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한국 신재생에너지 발전소 현황과 과제: 태양광·풍력·바이오 혁신 동향

일반 리포트 2025년 06월 25일
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목차

  1. 국내 신재생에너지 발전소 배치 및 보급 현황
  2. 기술·인프라 혁신과 운영 최적화
  3. 정책·제도 변화와 추진 동력
  4. 국제 동향 및 비교 사례
  5. 결론

1. 요약

  • 2025년 6월 25일 기준, 한국의 신재생에너지 발전소 현황은 태양광, 해상풍력, 바이오 기반 소재 발전 등 세 가지 주요 분야에서 다각적으로 분석되고 있습니다. 이 보고서는 신재생에너지 보급의 중심에 있는 태양광 발전시설의 보급 특성과 해상풍력 유치의 중요성을 강조하며, 바이오 기반 소재 산업의 지속 가능성에 대한 연구 결과를 제시하고 있습니다. 태양광 발전설비는 2017년 발표된 '재생에너지 3020 이행계획'에 기반해 2030년까지 20%의 재생에너지 발전량 비중을 목표로 설정하고 있으며, 30.8GW의 용량을 달성하기 위한 정책 변화를 모색 중입니다. 그러나, 대규모 발전소 설치에 대한 지역 주민들의 반대가 증가하고 있어 수용성 확보가 중요한 이슈로 떠오르고 있습니다.

  • 해상풍력 분야에서는 여러 지방자치단체가 국가 에너지 정책의 핵심 요소로 육성 중이며, 특히 전라남도가 해상풍력의 61%를 차지하며 정책적으로 뒷받침하고 있습니다. 그러나 높은 설치 비용과 경제성 문제는 해상풍력 개발에 있어 큰 도전 과제로 남아 있습니다. 바이오 기반 소재 산업은 글로벌 시장에서의 수요 증가에 따라 지속적으로 성장하고 있으며, 정부는 규제 개선과 인센티브를 통해 산업의 성장을 지원하고 있습니다.

  • AI 기반 통합관제 시스템은 신재생에너지의 효율성을 증대시키며, ESS 시장도 빠르게 성장하고 있습니다. 전력망의 통합 관리는 전력 공급의 안정성을 높이는 데 기여할 것입니다. 한편, 기후에너지부의 신설과 재생에너지 관련 법제 개편은 한국의 에너지 정책을 보다 일관되게 지원할 것으로 예상되며, 이는 국제 동향과 비교해 볼 때 한국이 글로벌 에너지 전환에서 선도적인 역할을 할 수 있는 기회를 제공합니다.

2. 국내 신재생에너지 발전소 배치 및 보급 현황

  • 2-1. 국내 사업용 태양광 발전시설 현황 및 보급 특성

  • 2025년 기준, 한국의 태양광 발전시설은 재생에너지 보급에서 핵심적인 위치를 차지하고 있습니다. 2017년 12월에 발표된 '재생에너지 3020 이행계획'에 따르면, 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 20%로 확대하겠다는 목표가 설정되었습니다. 이 계획에 따른 태양광 발전설비 용량은 총 30.8GW로 계획되어 있으며, 이러한 목표를 달성하기 위해 여러 정책 변화가 이뤄지고 있습니다.

  • 특히, 태양광 발전시설의 보급 특성은 정책의 영향을 크게 받습니다. 정부의 태양광 발전 관련 정책은 지역적 수용성을 고려하여 설계되고 있으며, 이로 인해 발전소 설치에 대한 지역 주민들의 반대 의견도 존재합니다. 사실상, 최근 정책 변화는 태양광 발전 시설의 보급량이 증가함에 따라 지역사의 수용성 문제가 심각해졌다는 점에서 더욱 중요해졌습니다.

  • 태양광 발전시설 특성의 분석에 따르면, 용량이 클수록, 산지를 활용하는 경우, 그리고 군집시설일수록 지역 주민들의 수용성이 낮아지는 경향을 보였습니다. 이 같은 점은 태양광 발전소 설치를 원할 경우 고려해야 할 중요한 요소입니다.

