농촌태양광 보급을 위한 정책적 방안

지난 20년간 제자리걸음인 농가의 농업소득으로 인해, 농촌 경제 활성화 및 도시와의 경제불균형 해소를 위해 현재 농가에는 농업외소득이 절실한 시점이다. 현재 정부가 야심차게 추진하고 있는 6차산업화 역시 그런 시각으로 보면 농가소득제고를 통한 지역의 지속가능성을 확보하기 위한 전략으로 보여진다. 태양광발전 사업 역시 앞서 살펴본 바와 같이 농업외소득을 높일 수 있는 좋은 방안 중 하나이다. 하지만 농촌 태양광 발전 사업으로 발생한 이익이 실질적으로 농가의 이익에 큰 도움을 주고 있지 않다는 결과로 농촌 주민들의 민원은 지속적으로 증가하고 있고, 그로 인해 지자체는 태양광 발전소 허용에 대한 규제를 더욱 강화하고 있는 것이 현재 농촌 지역에 처한 현실이다.

[농촌태양광 가중치 적용기준]

이러한 현실 속에서 정부는 기대에 미치지 못하고 있는 농촌 태양광 발전 사업의 보급률을 높이기 위해 몇 가지 추가적인 지원책을 펴고 있다. 앞서 살펴본 태양광발전사업 시설자금 융자지원도 그러한 지원책 중의 하나이다. 그 외에도 100kW 미만의 태양광 발전소 사업에 지역 농민이 참여할 경우에는 신재생에너지 공급인증서(REC) 가중치를 120%로 우대한다거나, 1MW 이상의 태양광 발전소를 건설할 때 지역주민이 최소 5인 이상이 참여하면 비율에 따라 10~20% 가중치를 우대하는 등의 지원책들이 있다. 이는 당연히 일반 발전사업자보다 농촌태양광 발전소를 운영하는 농민이 더 많은 수익을 낼 수 있도록 배려하기 위한 정책들이다.

이러한 다양한 지원책에도 불구하고 여전히 농촌 지역에 태양광 발전소의 보급은 느린 편이다. 최근 정부는 2017년에 농가 1,000가구에 태양광 발전소를 보급하고, 2020년까지 1만 가구에 태양광 발전소를 보급하는 것이 목표라고 발표하였다. 이는 물론 현 정부의 중요 아젠다인 신재생에너지 보급 확대와 농가소득 증대를 위해서이다. 하지만 정부 주도의 농촌 태양광 발전 사업은 2017년 4월에야 ‘농촌태양광 1호사업 착공식’을 개최하며 충북 청주시 미원면, 낭성면 일대 13가구에서 총 1.44MW 규모로 추진되기 시작하였다. 하지만 이제 13가구로 1호 사업을 시작했는데, 과연 연내에 1,000가구 보급목표 중 절반이라도 가능할지 의문스러운 상황이다.

태양광 발전 사업은 이전에도 정부 차원의 지원책은 다양하게 존재했지만, 지역 주민들의 민원을 비롯한 다양한 이유들 때문에 지자체에서 과도한 규제를 통해 그 허가를 제한하는 모양새였다. 그렇기 때문에 지금과 같이 중앙 정부 주도의 보급을 계속 유지한다면 그 보급에는 한계가 있을 것이다. 정책이 좋아서 서서히 보급률이 증가한다 하더라도 그런 정부 주도의 정책들은 자생력을 갖기 어렵기 때문에, 결국에는 지속성을 잃을 것이다. 그렇다면 어떻게 하면 보급률도 높이고, 그 지속성도 확보할 수 있을까? 당연한 이야기겠지만 그 해답은 실질적으로 농촌 태양광 보급을 막고 있는 지자체와 지역 주민들에게서 찾아야 할 것이다.

우선 과도한 규제로 태양광 발전 사업의 보급을 막고 있는 지자체가 스스로 적극적으로 보급에 나서도록 동기 부여를 해야 할 것이다. 지자체의 입장에서 판단해보면 이제까지는 태양광 보급 사업에 적극적으로 나설 이유가 크지 않았을 것이다. 사업이 진행되면서 발생될 이익과 비교해 지역 주민들의 민원의 부담이 더 크고 중요한 요소였기 때문이다. 그렇기에 정부의 적극적인 보급 의지를 알고 있음에도 불구하고, 역설적이게도 과도한 규제를 만들어 보급을 막는 상황을 연출하고 있었을 것이다. 그리고 만약 지자체가 적극적으로 보급에 나선다면 지역 주민들과의 갈등과 오해도 기존보다는 보다 합리적으로 해결이 가능할 것이다. 지역 주민들의 불만 대부분이 태양광 발전 사업을 통해 발생한 이익이 실제로 지역 농가 수익으로 들어오는 것이 아니라 외부로 유출됨에 있는데, 지자체에서 적극적으로 보급에 나선다면 이익의 외부 유출을 어느 정도 컨트롤 할 수 있는 방안을 가지고 나설 것이기 때문이다. 지역 경제 발전에 도움이 되지 않을 사업을 지자체에서 적극적으로 나설 이유는 없을 것이다.

