초록 ▼

1. 연구의 필요성 및 목적
우리나라는 기후변화 문제뿐만 아니라 석유와 같은 화석에너지 가격의 높은 변동성으로부터 회피하기 위해서라도 화석에너지 의존도를 줄여야 하는 상황이다. 온실가스 감축과 화석에너지 자원의 대안으로 신재생에너지 사용이 불가피하다. 또한 신재생에너지는 미래의 먹거리 산업으로 제2의 반도체 산업 및 조선 산업이 될 가능성이 농후하다. 국내 시장 초기 상태에 있는 신재생에너지 산업은 시장에서의 성공가능성을 높이기 위해 미래의 불확실성을 줄이는 것이 무엇보다도 시급하다. 향후 발전 가능성이 있는 신재생에너지원을

1. 연구의 필요성 및 목적
우리나라는 기후변화 문제뿐만 아니라 석유와 같은 화석에너지 가격의 높은 변동성으로부터 회피하기 위해서라도 화석에너지 의존도를 줄여야 하는 상황이다. 온실가스 감축과 화석에너지 자원의 대안으로 신재생에너지 사용이 불가피하다. 또한 신재생에너지는 미래의 먹거리 산업으로 제2의 반도체 산업 및 조선 산업이 될 가능성이 농후하다. 국내 시장 초기 상태에 있는 신재생에너지 산업은 시장에서의 성공가능성을 높이기 위해 미래의 불확실성을 줄이는 것이 무엇보다도 시급하다. 향후 발전 가능성이 있는 신재생에너지원을 분별하여 선택과 집중을 통해 성공 가능성이 높은 기술을 육성할 필요가 있기 때문이다.
본 연구의 목적은 신재생에너지 산업의 육성 및 수출 경쟁력 강화를 위하여 현재 초기 상태에 있는 신재생에너지 시장의 정확한 수요예측치를 도출할 수 있는 발전된 전망 모형을 개발하는 것이다. 국내 신재생에너지源별 수요 예측을 통해 어떤 기술이 시장에서 성공할 가능성이 있고 나아가 기업 또는 국가의 미래 생존 전략이 될 것인지 파악할 수 있다. 또한 신재생에너지 보급 확산을 위한 정책을 제언함으로써 신재생에너지 수요 촉진을 위한 대안을 모색한다. 신재생에너지 시장 전망 자료와 수요촉진 정책 제언은 신재생에너지 산업 정책 입안자 및 기업 실무가들이 전략 수립 시 매우 중요하게 활용될 수 있을것이다.
2. 주요 내용 및 정책 제언
본 연구에서는 4단계를 거쳐 국내 신재생에너지 시장 전망을 수행하였다. 첫 번째 단계에서는 가격 함수를 추정하여 신재생에너지원별 미래 가격을 전망하였다. 두 번째 단계에서는 경쟁 환경을 고려한 확산 모형과 1단계에서 도출한 가격 전망치를 이용하여 원별 수요 전망을 시도하였다. 세 번째 단계에서는 로지스틱 성장 모형 및 선형 회귀모형 등을 이용하여 발전 부문, 열 부문, 수송 부문에서의 신재생에너지 수요를 전망하였다. 마지막 단계에서는 3단계에서 도출된 부문별 신재생에너지 수요를 합산하여 전체 신재생에너지 보급 전망치를 추정하였다.
신재생에너지 전망은 미래의 여러 가지 상황을 가정하여 시나리오 분석을 하였다. 현 정책안에서는 RPS와 같은 현재 정부가 시행하고 있는 정책만 추진하는 경우를 가정하였고, 신 정책안에서는 정부가 계획하고 있는 RHO, RFS, 2단계 RPS 시행을 가정하였다. 낙관안에서는 신 정책안에 더해 기술 혁신 및 환경 규제 완화 등 공격적인 상황을 가정하였다.
1단계 가격 함수 추정 결과를 보면 발전 부문에서는 태양광이 열부문에서는 지열이 가격 하락 속도가 가장 빨라 2035년 기준으로 태양광은 140원/kWh, 지열은 50만원/TOE까지 하락할 것으로 나타났다.
