멈춰버린 일본의 지열발전, 다시 도약할 것인가

- 세계 3위의 지열 자원을 가진 나라 일본, 2030년 에너지 믹스 실현을 목표로 -

- 법·제도 정비가 향후 지열발전 성공의 열쇠로 -

일본의 에너지 자급률과 온실가스 배출 문제

천연 자원이 부족한 일본은 에너지의 공급 중에서 석유나 석탄, 천연가스등의 화석 연료가 80% 이상을 차지하고 있고 그 대부분을 해외로부터 수입하고 있다. 에너지 자급률은 10%에 미치지 못 해 다른 OECD 국가들과 비교하면 매우 낮은 수준이다. 따라서 자원을 다른 나라에 의존해야 하는 일본은 국제정세의 영향을 강하게 받기 때문에 에너지를 안정적으로 확보하는 것이 중요한 과제라고 할 수 있다.

자료 : IEA "World Energy Balances 2018"의 추계치

2011년 동일본 대지진 이후 원자력 발전에 대한 재검토로 인해 일본의 온실가스 배출량은 증가, 파리 협정에 따라 정해진 온실가스 감축 목표를 실현하기 위해서는 더 많은 노력을 필요로 하고 있다. 이에 일본 정부는 2020년 이후의 온실효과가스 삭감을 위한 에너지 정책의 기본방침을 설정, 2030년도까지 온실가스를 2013년도 대비 26.0% 감소를 목표로 설정하고 이 목표를 실현하기 위해서 현재 「3E+S(에너지믹스)」 대처를 실시 중이다.

균형 잡힌 에너지 믹스의 실현

「3E+S」란 안전성(Safety)을 대전제로 자급률(Energy Security), 경제 효율성 (Economic Efficiency), 환경 적합 (Environment)을 병행한다는 개념으로 각 에너지원의 강점을 최대한으로 살리면서 약점이 보완되도록 에너지와 전력 공급을 조합할 필요가 있다는 점에서 "에너지 믹스"라고 불린다. 2030년의 에너지 믹스에서는 일본의 전원 구성을 △재생에너지(22~24%), △원전(20~22%), △화력(56%)로 조정하였다. 그 중 지열 발전은 2015년 기준 약 53만 kW(전원 구성비 0.2%)에서 2030년 약 150만 kW(전원 구성 비율 1.0~1.1%)까지 늘려나갈 계획으로, 발전 비용도 적고 안정적으로 발전이 가능한 대체 에너지 자원으로서 확대가 기대된다.

자료 : 경제산업성 자원에너지청

일본 지열 발전의 변천과 보급

일본의 지열 발전은 2차 세계대전 후 전력 부족 해소를 목적으로 이와테현 마츠카와지열발전소와 오이타현 오오타케 지열발전소가 건설되어 각지에서 발전 가능성 조사가 실시되었으나 석유의 대량 수입을 계기로 신규 건설이 중지되었다.

한동안 개발이 중단되었던 일본의 지열 발전은 1970년대 오일쇼크 및 올림픽을 계기로 재차 연구개발이 추진되어 일본은 세계 유수의 지열 발전 기술을 소유하게 되었다. 1995년에는 설비 용량 50만kW를 달성, 세계 5위의 지열 발전 국가가 되었으나 90년대부터 세계유가의 안정화와 더불어 일본 정부의 에너지정책이 원자력발전으로 기울게 되면서 1999년부터 지열 발전에 대한 신규 설립 등 투자가 감소, 지열 발전 설비량은 세계 10위까지 후퇴하였다.

이러한 일본의 에너지 관련 정책은 2011년 동일본대지진을 계기로 크게 변화한다. 일본 경제산업성은 2011년말 ‘자원·연료의 안정공급확보를 위한 선행 실시 대책’을 통해 지열 발전에 대한 개발·투자를 확대할 방침을 발표하며 각지에서 지열 발전 개발, 특히 소규모 바이너리(저온) 발전 조사 및 검토, 개발이 진행되었다.

최근에는 신규대형지열발전(와사비자와·아키노미야지역[아키타현]과 앗피지역[이와테현] 등) 뿐만 아니라 소규모 바이너리 지열 발전 (메디폴리스 이부스키발전소, 스가와라 바이나리 발전소 등) 다양한 지열 발전소가 증가하고 있으며 19년 5월에는 23년 만에 출력 1만kW를 넘는 대규모지열발전소 (출력 4만2,000kW) 가 아키타현 유자와시에서 가동을 개시했다.