이에 중앙 정부 주도가 아니라 지자체에서 보다 적극적으로 지역 태양광 발전 사업을 추진하는데 동기부여가 가능한 “지자체 세수확보 혜택” 방안을 제안한다.

-  지자체 세수확보 혜택

2015년 기준 국세와 지방세를 합친 전체 조세수입은 약 290조원이며, 이 중 24.6%인 71조원이 지방세이다. 국세는 290조원의 75.4%인 약 220조원이다. 한국의 경우, 지방세는 꾸준히 21%대를 유지해오다가 최근 25% 수준으로 증가하였다. 이는 연방제 국가들의 평균 지방세 비율인 40% 수준에는 못 미치지만, 한국과 같은 비연방제 국가들의 평균인 20%대보다는 조금은 많은 수치이다. 조금씩 증가하고 있는 추세지만, 절대적인 수치는 부족한 수준이다.

[지방세 신장 추세]

[OECD 주요국 지방세 비중 추이]

물론 지자체의 세금 수입은 전체 세금의 25% 수준이지만, 지출은 반대로 전체 세금의 60% 수준이다. 현재의 세수 구조로는 지자체가 스스로 걷어들인 예산만으로는 운영이 어렵기 때문에, 중앙 정부가 거의 50% 정도를 교부금이나 보조금의 형태로 지방 정부에 나눠주고 있기 때문이다. 이런 구조다 보니 중앙 정부가 걷은 국세를 지자체에 원활하게 나눠 주지 않으면 중앙 정부와 지자체 사이에 갈등이 생길 수 밖에 없다. 현재의 세수 구조를 보면 지방정부는 법률 제정 권한이 없기 때문에 필요하다고 해서 마음대로 세금 항목을 만들어 세금을 거둘 수가 없게 되어 있다. 게다가 총 30여가지의 세금 중 지방세에는 취득세, 양도소득세, 재산세 등 부동산과 관련한 세금이 차지하는 비중이 크다. 따라서 부동산 경기에 따라 세수가 불안정하고 지역에 따라 편차도 클 수 밖에 없다.

지자체들의 재정자립도는 지방자치가 시작되던 1995년 62.5%로 시작하여 2016년에는 52.5%로 지속적으로 하락 중이다. 살림살이가 계속 나빠지고 있는 것이다. 지역에 따른 편차 역시 갈수록 커지고 있다. 2016년 기준으로 대표적인 농촌 지역인 전남, 전북 지역의 재정자립도만 보아도 전국 평균인 52.5%에서 한참 부족한 23.8%와 29.7%를 나타내고 있음을 알 수 있다. 이들 지역의 재정자립도를 높일 수 있는 세수 확보 수단이 필요한 상황이다.

[지자체의 재정자립도]

[2016년 재정자립도 현황]

이러한 상황에서 만약 농촌태양광 발전을 통해 발생한 소득의 세금을 중앙 정부에서 걷어가지 않고, 예외를 두어 지자체에서 걷어갈 수 있도록 한다면 어떻게 될까? 아마도 지자체 세수 확보 및 재정자립도를 높이는데 큰 도움이 될 것이다. 지자체는 새로운 세수 확보를 통해 직접적으로 예산의 증가가 가능하니 보다 적극적으로 태양광 발전 사업 보급에 나설 것이다. 그리고 해당 예산은 20년이라는 장기계약을 통한 지속적이며 안정적인 세수이므로 지자체는 보다 장기적이며 체계적으로 지역 주민들에게 혜택을 줄 수 있는 방안의 모색도 가능할 것이다. 이러한 혜택이 직접적으로 지경 주민들의 편의에 활용된다면 지역 주민들의 민원도 어느 정도 조정할 수 있을 것이다. 게다가 지자체의 재정자립도 증가는 중앙정부와의 마찰 및 갈등을 줄이는데도 큰 역할을 할 것이다.

태양광 발전 사업은 경제성도 중요하지만 시각적인 혐오감을 비롯해 과학적으로 검증되지 않은, 정확히는 과학적으로 그렇지 않다고 검증이 되었지만, 심리적인 불안 요소들을 상당 부분 가지고 있다. 그렇기에 다양한 경제적인 지원책에도 불구하고 주민들이 실제로 수용하기에 심리적인 경계가 분명히 존재하고 있다. 이와 같은 상황에서 현재와 같이 어렵게 어렵게 지자체의 규제를 피하고, 지역 주민들의 민원을 무마하는 등의 소극적인 방식으로는 대부분의 주민들이 가지고 있는 태양광 발전에 대한 심리적인 경계를 허물지도 못할 것이며, 결과적으로 정부에서 핵심 아젠다로 드라이브 하고 있는 수준으로의 신재생에너지나 농촌태양광 발전소의 보급은 불가능할 것이다.