  • 2-2. 해상풍력 '바람연금' 유치 경쟁과 지자체 전략

  • 2025년 현재, 해상풍력 발전은 한국의 차세대 신재생에너지로 주목받고 있습니다. 많은 지방자치단체들이 해상풍력 발전소 유치를 위해 적극적인 전략을 구상하고 있으며, 이재명 정부도 해상풍력 발전을 국가 에너지 정책의 핵심 요소로 육성하고 있습니다.

  • 예를 들어, 전라남도는 2025년 6월 기준, 해상풍력 발전 허가 용량의 61%를 차지하며, '기후에너지부'의 신설을 추진하는 등 역량을 확보하고 있습니다. 더욱이 해상풍력 발전 시설 확보는 지역 경제에 큰 영향을 미치므로, 각 지자체들은 유치 경합에 더욱 열중하고 있습니다.

  • 그러나 해상풍력 발전의 설치 비용이 높고, 경제성이 떨어지는 점은 시장에서 큰 도전 과제가 되고 있습니다. LCOE(균등화 발전비용)에서 해상풍력은 육상 풍력보다 두 배 이상 비쌉니다. 따라서 정부와 지자체는 해상풍력 발전소의 설치 조건을 보다 간소화하고, 비용을 낮추기 위한 다양한 방법을 모색해야 할 필요가 있습니다.

  • 2-3. 바이오 기반 지속가능 소재 산업과 발전 연계

  • 한국의 바이오 기반 지속가능 소재 산업은 최근 친환경 사고 확산과 함께 지속 성장 중입니다. 2025년 현재, 글로벌 바이오 기반 소재 시장 규모는 381억6000만 달러에서 2029년까지 1066억9000만 달러로 성장할 것으로 예상되며, 이는 약 22%의 연평균 성장률을 나타냅니다.

  • 정부는 바이오 소재 산업에 대한 규제 개선과 인센티브 제공을 통해 이 산업의 성장을 장려하고 있으며, 다양한 정책을 통해 관련 산업의 기술 혁신을 지향하고 있습니다. 그러나 다양한 국가 및 지역 간의 규제 차이, 그리고 기후 변화 대응을 위한 정책이 산업 성장에 미치는 영향 또한 고려해야 합니다.

  • 특히, 바이오 기반 소재는 기존의 석유 기반 소재를 대체할 수 있는 가능성을 지니고 있어 앞으로의 에너지 전환과 지속 가능한 경제 모델을 구축하는 데 중요한 역할을 할 것입니다. 이를 위해 정책 설계는 단순한 보조금 제공처럼 단편적이지 않게 이루어져야 하며, 사회적 가치와 순환 경제를 중심에 두어야 합니다.

3. 기술·인프라 혁신과 운영 최적화

  • 3-1. AI 기반 지능형 전력망 실시간 통합관제 본격 가동

  • 2025년 6월 25일, 산업통상자원부는 한국전력공사 및 전력거래소와 협력하여 송·배전 전력망 정보를 실시간으로 통합하는 통합관제 시스템을 본격적으로 가동한다고 발표했습니다. 이는 전력 계통의 효율성을 극대화하고, 신재생에너지의 안정적 수용성을 높이기 위한 목표로 설정되었습니다. 사실, 지난 10년간 신재생에너지 설비가 4배 이상 증가하며, 현재 36.4GW에 이르렀습니다. 이는 전체 사업용 발전기의 23.5%를 차지하는 규모로, 지금까지의 발전량 파악 방식과 다른 관점의 변화를 필요로 하고 있습니다.

  • 기존에는 송전망 자원과 배전망 자원을 각각 다르게 관리해 왔으나, 정보의 분산으로 인해 실시간 상황에서의 대응능력이 떨어지는 문제가 있었습니다. 이번 통합관제 시스템은 이러한 정보를 집약하여 신속하고 정밀한 제어를 가능하게 만듭니다. 이는 특히봄과 가을철과 같이 발전량 변화가 큰 시기에 반응성과 정확성을 높이는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.