부문별 전망 결과에서는 발전 부문에서는 신재생에너지 공급량이 꾸준하게 증가하여 2035년에는 1차 에너지 기준으로 현 정책안 약 1,800만TOE, 신 정책안 약 2,200만TOE, 낙관안 약 3,400만TOE에 이를 것으로 전망된다. 세 가지 시나리오에서 공통적으로 전체 발전 부문 중 풍력이 약 28~29%를 차지해 다양한 신재생에너지원 중 가장 많은 공급량을 담당할 것으로 예상된다. 그 이유는 우리나라가 가지고 있는 풍력 공급 잠재량에 비해 현재 개발이 매우 덜 되어 있어 향후 발전 가능성이 높기 때문이다. 또한 신정책안, 낙관안에서는 기술 집약적인 태양광, 연료전지의 보급량이 큰 폭으로 늘어날 것으로 보인다. 정부의 적극적인 지원이 있을 경우 태양광 및 연료전지의 그리드패리티에 빨리 도달할 것이며, 이후 빠른 속도로 확산될 것으로 전망된다. 따라서 낙관안의 경우 2025년 이후로는 태양광, 풍력, 연료전지가 발전 부문 시장을 주도할 것으로 예상되며 2035년에는 이들 세 에너지원의 합이 2,000만TOE를 넘어서 전체 발전 부문의 60%를 넘게 차지하는 것으로 나타났다.
열 부문에서는 2035년에 현 정책안 약 866만TOE, 신 정책안 1,340만TOE, 낙관안 약 1,978만TOE의 신재생에너지가 공급될 것으로 전망되었다. 현 정책안의 경우 2035년을 기준으로 폐기물에너지가 전체 보급량 중 75%를 차지하면서 열 부문 신재생에너지 공급의 대부분을 담당할 것으로 보이지만 신 정책안, 낙관안으로 갈수록 바이오, 지열, 태양열의 비율이 높아져 비교적 공급원의 다양성이 증가하여 안정된 포트폴리오 마련이 가능할 것으로 보인다.
수송 부분에서는 2035년에 현 정책안 33만TOE, 신 정책안 135만 TOE, 낙관안 221만TOE에 해당하는 바이오에탄올과 바이오디젤이 보급될 것으로 전망된다.
전체 신재생에너지 보급 전망치를 보면 2030년까지 현 정책안 2,800만TOE, 신 정책안 3,700만TOE, 낙관안 5,700만TOE 수준에 도달 할 것으로 보인다. 현재는 폐기물을 중심으로 한 열 부문이 주류를 이루고 있지만 세 가지 시나리오 모두에서 발전 부문으로 주류 전환이 이루어져 2035년에는 발전의 비중이 60~67%에 이를 것으로 보인다. 원별 포트폴리오에서는 현 정책안으로부터 신 정책안, 낙관안으로 갈수록 특정 원에 의한 공급량이 집중되는 현상을 벗어나서 점차적으로 안정적인 구조를 가지게 됨을 알 수 있다. 예로 현 정책안에서 지나치게 의존도가 큰 폐기물 에너지(34.6%)는 시나리오 변화에 따라 점차 비중이 작아져 낙관안에서는 그 비중이 절반 이하(16.8%)로 하락한다. 반면 현재 비교적 낮은 비중을 차지하고 있는 풍력, 태양광, 바이오, 연료전지 등은 낙관안으로 갈수록 점차 비중이 높아져 주류 에너지원으로 될 것이다.
전체 1차 에너지 대비 신재생에너지 비중을 살펴보면 현 정책안과 신 정책안은 2030년에 각각 약 7.5%, 9.5% 정도의 신재생에너지 비중을 가질 것으로 보인다. 반면 낙관안의 경우엔 정부 목표(2030년 11%)보다 5년 정도 빠른 2025년경에 이미 11%를 넘어서며 2030년에는 15%, 2035년에는 무려 16.3%의 공급 비중을 차지할 것으로 예상되었다. 따라서 정부는 목표 달성을 위해 본 연구에서 제시된 신 정책안보다 더욱 공격적이고 적극적인 정책 대안을 마련해야 할 것으로 보인다.
한편 국내 신재생에너지 보급 확산을 위해서는 단계별로 전략적인 정책이 필요하다. 신재생에너지의 확산 단계는 3단계로 분류할 수 있는데, 초기 단계, 도약 단계, 정착 단계가 그것이다. 국내 신재생에너지원별로 확산 단계는 상이하다. 수력, 폐기물 등은 정착 단계에 있으며 나머지 신재생에너지원들은 아직 초기 단계에서 확산 중에 있다고 볼 수 있다. 각 확산 단계별로 다양한 문제점들이 노출되며, 특히 초기 단계에서는 문제점을 해결하지 못할 경우 신재생에너지 기술이 더 이상 확산되지 못하는 절벽(chasm)에 직면하게 된다.