심리적 불안이나 의혹을 해소할 수 있는 가장 좋은 방법은 해당 분야에 규모의 경제를 도입시키는 것이다. 하나의 마을에 드문드문 몇 가구가 태양광 발전소를 설치했다고 하면 아마도 보급률을 꾸준히 선형적으로 증가할 것이다. 물론 오랫동안 선형적으로 증가하다 보면 언젠가는 적당한 규모가 되어 조금씩 지수적으로 변하긴 하겠지만 그 과정은 상당히 오래 걸릴 것이다. 과연 우리에게 그렇게 오래 기다릴 수 있는 시간이 있을까? 하지만 만약 초반부터 규모의 경제가 가능한 수준인 수십, 수백 가구가 설치를 한다면 그 증가율은 선형적으로 시작해서 지수적으로 변하는 것이 아니라, 초반부터 지수적으로 증가할 것이다. 그렇게 해야만 현 정부가 추진하고 있는 2020년 농촌태양광 보급 10,000가구나, 2030년까지 전체 사용 전력의 20% 이상을 신재생에너지를 통해 보급하겠다는 공약 등을 달성할 수 있을 것이다. 결국 지금 우리에게는 지수적인 증가율을 만들 수 있는 규모의 경제가 필요한 실정이며, 규모의 경제를 달성시키기 위해서는 지금까지처럼 중앙 정부 주도가 아닌 지자체 스스로 자생 할 수 있고, 지속 가능할 수 있는 정책적 지원이 필요한 것이다.

농촌태양광 보급의 장애물

신재생에너지, 특히 태양광 발전소의 보급 및 확대에는 몇 가지 기본적인 허들이 존재한다. 가장 기본적으로 기술과 경제성을 생각해 볼 수 있다. 어떤 분야든 새로운 영역 또는 시장으로의 진입에 첫 허들은 기술이다. 그리고 어느 정도 기술이 완성된 이후에 따라오는 허들은 기존에 시장을 점령하고 있던 세력과의 비교에서 오는 경제성이다. 신재생에너지 만큼이나 근래에 많은 이들의 관심을 받고 있는 전기차의 보급의 동향을 보면 이러한 사실을 명확히 알 수 있다.

전기차는 실제 그 역사를 보면 내연기관 자동차보다 먼저 개발되었고, 더 일찍 나름의 전성기를 누렸다. 하지만 내연기관의 개발과 유전의 발견 등으로 순식간에 옛 기술이 되었고 역사에서 사라졌다. 경제성 등은 아예 논할 가치도 없었다. 하지만 전혀 관련 없어 보이는 영역인 인터넷과 컴퓨터 등의 발전으로 스마트폰과 디지털 카메라, 노트북 등이 사람들의 필수품이 되면서 휴대용 기기와 관련된 기술이 급격하게 발전하였다. 그 결과 휴대용 기기들의 필수품인 배터리와 관련된 시장에도 큰 발전을 불러왔다. 이제야 좀 쓸만한, 가지고 다닐만한 배터리의 용량과 크기가 현실화 되기 시작한 것이다.

이제 전기차는 기술의 영역에서는 어느 정도 내연기관 자동차들과 어깨를 견줄만한, 게다가 일부 영역에서는 더 우위인 수준이 되었다. 하지만 여전히 가격 경쟁력 측면에서는 밀리고 있는 상황이고, 그 경제성이 전기차 보급 확대를 막는 가장 큰 허들이 되었다. 그래서 전기차 보급을 확대하기 위해 노력하고 있는 나라들에서는 정부차원에서 적극적으로 보조금을 지급하고, 세금 우대 정책을 펴는 등 부족한 경제성을 보완하기 위한 노력들을 하고 있다. 그리고 한편에서는 테슬라의 기가팩토리처럼 규모의 경제 원리를 적용해 경제성을 직접 확보하기 위해 상상 이상 규모의 공장을 짓고 어마어마한 양의 배터리를 생산하려고 하고 있다. 모두 경제성을 확보하기 위한 노력이다. 그 결과 전기차는 자연스럽게 그리고 점점 더 빠르게 우리의 삶 속으로 들어오게 되었다. 이제는 길거리에서도, 뉴스에서도, 전통적인 자동차 메이커들의 출시 계획에서도 전기차는 낯선 물건이 아니며 환경론자들을 위한 값비싼 토이도 아니다.

태양광 발전 역시 마찬가지이다. 앞서 살펴보았듯이 태양광 발전 영역에서 기술은 꾸준히 발전하고 있고, 이미 현재 어느 정도 화석연료들과 견줄만한 수준에 접근했다. 이미 Grid Parity에 도달한 국가나 도시들도 상당수 있으며, 그렇지 않은 지역들에서도 그 간극은 점점 더 빠르게 줄어들고 있다. 기술의 허들은 어느 정도 극복된 것이다.

하지만 경제성은 근본적으로는 여전히 허들이다. 이제야 기술 수준이 다른 화석연료 에너지들과 비교할 만한 경지에 올랐기에, 순수하게 태양광 발전 자체만 가지고는 여전히 경제성을 갖기가 어려운 상황이다. 하지만 그렇기에 전기차와 마찬가지로 각국 정부와 지자체들은 다양한 보조금과 혜택들을 제공하기 위해 노력하고 있다. 그 결과는 앞서 살펴본 경제성 분석 결과들을 봐도 알 수 있듯이 전기차 이상으로 충분히 경제성을 갖고 있다고 판단할 수 있게 되었다.