  • 산업부는 이번 통합관제를 통해 기관 간 출력 제어 정보를 연계하고, 재생에너지 정보공유시스템을 활용하여 전력계통 운영의 대응 속도와 효율성을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이는 향후 재생에너지의 지속적인 확대와 안정적 운영에 기여할 것입니다.

  • 3-2. 전력거래소·한전 정보 연계로 관제 정확성 향상

  • 이번 통합관제 시스템 운영을 통해 한국전력공사와 전력거래소 간의 실제 데이터 관리가 더욱 정교해질 것으로 보입니다. 전력거래 플랫폼에서 관리되던 PPA 발전량은 시스템 연결을 통해 실측 기반으로 통합되어 운영될 예정입니다. 이는 기관 간의 정보를 빠르게 전달하여 전력계통의 운영에 필요한 정확성을 높이는 데 매우 중요한 요소입니다.

  • 특히, 재생에너지가 상시 시장에서 통합되어 모두의 손에 쥐어지면, 전력망에 안정적으로 연계되고 제어되는 방식으로 효과적인 운영이 이뤄질 수 있습니다. 이 통합체계의 고도화는 전력망의 실시간 관제 운영뿐만 아니라, 해당 상태에 대한 정밀한 평가를 가능하게 할 것입니다.

  • AI 기술과 결합한 이번 통합관제는 재생에너지 설비가 전력망에 보다 안정적으로 통합될 수 있도록 돕고, 이로 인해 전력 공급에 있어 신뢰성을 높이는 데 기여할 것으로 보입니다.

  • 3-3. ESS(에너지 저장 시스템) 시장 성장 전망

  • 에너지 저장 시스템(ESS) 시장은 현재 빠르게 성장하고 있으며, 2032년까지 940억 달러에 이를 것으로 전망되고 있습니다. 이 시장은 특히 전 세계적으로 신재생에너지의 사용이 확대됨에 따라 필수적인 요소로 자리 잡고 있습니다. 최근 보고서에 따르면, ESS 시장은 연평균 19.18%의 성장률을 기록하며, 전 설정 기간 동안 계속해서 확장할 것으로 보입니다.

  • ESS는 전력망의 안정성을 높이고, 신재생에너지의 비용 절감 및 효율성을 향상시키는 데 중요한 기술로 인식되고 있습니다. 예를 들어, 성능이 우수한 배터리 저장 시스템은 잉여 전력을 저장하고, 수요 피크 시를 대비한 전력공급의 안전성을 높입니다.

  • 아시아-태평양 지역은 재생에너지와 ESS의 동반 성장을 통해 크게 발전할 것으로 예상되며, 한국 또한 관련 기업의 활동을 통해 시장에서의 입지를 강화할 것으로 보입니다. 하지만 고비용 문제와 대체 에너지원의 지속적인 개발 필요성은 여전히 해결해야 할 과제입니다.

  • 정부의 규제 및 정책 지원은 ESS의 대규모 채택에 기여할 것이며, 특히 가정용 및 상업용 솔루션이 모두 ESS와 결합하여 새로운 에너지 생산 모델을 창출할 것으로 예상됩니다.

4. 정책·제도 변화와 추진 동력

  • 4-1. 기후에너지부 설치 논의와 국회 토론회

  • 2025년 6월 20일, 국회에서는 이재명 정부가 제안한 '기후에너지부' 신설에 대한 공개 토론회가 열렸다. 이 토론회는 기존 환경부와 산업통상자원부의 기후 및 에너지 정책 기능을 통합하여 정책의 일관성을 높이기 위한 필요성을 강조했다. 위성곤 더불어민주당 의원은 기후 위기를 단순히 정치적 과제가 아닌 국가 생존의 문제로 인식해야 한다고 언급하며, 새로운 기후 정책 부처의 신설은 더 이상 미룰 수 없는 과제로서 강조되었다. 이와 같은 움직임은 글로벌 기후 대응에서 한국이 경쟁력을 유지하고 생존하기 위한 필수적인 구조적 개혁으로 해석된다.