신재생에너지 보급 확산을 위한 정책은 경제적 지원과 비경제적 지원으로 구분될 수 있다. 경제적 지원은 시장에서의 신재생에너지 거래량을 증가시키기 위하여 공급과 수요의 균형을 변화시키는데 목적이 있다. 우리나라에서 도입했던 FIT와 현재 진행 중인 RPS 이외에도 입찰 제도, 세제 혜택, 현금 지원 및 환급, 신재생 열 차액 지원 제도 등을 고려해 볼만 하다. 비경제적 지원은 신재생에너지의 불확실성과 위험을 제거할 수 있는 방향으로 진행되어야 한다. 국내·외 사례 연구를 통해 신재생에너지 확산의 6가지 비경제적 장벽을 발견할 수 있었다. 시장 장벽, 국민 인식 장벽, 환경적인 장벽, 행정적인 장벽, 정책의 불확실성 장벽, 국민 수용성 장벽이 그것이다. 우선 시장 장벽을 해결하기 위해서는 신규 건물의 신재생에너지 기술에 대한 의무적인 기준 마련과 기존 건물에서의 분할 장려금을 도입하는 것이다. 국민 인식 장벽에 대한 해결책은 캠페인 광고, 미디어의 정보 제공, 정보 센터 설립, 웹사이트 등의 활용이다. 환경적인 장벽 문제는 심층적인 조사 및 분석을 통해 환경 문제를 최소화하도록 유도해야 한다. 행정적인 장벽을 허물기 위해서는 사업 시행에 승인 절차를 간소화해야 하며, 정책의 불확실성 장벽은 지원 자금이 공공 예산 보다는 소비자로부터 나오도록 유도함으로써 해결될 수 있다. 마지막으로 국민 수용성 장벽은 지역 주민에게 인센티브를 지원하는 정책으로 완화할 수 있다.
본 연구에서 개발된 신재생에너지 수요예측 모형과 결과는 국내 신재생에너지 시장의 변화에 신속하고 정확하게 대응하는데 기여할 수 있을 것으로 보인다. 신재생에너지 수요예측을 통해 시장의 변화에 따른 위험 요소를 예측하여 미래의 불확실성을 제거할 수 있기 때문이다.

Abstract ▼

1. Background and Research Purpose
South Korea should reduce its dependence on fossil energy to avoid the price volatility of fossil energy such as oil as well as climate change. It is inevitable to use renewable energy to mitigate greenhouse gas emission and substitute for fossil energy. Additio

1. Background and Research Purpose
South Korea should reduce its dependence on fossil energy to avoid the price volatility of fossil energy such as oil as well as climate change. It is inevitable to use renewable energy to mitigate greenhouse gas emission and substitute for fossil energy. Additionally, renewable energy can be a future flagship industry in Korea like semi-conductor industry and shipbuilding industry in past years. Renewable energy industry of Korea, which is currently at an early stage of the domestic market, urgently needs to reduce the future uncertainty to raise the market. To do so, it is necessary to identify the renewable energy sources, select and concentrate the most possible sources, and then promote their technologies for the success.
The purpose of this study is to develop the advanced forecasting model to estimate the correct demand for the renewable energy market to promote the renewable energy industry and enhance the export competitiveness. It is possible to grasp which technology has the potentials to succeed in the market and become the future survival strategy for the companies and the country by forecasting demand by renewable energy sources. The forecast results may contribute to maximizing the investment efficiency of renewable energy industry. Also, data for renewable energy market forecast can be importantly used when policy makers and companies of renewable energy industry establish their strategies.
2. Summary and Policy Implications
This study forecasts the domestic market of renewable energy through four steps. The first step is to forecast the future price by renewable energy sources by estimating the price function. The second step is to forecast the demand by renewable energy sources by using the diffusion model considering competitive environment and the price forecasts drawn from the first step. The third step is to forecast the demand of renewable energy by power generating, thermal, and transportation sectors by using Logistic Growth Model and Linear Regression Model. The final step is to estimate the future demand of the whole renewable energy by adding up the sectoral demand estimated in the third step.