그렇다면 현재 기술과 경제성 영역의 허들을 어느 정도 극복한 태양광 발전소, 특히 농촌태양광 발전인 전기농사의 보급을 가로 막고 있는 또 다른 허들은 무엇일까? 그것은 전혀 예상치 못한 곳에서 나타났다. 바로 정부와 함께 태양광 발전소의 보급을 적극 장려해야 할 지자체들과 경제성 높은 전기농사를 적극 수용해야 할 농민들이다. 보급을 장려해야 할 지자체들은 과도한 규제를 통해, 전기농사를 통해 그 이익을 직접 누려야 할 지역주민들은 끊임없는 민원을 통해 전기농사의 국내 보급을 막고 있다.

가.  지방자치단체의 규제

#A사는 태양광 발전시설 부지를 확보하고 지자체에 허가를 신청하러 갔지만 도로 주거지역과 500m 이상 떨어져 있어야 한다는 규제 조항에 불허 통보를 받았다.

#농촌에 거주하는 B씨는 유휴 부지를 활용한 농촌 태양광 사업에 과심을 갖게 됐다. 그러나 사업 참여시 농지전용으로 인해 공시지가의 30%를 농지보전부담금으로 납부해야 하는 것에 부담을 느껴 사업 참여를 망설이고 있다.

#C보험회사는 안정성이 높아진 신재생에너지사업에 투자를 늘리려 했으나 사회간접자본(SOC) 금융은 도로 등 민간투자사업만 국한하고 있어 투자를 할 수 없었다.

국내 태양광발전사업의 규모는 점차 증가하고 있지만 지방자치단체들은 각종 규제를 만들어 태양광 내수 시장 확대를 가로막고 있다. 이는 중앙정부가 추진하고 있는 규제 완화에 역주행하는 모양새로 중소기업이나 소규모 발전사업자는 물론 대기업조차 지방권력의 횡포에 힘겨워하고 있는 실정이다. 현재 태양광 발전설비 설치를 일부 규제하는 개발행위허가 운영지침을 보유한 지자체는 전국적으로 50여 곳에 달하는 것으로 집계됐다.

대표적으로 전남지역의 담양, 화순, 해남, 무안, 함평, 영광, 완도, 신안, 고흥 등 14개군은 다양한 개발행위허가 운영지침을 제정해 국도, 지방도, 군도 및 10호 이상 주거 밀집지역에서 100m~1,000m 이내에 발전소 허가를 내주지 않고 있다. 사실 태양광 발전소는 전남지역이 내세울 수 있는 자원 가운데 하나인 태양 에너지를 활용해 지역경제를 활성화시키고 부를 축적할 수 있는 좋은 방법인데, 이를 지자체 차원에서 각종 규제를 만들어 막고 있다는 상황은 다소 이해하기 어려운 일이다.

일부 지자체의 개발행위허가 규제 내용은 다음과 같다.

[지자체의 과도한 규제]

    - 담양군: 개발행위허가 운영지침 5조에 주요도로에서 직선거리 500m 안, 10호 이상 취락지역, 주요관광지, 공공시설 부지 경계로부터 직선거리 500m 안, 집단화된 토지의 중앙 부근에 설치가 불가하다. 건물의 지붕이나 옥상에 설치하는 공작물의 경우, 도시 미관과 건축물의 안정 등을 고려해 지붕에서 공작물 최상단까지의 높이가 2m 이상을 넘지 않아야 하며, 발전시설 부지의 경계에는 울타리를 설치해 주변 경관과 조화를 이루도록 해야 한다고 규정하고 있다.

    - 화순군: 담양군과 동일한 규정 외에도 10호 미만의 취락지역의 경우에는 250m 안에 설치가 불가하며, 경지정리지구 등 집단화된 토지의 중앙 부근에도 설치가 불가하다. 또 발전시설 부지의 경계에는 높이 3m 이상의 경계 울타리와 차폐수 및 차폐막을 설치해야 한다고 규정하고 있다.

    - 해남군: 지역주민 고용촉진을 위해 전문기능을 갖춘 지역주민을 일정비율 이상 채용해야 한다. 또 지역기업으로부터 직접 조달 가능한 자재 품목이 기준에 적합할 경우에는 우선 매입해야 하고, 공익사업 참여를 통한 지역사회에 이익을 환원해야 한다. 개발사업 시행 시는 적정 시공능력을 보유한 지역기업과 컨소시엄을 구성하는 등 지역의 우수업체 보호에 적극 나서야 한다.

    - 무안군: 앞서 언급된 규정들 외에도 주변 경관과 조화되도록 울타리는 죽목으로 설치해야 한다고 규정하고 있다.

또한 상위법에서 위임되지 않고 근거가 없는 조례나 예규 등 자치법규에 경과조치 규정 등을 둬 “상기 규정에도 불구하고 군수가 필요하다고 인정하는 경우 허가 할 수 있다”라는 조항 등을 두고 있어 그 형평성에도 불만이 많은 상황이다. 이와 함께 일부 단체장들은 주민들의 반대나 환경 보존 등을 이유로 불허가를 남발해 행정소송도 빈번한 실정이다.