  • 토론회에서 발표된 여러 지적 중 하나는 정부의 적시에 유연한 정책 추진이 필요하다는 것이었다. 예를 들어, 서울대학교 윤순진 교수는 현재 정부의 재생에너지 목표가 OECD 평균에 미치지 못하는 미흡한 목표임을 지적하며, 2030년까지 재생에너지 비중을 최소 30%까지 끌어올리기 위해서는 현재의 정책 속도 조정이 필수적이라고 역설했다.

  • 4-2. 재생에너지 3법과 2035 NDC 상향 조정 요구

  • 재생에너지 정책과 관련하여, 김성환 환경부 장관 후보자는 재생에너지 발전량 확대의 중요성을 강조하며, 단가를 낮추기 위해 전반적인 인프라 확충이 필요하다고 말했다. 현재 한국의 재생에너지 비중은 10.6%로 OECD 평균인 35.8%에 비해 낮은 편이며, 이를 극복하기 위해서는 제도적 지원과 기업 차원의 재생에너지 수요를 끌어올리는 노력이 필요하다고 주장했다.

  • 2025년 6월 23일에는 재생에너지 이니셔티브인 RE100을 이끄는 클라이밋그룹이 이재명 대통령에게 한국의 재생에너지 정책 확대와 탄소중립을 위한 구체적인 제도 개선을 제안하는 공개 서한을 전달했다. 이 서한에서는 2035년 국가 온실가스 감축목표(NDC)를 상향 조정하여 기업들의 수요를 반영하고, 전력망 및 재생에너지 전력구매계약(PPA) 제도 개선이 필요하다고 강조했다.

  • 4-3. 햇빛연금·바람연금 정책 모델과 인센티브

  • 이재명 대통령의 주요 에너지 정책 중 하나인 '햇빛연금'은 농경지 활용을 통해 에너지와 식량 안보를 동시에 강화할 것으로 기대되고 있다. 햇빛연금은 영농형 태양광으로, 농민들이 수익을 거둘 수 있도록 하고, 태양광 발전 시설을 설치하여 그 수익을 지역 주민들과 공유하는 정책이다. 이러한 노력은 태양광 이외의 대체 에너지원 확대를 도모하고, 지역 주민들의 참여도를 높여 사회적 수용성을 높이는 효과를 가져올 것으로 예상된다.

  • 또한, '바람연금' 정책은 해상 풍력 발전 시설을 통해 재생에너지 확대 및 지역 경제 활성화를 도모하는 방안으로, 이와 함께 과거의 정책들로부터 거둬야 할 교훈을 바탕으로 신중하게 추진되어야 함을 전문가들은 강조하고 있다. 제도적, 기술적 문제들이 해결되지 않으면 태양광 및 해상 풍력의 조기 확대는 어렵다는 지적과 함께, 이에 대한 인센티브 제공이 필요하다는 의견이 제시되고 있다.

5. 국제 동향 및 비교 사례

  • 5-1. 중국 태양광 설비 기록 갱신과 시장 확장

  • 2025년 6월 23일, 중국의 국가에너지국은 2025년 1월부터 5월까지의 전력 산업 통계를 발표했다. 이 통계에 따르면, 중국의 총 발전 용량이 3.61억 kW에 도달했으며, 이는 지난해 대비 18.8% 증가한 수치이다. 특히 태양광 발전 용량은 1.08억 kW로, 지난해 같은 기간 대비 56.9% 성장하며 총 발전 용량 중에서 중요한 비중을 차지하고 있다. 이 기간 동안 추가된 태양광 설비 용량은 197.85 GW에 이르며, 이는 지난해 대비 149.97%의 성장률을 보여주고 있다. 특히 2025년 5월 한 달 동안 설비 용량이 92.92 GW 증가하여 이는 전년 대비 388.03% 증가한 수치로, 중국 태양광 발전 시장의 폭발적인 성장을 나타낸다.