일본은 세계 3위의 지열자원량(2,347만kW)세계 유수의 지열자원국이나 개발가능지점의 약 80%는 국립공원 규제구역이어서 현재 설비 용량은 544MW, 자원이용률은 2%에 불과, 지열 자원을 효율적으로 활용하지 못하고 있다. 일본 정부는 이러한 관련 규제를 완화하기 위해 2015년부터 국립·국가 지정 공원 제2종 및 제3종 특별지역에서의 개발을 조건부로 승인하는 등, 지열 발전 확대에 노력을 기울이는 한편, 지열 자원개발 기업을 지원하기 위해 조성금 교부, 금융지원(지열자원탐사출자·개발책무보증 등) 등의 보조 정책 또한 추진중이다.

세계에서 활약하는 일본 지열 기술

세계에서 지열 발전이 진행되고 있는 국가 중 대표적인 나라가 뉴질랜드와 아이슬란드라고 할 수 있다. 뉴질랜드 Wairakei에서는 세계 최초의 열수형 지열발전소가 1958년 건설되었는데 지열 발전소의 터빈과 발전기 등이 일본 제품이다. 일본 제조사는 뉴질랜드의 지열 발전 투자 초기부터 해당 시장에 진출, 그때부터 축적해온 기술을 일본의 지열 발전 개발로 더욱 발전시켜 왔다.

   자료 : 신 에너지 산업기술종합개발기구

현재 일본의 플래시방식의 터빈 관련 기술을 보유중인 일본 제조사 3사(미쓰비시 중공업, 도시바, 후지전기)는 전 세계에 지열 에너지 비즈니스를 전개하여 지열발전설비 세계 시장 점유율의 약 70%를 차지하고 있으며, 개발부터 지표 설비까지 지열 발전에 필요한 총체적 기술을 보유하고 있다.

정체되고 있는 일본 내 지열 발전, 일본 내 관련법 제정 및 규제완화가 성공의 갈림길

자료 : 국제재생가능에너지기구(IRENA)

국제재생가능에너지기구(IRENA)에 의하면 일본의 재생가능에너지 발전용량은 과거 10년간 3배 가까이 증가한 반면 지열 발전은 2% 감소하였다. 그 이유 중 하나는 지열 자원이 풍부한 장소를 개발하지 못하고 있기 때문으로, 일본은 세계 제 3위의 지열 발전 잠재력을 가지고 있으나 국립공원, 유명한 온천지 부근 등 개발이 곤란한 지역에 위치해 있어 개발의 난항이 지속되고 있다. 사업화 가능여부에 대한 조사까지 일반적으로 7년 이상이 소요되는 지열 발전의 경우, 이러한 개발 곤란지역에서의 사전조사까지의 절차 또한 상당한 시일이 소요되므로, 시간적 장벽을 완화시킬 수 있는 제도의 정비가 주요 과제로 대두되고 있다.

또한, 일본의 경우 지열발전과 관련하여 온천법, 자연공원법, 삼림법 등 다양한 법률이 연관되어 있으나 지열발전에 관한 법률은 존재하지 않아, 지열발전 개발에 수반되는 권리 및 의무가 명확하지 않다. 前 일본지열협회 회장 오구라 노부유키씨는 "지열에 관한 법률 및 가이드라인 등 좀 더 명확한 제도 형태가 필요하다"고 언급하며, 현행 제도의 애매함이 일본의 지열발전 확대를 저해하고 있다고 역설한 바 있다. 그린 뉴딜을 통해 포스트 코로나의 경제 활성화를 꾀하고 있는 한국 입장에서 일본의 지열·풍력발전 관련 움직임을 유심히 지켜보고, 비슷한 상황에서 규제 완화와 산업 육성에 대한 인사이트를 얻는 것이 필요할 것이다.

자료 : 경제산업성 자원에너지청, IEA, 신에너지산업기술종합개발기구, 국제재생가능에너지기구(IRENA), 니혼케이자이신문 등 KOTRA도쿄 무역관 자료 종합