이에 산업통상자원부는 지자체 입지 투자 환경 등 핵심 부문별 7건을 폐지에 준하는 수준으로 전면 손질한다고 2017년 초에 발표했다. 개선된 7건의 규제는 태양광 입지, 풍력단지 생태등급, 농지 보전부담금, 금융권 신재생 투자 위험도, 배전사업자 ESS 설치, 전기안전관리자 선임기준, 역전력계전기 설치 규정 등이다. 정부는 7건의 규제개선을 통해 올해 묶여있던 총 5,600억원의 에너지신산업 투자유발 효과와 사업 추진 과정에서 110억원의 비용 절감이 가능할 것으로 기대하고 있다. 특히 태양광 부문은 이격거리 규제가 풀리면서 210개 약 1,150억원 규모에 이르는 프로젝트의 추진이 가능해졌다.

[신재생에너지 규제개선 내용]

    - 태양광 입지: 원칙적으로 폐지하거나 100m 이내로 최소화

    - 풍력단지 생태등급: 풍력단지 개발 중 생태 자연도 등급이 2등급에서 1등급으로 변경되면 구제절차를 위한 이의신청 기간이 15~45일 이내로 현실화

    - 농지보전부담금: 기존 공시지가의 30%에서 50%를 감면

    - 금융권 신재생 투자 위험도: 장기고정가계약을 체결한 신재생사업에 대해 사회간접자본과 같이 투자 위험을 낮게 적용

    - 배전사업자 ESS 설치: 배전선로 설치 설비에 ESS를 명시적으로 포함

    전기안전관리자 선임기준

    - 역전력계전기 설치: 신재생과 연계된 ESS에서 남은 전력을 거래하면 역전력계전기를 설치하지 않아도 되도록 개선

나.  지역주민들의 민원

#영주 안정면 용상2리 주민들은 전자파 발생으로 주변 온도가 상승해 작물 피해와 가축 폐사의 우려가 있다며 허가 취소와 이전을 요구

#의성군 금성면 하리 주민들 중 사과와 자두, 포도를 재배하는 농민들은 인근에 A업체가 건설 중인 태양광발전소가 들어서면 주변 기온이 상승해 농작물 재배 등에 지장을 초래한다는 민원 제기

#점곡면 구암리의 한 노인요양병원은 인근 뒷산에서 B업체가 태양광발전소를 건설하면서 산지개발에 따른 소음과 먼지, 분진 등으로 어려움을 겪고 있다고 민원 제기

# 군위 우보면 선곡리 주민들은 최근 C업체가 발전소 건설을 위한 토목공사에 들어가면서 가축 성장이나 농작물 재배에 지장을 초래한다며 민원 제기

농가소득 증대에 큰 도움이 될 농촌태양광 사업을 왜 지역주민들이 반대하는 것일까? 결론부터 얘기한다면 이는 농촌태양광 사업이 실제로 농민들에게 큰 도움을 주고 있지 않기 때문이다.

우리나라에 현재까지 설치된 태양광 보급용량 중 약 65% 정도가 농촌지역에 설치되어 있다. 전남, 전북, 충남, 경북 순으로 태양광발전소 용량이 많다. 하지만 대부분의 태양광 설비 사업을 외지 기업이나 외지인이 추진하고 있어 실질적인 이익의 대부분을 외부에서 가져가고 있다. 농민들의 경우는 주로 외지인에게 부지임대를 통해 태양광 발전 사업에 참여하고 있어 실제로 소득증대 효과는 미미한 실정이다. 농촌태양광 발전 사업에서 주인공이어야 할 농민들은 소외되고, 소득의 대부분은 외부로 유출되는 것이다. 그렇기 때문에 다양한 정책적 혜택에도 불구하고 해당 지역 주민들의 반대는 시간이 지날수록 더욱 거세지고 있어, 지자체는 정부의 의지와는 반대로 각종 규제를 만들어 보급을 간접적으로 막는 상황이 발생하고 있는 것이다.

게다가 주민들의 민원 내용을 보면 대부분이 과학적인 증거도 없고 검증하기도 어려운 내용들이다. 태양광 패널이나 고압전선에 의해 발생한 전자파로 인체나 농작물, 가축 등에 큰 피해를 줄 수 있다거나, 태양광발전소 주위온도가 상승해 열섬 효과가 발생할 수 있다는 식이다.

하지만 관련된 내용을 과학적으로 조사해 보면 주장하는 바와 같이 우려할 만한 수준이 아니라는 것을 알 수 있다. 전자파는 태양광발전소에 대한 가장 큰 오해의 대상인데, 아마도 전기를 생산하는 발전소라는 것만으로 전자파가 많이 발생할 것 같은 불안요소가 이러한 오해를 만들었을 것이다. 하지만 미래창조과학부와 국립전파연구원에서 공동으로 태양광 발전시설에 전자파를 측정한 결과 0.07mG로 일반 가정에서 사용하는 헤어 드라이기의 37.9mG나 TV의 0.1mG보다도 적은 수치인 것으로 조사되었다.

전자파 다음으로 많은 민원 내용이 태양광으로 인한 온도 상승과 빛 반사로 인한 주변 농작물에 대한 피해이다. 하지만 태양광 발전은 태양광 모듈이 빛을 흡수하는 형태로 전기를 만드는 것이기 때문에 빛 반사는 거의 없는 5% 수준이다. 빛 반사율은 농촌에서 흔히 볼 수 있는 흰색 페인트(70%)나 벽돌(15%), 비닐하우스(10%)와 비교해도 현저히 낮은 수준이다. 그리고 건국대학교 산학협력단이 조사한 태양광발전소가 주변환경에 미치는 영향 조사 분석에 따르면 태양광발전소 인근지역과 대조지역간의 일조량, 온도 차 등에 특이한 차이가 없음이 밝혀졌다.

