니다. 재생에너지의 확대는 에너지 자립도를 높이고 외부 충격에 대한 경제적 회복력을 강화하는 효과가 있습니다.

특히 중동 지역의 지정학적 불안정성이 지속되는 상황에서, 재생에너지로의 전환은 에너지 안보 강화에 기여할 수 있습니다. "요즘은 중동이 미국 외교 정책에서 우선 순위가 많이 낮아졌는데, 앞으로 중동 평화는 중국이나, 한국처럼 중동에서 석유를 가져오는 나라가 책임져야 할지도 모르겠습니다."라는 한 논평자의 지적은 에너지 안보와 국제 관계의 연관성을 보여줍니다2.

미래 전망과 제언

화석연료 보조금 개혁의 필요성

한국이 진정한 에너지 전환을 이루기 위해서는 화석연료 보조금 체계의 전면적인 개혁이 필요합니다. 녹색에너지전략연구소는 화석연료 보조금의 점진적 폐지를 목표로 설정하고 이를 위한 로드맵을 마련해 탄소감축 정책 목표와 예산 간의 일관성을 강화할 필요가 있다고 제안했습니다9.

특히 유류세 인하가 고소득 계층에게 더 큰 혜택을 주고 있다는 점, 전기차 전환 제도의 부족한 점 등이 주요한 개선 대상으로 지목되었습니다. 또한 석탄 생산자 보조금 폐지와 같은 구체적인 개혁 방향도 제시되었습니다9.

재생에너지 확대를 위한 정책적 제언

재생에너지 확대를 위해서는 단순한 보조금 증액을 넘어 체계적인 정책 지원이 필요합니다. 재생에너지의 간헐성 문제를 해결하기 위한 에너지저장장치(ESS) 투자 확대, 전력망 확충 및 현대화, 그리고 재생에너지 관련 기술 개발에 대한 지원이 종합적으로 이루어져야 합니다.

또한 RE100과 같은 글로벌 이니셔티브에 대응하기 위한 기업 지원 정책도 강화될 필요가 있습니다. 현재 중국 기업들이 RE100 대응에 적극적인 반면, 한국 기업들은 상대적으로 뒤처지고 있는 상황은 국가 경쟁력 측면에서도 우려스러운 부분입니다.

결론

에너지 경제의 패러다임은 이미 재생에너지 중심으로 급속히 전환되고 있습니다. 재생에너지의 발전비용이 화석연료보다 낮아지고, 설비 가격이 지속적으로 하락하면서 경제적 타당성이 명확해지고 있습니다. 캘리포니아의 사례에서 볼 수 있듯이, 재생에너지 100% 달성은 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다.

그러나 한국은 여전히 화석연료 보조금이 재생에너지 보조금의 10배에 달하는 등 에너지 전환을 위한 정책적 일관성이 부족한 상황입니다. 탄소중립 목표를 달성하고 글로벌 에너지 전환 흐름에 동참하기 위해서는 화석연료 보조금 개혁, 재생에너지 투자 확대, 그리고 에너지저장장치와 전력망 현대화에 대한 종합적인 접근이 필요합니다.

에너지 전환은 환경적 측면뿐만 아니라 경제적 측면에서도 불가피한 흐름입니다. RE100과 같은 글로벌 이니셔티브가 확산되는 가운데, 재생에너지 확대는 국가 경쟁력과 기업의 생존을 위해서도 중요한 과제가 되었습니다. 이제 한국은 화석연료에서 재생에너지로의 전환을 단순한 환경 정책이 아닌, 국가 경제의 미래를 결정할 핵심 전략으로 인식하고 보다 적극적인 정책을 추진해야 할 시점입니다.

이박사의 물류, 경제, 문명