  • 중국의 발전 전략은 새롭게 시행된 "531 정책"의 영향을 크게 받고 있으며, 이 정책은 산업의 성장을 가속화하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 6월부터는 새로운 그리드 연결 정책과 시장 기반 전기 요금제로 인해 태양광 발전소 설치가 감소할 것으로 예상된다. 이러한 단기적인 성장 둔화에도 불구하고, 장기적으로는 중국 태양광 산업이 보다 세분화되고 고품질한 발전 방향으로 발전할 것으로 전망된다.

  • 5-2. 인도 SMR(소형모듈원전) 도입 계획

  • 2025년 6월 25일, 인도 연방전력부 장관 마노하르 랄 카타르가 비하르 주에 소형 모듈 원전(SMR) 기반의 최초 원자력 발전소 건설 계획을 발표했다. 이 발전소는 인도의 첫 번째 소형 원전으로, 인도의 여섯 개 주에 대한 SMR 에너지 시스템 도입의 일환으로 진행되며, 비하르 정부의 공식 요청에 따라 중앙 정부의 승인을 받았다. 발전소의 정확한 위치와 용량은 아직 확정되지 않았으나, 이 계획은 비하르의 에너지 및 인프라 환경을 근본적으로 변화시키는 계기가 될 것으로 기대되고 있다.

  • 소형 모듈 원전(SMR)은 기존의 원전보다 경제성, 소형화, 안전성을 갖춘 기술로, 전력망이 상대적으로 작은 지역이나 까다로운 지형에 적합하다. 이 개발은 비하르의 전력 부족 문제 해결과 산업화를 촉진할 수 있는 중요한 전환점으로 작용할 것이다. 또한, SMR 발전소와 함께 1,000 MW 배터리 저장 프로젝트도 승인되어 재생 가능 에너지 통합을 지원하고 그리드의 안정성을 더욱 높일 예정이다.

  • 5-3. 글로벌 에너지 전환 가속화 추세

  • 세계는 기후 변화 대응의 긴급한 필요성에 따라 화석 연료에서 재생 가능 에너지로의 전환이 가속화되고 있으며, 이는 기술 발전과 정부의 정책에 크게 의존하고 있다. 이 에너지 전환은 온실가스 배출 감소는 물론, 보다 지속 가능하고 회복력 있는 에너지 미래를 창출하는 데 기여하고 있다.

  • 반세기 이상, 석탄, 석유, 천연가스는 산업화와 기술 발전을 이끌어왔으나, 현재는 이들 에너지원이 환경적, 경제적 도전에 직면하고 있다. 에너지전환이 각 지역에서 어떻게 진행되는지에 따라서도 나라마다 매우 다르게 나타난다. 어떤 나라들은 에너지 안보를 중시하는 반면, 다른 나라는 경제적 기회나 환경적 요인을 더 중요하게 여긴다. 이러한 복잡한 전환 속에서도 모든 국가가 재생 가능 에너지로의 전환을 통해 새로운 경제적 기회를 추구하고 있다.

결론

  • 2025년 현재, 한국의 신재생에너지 발전소는 태양광, 해상풍력, 바이오 기반 소재 분야에서 두드러진 성장을 나타내고 있으나, 이와 함께 해결해야 할 여러 과제들이 존재합니다. 지역 수용성을 확보하기 위한 정책적 노력, 전력망의 효과적인 확충, 그리고 관련 제도의 일관성 확보가 중요한 사안으로 대두되고 있습니다. AI 기반의 통합관제와 에너지 저장 시스템(ESS)의 확산은 에너지 운영의 효율성을 높이는 한편, 보다 안정적인 전력 공급을 가능하게 할 것입니다.