Renewable energy is forecasted by scenarios, which assume various situations in the future. In the current policy scenario it is assumed that only the current government policies such as RPS will be promoted. In the new policy scenario, it is assumed that RPS Phase II, RHO and RFS, which the government plans, will be implemented. In the optimistic scenario it is assumed that the aggressive market situation including technology innovation and less environmental regulations will be promoted with the new policy scenario.
The forecast results of the price function at the first step show that the prices of PV in the power generation sector and geothermal in the thermal sector will fall to 140 won/kWh and 500,000 won/TOE in 2035, respectively.
Regarding the sectoral forecast results, the supply of renewable energy for the power generation sector, which is expected to continuously expand, will increase to about 18 million TOE in the current policy scenario, 2 million TOE in the new policy scenario, and 34 million TOE in 2035 in the optimistic scenario. Wind power among various renewable energy sources will take the highest market share - about 28~29% - in all three scenarios. It is because Korea has enormous potentials for development in the wind power sector. Wind power of Korea has not been sufficiently developed in spite of rich potentials. In the new policy and optimistic scenarios, technology-intensive PV and fuel cell will be significantly diffused. If there are the government supports, PV and fuel cell will early reach to their grid parity and then be rapidly deployed. In the case of the optimistic scenario, it is expected that PV, wind power, and fuel cell will lead the power market after 2025, and the sum of three energy sources will be more than 20 million TOE, holding more than 60% of the whole power generating sector in 2035.
In the thermal sector, renewable energy will be 8.66 million TOE in the current policy scenario, 13.40 million TOE in the new policy scenario, and 19.78 million TOE in the optimistic scenario. While the waste energy will account for the major share - 75% - in the supply of renewable energy for the thermal sector in the case of the current policy scenario, in the new policy and optimistic scenario, the share of bio-energy, geothermal, and PV will increase orderly. In other words, in the new policy and optimistic scenario, diversification of renewable energy sources will contribute to making the stable portfolio.
In the transportation sector, the supply of bio-ethanol and bio-diesel will be 0.33 million TOE in the current policy scenario, 1.35 million TOE in the new policy scenario, and 2.21 million TOE in the optimistic scenario in 2035.
The supply of whole renewable energy sources will reach to 28 million TOE in the current policy scenario, 37 million TOE in the new policy scenario, and 57 million TOE in the optimistic scenario by 2030. Even though the thermal sector using the waste energy is currently the mainstream of renewable energy market, the power generation sector will be the mainstream in 2035, having 60~67% of the market share, for all three scenarios. For the portfolio by renewable energy sources, the composition of renewable energy will be gradually diversified from the concentration on the specific energy source, in the order of the current policy scenario, the new policy scenario, and the optimistic scenario. For an example, the share of waste energy, which is the major renewable energy in the current policy scenario (34.6%), will decrease to 16.8% in the optimistic scenario. On the other hand, wind power, PV, bio-energy, and fuel cell, all of which currently account for the small amount, will be major renewable energy sources in the optimistic scenario.
The share of renewable energy among total primary energy will be 7.5% in the current policy scenario and 9.5% in the new policy scenario in 2030. In the case of the optimistic case, however, the share of renewable energy will reach to over 11% in 2025, which is 7 years earlier than the government expects the year - 2030 -, 16.3% in 2035. Therefore, the government should prepare more aggressive and active plans than the new policy scenario, which this study suggests, to achieve the goal.
It is necessary that the government establishes the strategic policy by phases to deploy the renewable energy technology in South Korea. The deployment phase can be classified as three - inception, take-off, and consolidation. The deployment phases are very different according to renewable energy sources. Hydro power and wastes energy are in the consolidation phase, but the other renewable energy sources are still in the inception phase. Each deployment phase has various problems. If the problems of the inception phase are not solved, the government will face the chasm, the renewable energy technology cannot be deployed any longer.