그 다음으로 많은 민원 내용이 소음에 대한 부분이다. 태양광발전소는 다른 발전소와 달리 빛을 흡수하여 전기를 생산하는 방식이기 때문에 모듈 자체에서는 소음이 전혀 발생하지 않는다. 물론 인버터가 처음 가동 시에 약간의 소리가 발생하지만 이때 발생하는 소리는 50~60데시벨로 일상적은 대화소리, 사무실 타자기 소리 등과 같은 수준이다.

물론 자연경관이나 환경의 훼손 등에 대한 우려는 태양광발전소 건설 시 반드시 고려해야 할 부분이지만, 앞서 언급한 내용과 같이 대부분의 민원들이 과학을 근거로 하기보다는 발전소라는 단어에서 발생하는 심리적인 위협이나 악의적 의도를 바탕으로 제기되었기 때문에 태양광 민원은 지역주민과의 오해를 풀기 위한 노력이 필요한 상황이다.

태양광 발전과 ESS 연계 모델 분석 ②

나.  가정용 ESS의 성장 가시화

가정용 ESS 시장은 전력 사용자 입장에서 낮은 가격에 전력을 저장하고 높은 가격에 판매해 경제성을 확보하는 시장이다. 경제성을 확보하기 위해서는 ESS 가격이 낮고 전기 요금이 높으며 시간대별 전기 요금이 차이가 커야 한다. 현재 상황에서 자체적으로 경제성을 확보하기는 어렵지만, 미국 캘리포니아나 유럽에서는 ESS 시장 확대를 위해 정책적 보조금을 지급하고 있어 시장이 형성되고 있다. 중장기적으로는 ESS 시스템 가격이 하락하면서 시장이 확대될 것으로 예상된다.

미국 캘리포니아의 경우 과거 대규모 정전 사태를 겪었고 2030년까지 전체 전력 생산량의 50%를 신재생에너지로 충당하려는 목표를 가지고 있어 ESS 시장을 적극 지원하고 있다. 대표적인 지원 제도는 SGIP(Self Generation Incentive Program, 자가발전인센티브프로그램)로 풍력 등 신재생에너지와 함께 설치되는 3MWh 이하 ESS에 대해 0.5~2.0달러/Wh 보조금을 지급하는 것이다.

[CPUC의 ESS 보급 확산을 위한 제도]

    - 2001년: 캘리포니아 공공발전위원회(CPUC) 에너지 저장 및 자립형 발전에 대한 보조금 제공 제도 SGIP 최초 소개

    - 2010년: 세계 최초로 ESS 의무화 법안 도입 à 2014년까지 평균 공급 전력의 2.25%, 2020년까지는 5% 이상의 ESS 공급

    - 2011년: 2020년까지 전체 전력 생산량의 33%를 재생에너지로 공급토록 목표 설정

    - 2013년: 캘리포니아주 내 3대 발전사에게 2020년가지 1,325MWh의 ESS 설치의무 부과

    - 2015년: 2030년 재생에너지 전력 공급 목표를 전체 발전량의 50%로 상향 조정

    - 2016년: 향후 3년간 SGIP의 예산을 총 249백만 달러(83만 달러/년)까지 확대, ESS 보급에 SGIP 예산의 75% 할당

전력 요금 체계 및 사용량 등에 따라 ESS의 경제성이 달라지지만, 캘리포니아 지역에서 10kWh 규모의 ESS를 설치하는 경우를 가정해보자. 평균 전력 요금이 kWh당 15센트, 피크 요금은 평균 요금보다 80% 높고, 평시 요금이 평균 요금보다 20% 정도 낮은 비율을 가정할 경우 연간 kWh당 55달러를 절약할 수 있다.

ESS 배터리 가격은 2016년 기준 325달러/kWh 수준이고 10kWh ESS를 설치할 경우 5시간 정도의 피크 시간을 감안하면 2kW 급의 인버터가 필요한데 이 가격은 1,400달러 수준으로 추정된다. 즉 10kWh의 ESS를 설치하는데 ESS 배터리 비용이 3,250달러, 인버터가 1,400달러로 총 4,650달러가 소요된다. 원금 회수에는 8.4년 정도가 소요된다. 캘리포니아의 경우 보조금 중간 기준으로 2,500달러 보조금을 받을 수 있다고 가정하면 회수 기간은 4년 이하로 줄어들게 된다.

[평균 전력 요금별 ESS 회수 기간]

연도	2016	2017	2018	2019	2020	2021
ESS 평균 가격 가정($/kWh)	386	325	284	255	228	217
11c/kWh	9.6	8.1	7.1	6.4	5.7	5.4
13c/kWh	8.1	6.9	6.0	5.4	4.8	4.6
14c/kWh	7.6	6.4	5.6	5.0	4.5	4.2
15c/kWh	7.1	5.9	5.2	4.7	4.2	4.0
18c/kWh	5.9	4.9	4.3	3.9	3.5	3.3
20c/kWh	5.3	4.5	3.9	3.5	3.1	3.0

그러나 배터리 가격이 하락하면 상황이 달라진다. SNE 리서치에 따르면 ESS 배터리 가격은 2016년 225달러 수준에서 2020년 200달러 초반으로 하락할 것으로 가정하고 있는데 이 경우 보조금이 없더라도 상당 지역에서 경제성이 확보될 것으로 추정된다.