  • 향후 2030년과 2035년의 NDC(온실가스 감축 목표) 달성을 위해, 지역 맞춤형 인센티브 설계, 전력망의 확대, 그리고 기술 혁신 연구개발(R&D) 지원이 필수적입니다. 이와 더불어 국제 협력이 강화되어야 하며, 이는 한국이 글로벌 에너지 전환의 선두주자로 자리매김할 수 있는 밑바탕이 될 것입니다. 결국, 신재생에너지 발전소의 확장과 안정적인 전력 공급, 그리고 지역 주민의 수용성 증대는 상호 보완적인 관계에 있으며, 이를 통해 한국은 더욱 지속 가능한 에너지 체계를 구축할 수 있을 것입니다.

용어집

  • 신재생에너지: 태양광, 풍력, 바이오에너지 등과 같이 재생 가능한 자원에서 생산되는 에너지를 말하며, 지구환경 보호 및 지속 가능한 발전을 위해 활용된다. 2025년 현재, 신재생에너지는 정부 정책의 중심에 있으며, 그 비중 확대가 요구되고 있다.
  • 태양광: 햇빛을 전기로 변환하여 에너지를 생산하는 기술로, 한국의 신재생에너지 발전소에서 중요한 역할을 한다. 현재, 한국은 태양광 발전량을 30.8GW로 늘릴 목표를 추진하고 있다.
  • 해상풍력: 바다에서 풍력 터빈을 이용하여 에너지를 생산하는 기술로, 한국에서 차세대 신재생에너지로 주목받고 있다. 해상풍력 발전은 경제적 이익과 지역 경제 활성화를 기대하나, 높은 설치 비용이 도전 과제로 남아 있다.
  • AI 통합관제: 인공지능 기반의 시스템을 통해 전력망 정보를 실시간으로 통합하고 관리하는 기술로, 신재생에너지의 효율성을 극대화하는 데 기여한다. 2025년 6월 25일부터 본격 가동되고 있다.
  • ESS(에너지 저장 시스템): 전력을 저장하여 수요가 높은 시간에 안정적으로 공급하기 위한 시스템으로, 신재생에너지의 활용도를 높이는 데 필수적이다. ESS 시장은 2032년까지 940억 달러 규모로 성장할 것으로 전망된다.
  • 기후에너지부: 기후 변화와 에너지 정책을 통합 관리하기 위해 설립 논의 중인 부처로, 한국의 에너지 정책의 일관성 확보를 위한 중요한 방안으로 여겨진다. 2025년 6월 20일 공개 토론회가 열렸다.
  • NDC(국가 온실가스 감축목표): 국가가 설정한 온실가스 배출 감소 목표로, 한국의 2035년 NDC는 상향 조정을 요구받고 있으며, 재생에너지 확대와 밀접한 관련이 있다.
  • 햇빛연금: 농경지에 태양광 발전 시설을 설치하여 농민이 수익을 얻고, 이를 지역 주민과 공유하는 정책으로, 지역 수용성을 높이고 태양광 발전 확대를 도모하는 역할을 한다.
  • 바람연금: 해상 풍력 발전에 대한 정책으로, 지역 경제 활성화와 재생에너지 확대를 목적으로 하고 있다. 정책 기반의 성과와 이행이 중요한 과제로 지적되고 있다.
  • LCOE(균등화 발전비용): 전력 생산에 드는 총비용을 총 발전량으로 나눈 값으로, 경제성 평가에 중요한 지표로 사용된다. 해상풍력 발전소의 LCOE는 육상 풍력의 두 배 이상으로 평가된다.
  • RE100: 기업이 소비하는 전력의 100%를 재생 가능한 에너지로 전환하겠다는 글로벌 캠페인으로, 한국의 재생에너지 확대와 관련한 정책 개선에 기여하고 있다.
  • PPA(전력구매계약): 전력 생산자와 소비자 간에 전력을 구매하기 위한 계약으로, 신재생에너지의 안정적 통합에 필수적이며, 정책 개선이 요구되고 있다.

출처 문서