The policy for deploying renewable energy technologies is divided into economic deployment supports and non-economic deployment supports. The economic deployment supports aim at changing the balance of supply and demand to increase the transaction of renewable energy in the market. Besides FIT, which was introduced in South Korea, and RPS, which is an ongoing support scheme, tendering scheme, tax incentives, direct cash grants and rebates, and renewable heat feed-in tariff can be considered. Non-economic deployment supports should be implemented to remove uncertainty and risk. Domestic and foreign studies found the following six non-economic barriers for deployment of renewable energy: market barriers; lack of public awareness; environmental barriers;administrative barriers; policy uncertainty barriers; and public acceptance barriers. Firstly, to remove or mitigate market barriers, the government should establish the obligatory standard for renewable energy technologies and introduce the split incentives on existing buildings. To raise public awareness, many different activities should be taken: advertising campaign; providing information to media; establishing information center; and using websites. Environmental barriers can be mitigated by in-depth examinations and analyses. Administrative barriers can be removed by streamlining permitting procedures for project development, and policy uncertainty barriers can be solved by inducing financing from consumers rather than public budget. Finally, public acceptance barriers can be mitigated by supporting incentives for residents.
Renewable energy demand forecasting model, which this study developed, and its results may contribute to rapidly coping with the domestic market changes of renewable energy. It is because the correct demand forecasting for renewable energy can predict the risk factors related to market changes and remove the future uncertainty.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 참여연구진 ... 3
• 요 약 ... 5
• ABSTRACT ... 11
• 제목 차례 ... 19
• 표 차례 ... 22
• 그림 차례 ... 25
• 제1장 서 론 ... 29
• 제2장 선행연구 고찰 ... 33
• 1. 확산모형 ... 33
• 2. 기존 신재생에너지 전망 모형 ... 41
• 가. ETP-TIMES MODEL ... 41
• 나. Bloomberg New Energy Finance ... 44
• 제3장 연구의 배경 ... 46
• 1. 세계 신재생에너지 시장 현황 및 전망 ... 46
• 가. 신재생에너지원별 시장 현황 및 전망 ... 50
• 나. 신재생에너지 산업 기술 및 투자 현황 ... 57
• 2. 국내 신재생에너지 시장 현황 ... 58
• 가. 보급 현황 ... 58
• 나. 산업 현황 ... 61
• 다. 정책 변화 ... 62
• 제4장 방법론 ... 67
• 1. 모형 개요 ... 67
• 2. 1단계: 원별 가격 함수 추정 ... 69
• 3. 2단계: 원별 수요 전망 ... 70
• 4. 3단계: 부문별 전망 ... 72
• 가. 발전 부문 ... 72
• 나. 열 부문 ... 73
• 다. 수송 부문 ... 75
• 5. 4단계: 전체 신재생에너지 수요 전망 ... 76
• 제5장 추정 결과 및 전망 ... 77
• 1. 1단계: 원별 가격 함수 추정 ... 79
• 2. 2단계: 원별 수요 전망 ... 84
• 가. 발전 부문: 태양광, 풍력, 연료전지 수요 전망 ... 84
• 나. 발전 부문: 수력, 해양, 바이오, 폐기물, 석탄 IGCC 수요전망 ... 88
• 다. 열 부문: 태양열, 지열 수요 전망 ... 90
• 라. 열 부문: 폐기물, 바이오 수요 전망 ... 93
• 3. 3단계: 부문별 전망 ... 94
• 가. 발전 부문 신재생에너지 수요예측 ... 94
• 나. 열 부문 신재생에너지 수요예측 ... 110
• 다. 수송 부문 신재생에너지 수요예측 ... 118
• 4. 4단계: 전체 신재생에너지 수요 전망 ... 123
• 제6장 국내 신재생에너지 보급 확산을 위한 정책제언 ... 137
• 1. 경제적 지원 ... 141
• 가. 입찰 제도 ... 143
• 나. 세제 혜택 ... 143
• 다. 현금 지원 및 환급 ... 144
• 라. 신재생 열 차액 지원 제도 ... 144
• 2. 비경제적 지원 ... 145
• 가. 시장 장벽 ... 145
• 나. 국민 인식 장벽 ... 146
• 다. 환경적인 장벽 ... 147
• 라. 행정적인 장벽 ... 148
• 마. 정책의 불확실성 장벽 ... 150
• 바. 국민 수용성 장벽 ... 150
• 3. 신재생에너지 지원 정책의 상대적 중요도 ... 152
• 제7장 결 론 ... 155
• 참고문헌 ... 160
• 부 록: 연도별 신재생에너지 수요 예측 결과 ... 166
• 끝페이지 ... 180