최근 테슬라는 가정용 ESS인 파워월 2를 발표하였다. 파워월 2는 14kWh의 용량에 인버터까지 내재해 5,500달러에 출시하였다. 인버터의 가격을 1,000~2,000달러 수준으로 추정하면 kWh당 배터리 가격이 250~300달러 수준으로, 2016년 가정용 ESS 평균 시장 가격인 386달러 대비 크게 낮다. 테슬라가 이렇게 낮은 가격에 제품을 출시할 수 있었던 요인은 유통망에 있어서 타사 제품과 달리 온라인을 통해서 소비자에게 직접 판매하는 구조이기 때문에 일반적으로 제품 가격의 30~40%에 달하는 유통 비용의 상당 부분을 절감할 수 있는 것과 가정용으로는 고용량인 14kWh 제품으로 배터리를 제외한 부품의 단위당 원가를 줄인 것에 기인한다.

또한 기가팩토리 가동을 통해 배터리 원가를 떨어뜨릴 것을 감안한 전략도 있을 것이다. 테슬라는 2017년 하반기 Model 3의 출시에 맞춰 년 50GWh 생산 규모의 기가팩토리를 건설, 2020년까지 배터리 팩 원가를 100달러/kWh까지 낮추겠다는 계획이다. 구체적인 원가 절감 방법은 생산성 향상, 수직 계열화를 통한 중간 마진 절감, 관세 등의 절감 효과 그리고 배터리의 성능 개선이다. 기가팩토리에서 생산하는 2170 원통형 배터리는 기존 18650 대비 성능이 대폭 개선되었다.

현재 제시된 파워월 2의 가격이면 미국 내에서 신재생에너지 비중이 높거나 주간 전력 요금의 차이가 큰 지역에서는 투자 회수 기간이 5~6년으로 줄어들어 경제성을 기반으로 시장 확대가 가능할 것으로 예상된다. 특히 테슬라는 2016년 솔라시티 인수 이후 태양광 발전과 가정용 ESS, 전기차까지 통합된 시스템을 제공하고자 하고 있다. 태양광 발전과 전기차 판매가 확대되려면 가정용 ESS의 필요성도 높아지기 때문이다. 파워월 2의 배터리 용량이 평균 대비 높은 것도 이 때문으로 추정된다.

테슬라의 파워월 2가 성공적으로 시장에 출시되면 이는 과거 전기차 시장에서 Model S가 보여주었던 파급력을 재현할 수 있을 것으로 기대된다. 당초 전기차 시장은 높은 가격과 제한적 성능으로 인해 시장 확대가 더딘 상황이었다. 그러나 Model S가 획기적인 디자인과 성능 대비 낮은 가격으로 성공하자 경쟁 업체들도 기술 혁신을 통해 경쟁력 있는 모델들을 출시하면서 전기차 시장이 확대되기 시작하였다. 파워월 2 역시 인버터 일체형이라는 편리성과 가격적인 매력을 앞세워 판매를 확대하면 경쟁업체들이 이에 대응하기 위해서 성능 향상, 원가 절감 및 유통 구조의 개선 등을 기반으로 시장을 키워나갈 것으로 기대된다.

앞서 살펴본 바와 같이 아직 가정용 ESS 시장은 자체적인 경제성을 확보하지는 못하고 있으나 미국, 유럽 등에서 다양한 지원책을 통해 성장하고 있다. 또한 신재생에너지 시장의 확대는 ESS 시장의 성장을 견인할 전망이다. 최근 호주나 하와이와 같이 신재생에너지 비중이 높은 지역의 경우 태양광 발전에 대한 보조금을 크게 축소하면서 ESS를 설치해야만 보조금을 지원하는 지역들도 나타나고 있다. 신재생에너지 비중 증가로 전력망의 불안정성이 높아졌기 때문이다. 또한 이들 지역은 태양광 발전량이 많을 때는 외부 판가가 크게 하락하기 때문에 ESS를 설치하는 것이 더 유리한다.

다.  국내 동향

2016년 산업통상자원부는 ‘에너지신산업 성과 확산 및 규제개혁 종합대책’ 발표에서 풍력발전소에 이어 태양광 발전소에도 ESS를 설치해 생산한 전기에 신재생에너지공급인증서 가중치 5.0을 부여하기로 하였다. 우선 2017년까지 5.0을 적용하고 2018년부터는 보급여건 등을 점검해 가중치 조정을 추진할 계획이다.

하지만 해당 가중치는 ESS를 연계하였다고 항상 제공하는 것은 아니다. 우선 발전량이 아니라 방전량을 기준으로 제공하며, 발전설비 피크시간에 발전하고 그 외 시간에 방전한 전력량에 대해서만 가중치 5.0을 제공한다.

앞서 분석했던 대한민국 평균 농가를 기준으로 각 농가가 1MWh ESS를 연계 설치했다고 가정하고 경제성을 분석해 보자. 평균 일일 일조시간은 3.6시간으로 시간발전설비 피크 시간 내에 포함된다고 가정한다.

    - 대한민국 태양광 기준 평균 일조시간은 3.6시간/day

    - 평균 발전수익은 SMP 77.06원/kWh, REC 99.89원/kWh (2016년 기준)

    - 태양광 발전용량은 788kW

    - 태양광 발전설비 설치비는 15억 7,600만원

    - 농가당 전기농사 소득은 년간 1억 8,300만원

    - ESS 용량은 1MWh

    - 1MWh ESS의 설치비는 5억원 (50만원/kWh)

설치비 총액은 태양광발전소 설치비 15억 7,600만원에 ESS 설치비 5억원이 추가되어 20억 7,600만원으로 약 32% 가량 증가하였다.

788kW급 태양광발전소에 1MWh 용량의 ESS를 추가 설치하면

전체 설치비는 20억 7,600만원으로 약 32% 설치비가 증가한다.

설치비를 계산했으니 다음으로 농가소득을 계산하기 위해 우선 일일 발전량을 계산해보자. 일일 발전량은 778(kW) * 3.6(시간) = 2,800 kWh이다. 이 중 1,000kWh는 ESS에 저장하여 발전설비 피크시간 외에 방전하여 판매를 하고 나머지는 그대로 판매를 한다. ESS 연계 방전량은 5.0의 가중치를 받고 나머지는 그대로 1.0의 가중치를 받기 때문에 일일 농가소득은 (1,000 * (77.06 + (99.89 * 5.0)) + (1,800 * (77.06 + (99.89 * 1.0))) = 895,020원이 된다. 연간 소득으로 계산하면 3억 2,700만원이 된다. 기존 태양광발전소 소득인 1억 8,300만원과 비교하면 약 79% 정도 소득이 증가하게 된다.

하지만 이는 ESS 충 방전 과정에서 발생하는 전력 손실을 계산하지 않은 것이기 때문에 충 방전 과정에서의 손실 계산이 추가로 필요하다. 일반적으로 리튬이온 배터리 ESS의 전력효율은 충전효율 92%, 방전효율 92% 그리고 배터리 자체 효율 95%로 전체 과정에서 약 80%의 효율을 갖는다. 최근에는 기술의 발달로 충전효율 99%처럼 보다 고효율의 ESS들이 출시되고 있지만, 여기서는 보수적인 계산을 위해 충전 시 10%, 방전 시 10%로 총 20%의 전력 손실이 발생하는 것으로 가정하였다. 충전과 방전 과정에서 각각 90%의 효율로 계산하면 ((1,000 – 방전손실(100)) * (77.06 + (99.89 * 5.0))) + ((1,800 – 충전손실(110)) * (77.06 + (99.89 * 1.0))) = 817,900원이 된다. 연간 소득으로 계산하면 2억 9,900만원이 되어 기존 태양광발전소 소득과 비교하면 약 63% 정도 소득이 증가하게 된다.

788kW급 태양광발전소에 1MWh 용량의 ESS를 추가 설치하면

농가소득은 년 2억 9,900만원으로 약 63% 증가한다.

ESS 설치를 위해 투자비가 32%(5억원) 증가 하였지만, 연간 농가소득이 63%(1억 1,600만원) 증가 하므로 투자비 회수에 4년 정도 걸린다. 하지만 ESS의 수명이 적어도 10년을 보장하기 때문에 현재의 조건에서는 투자할 가치는 충분하다고 볼 수 있을 것이다. 물론 2018년 이후로 현재 5.0인 가중치가 어떻게 조정될지 아직은 미정이지만, 신재생에너지를 보급 확산하기 위해 적극적으로 노력하고 있는 현 정부의 태도를 볼 때 크게 하향 조정될 가능성은 적다고 예측된다.

게다가 정부는 ESS 보급 확대를 위해 2015년 발족한 “에너지저장장치(ESS) 융합얼라이언스”를 통해 신재생에너지 뿐만 아니라 소비재 등 타 분야로도 에너지저장장치 융합모델을 지속 확대하고 있다.

<ESS산업 제도개선 내용>

-      비상전원 활용: ESS 활용촉진을 위해 비상전원용으로써 ESS를 적용할 수 있도록 관련규정 마련 (’16.2)

-      요금제 개선: ESS활용촉진요금제 적용기간을 1년 à 10년으로 확대 (’16.8)

-      신재생 연계: 기존 풍력발전뿐만 아니라 태양광에 ESS 결합 시 REC 가중치 5.0 부여 (’16.9)

-      공공기관 의무화: 공공기관 ESS 설치 의무화 도입 (’17.~)

-      판매대상 확대: ESS 저장전력을 기존 전력시장뿐만 아니라 일반소비자(건물, 공장) 대상으로도 판매 허용할 예정

-      배전사업자 ESS 설치: 배전선로 설치 설비에 ESS를 명시적으로 포함

-      역전력계전기 설치: 신재생과 연계된 ESS에서 남은 전력을 거래하면 역전력계전기를 설치하지 않아도 되도록 개선