태양광을 중심으로 성장하는 이스라엘 재생에너지

- 태양광 발전을 중심으로 재생에너지 시장 규모 지속 확대 전망 -

- 2030년부터 신축 건축물에 제로 에너지 설비 의무화 추진 -

 

 

 

이스라엘은 건국 초기부터 국가 안보를 위한 에너지 자립의 중요성을 강조하며, 재생에너지 개발에 많은 노력을 기울여왔다. 2000년대에 들어 거대 천연가스전* 발견 이후에도, 에너지 수입의존도 감소에만 안주하지 않고, 지속가능하며 고갈되지 않는 자원 개발에 과감히 투자하고 있다.

*  레비아탄(Leviathan) 가스전 (6200억㎥, 원유 6억 배럴 추정), 타마르(Tamar) 가스전(2500억㎥), 마리-B(Mari-B) 가스전 (283억㎥), 달리트(Dalit) 가스전(200억㎥)

2015년 파리협정* 가입국으로 국제사회의 온실가스 배출 감소 노력에 동참하고 있으며, 에너지 탈탄소화 정책을 통해 재생에너지 발전도 장려하고 있다. 이에 더해, 포스트 코로나 시대의 경제회복을 위한 모멘텀으로 재생에너지 산업을 육성하기에 이르렀다. 그 일환으로, 이스라엘 정부는 2030년까지 재생에너지 발전량 목표를 기존 17%에서 30%로 상향 조정하는 정책을 발표(2020.10.25)하였다. 또한, 이를 위해 재생에너지 발전 설비의 증설을 비롯, 민간의 재생에너지 활용 확대, 제로 에너지 건축 설계 의무화도 함께 추진할 방침인 것으로 알려졌다.

* 파리협정: 지구의 평균 온도가 산업화 이전 대비 2도 이상 상승하지 않도록 각 국가별 온실가스감축 목표를 설정하여 실천하고, 이를 검증하기로 한 협약  (세계 탄소 배출의 87%를 차지하는 200여개 국가 참여)

 

재생에너지 생산 현황

 

일반적으로 태양을 이용하는 발전은 태양광과 태양열 방식으로 구분된다. 태양에서 오는 빛에너지를 전기 에너지로 직접 변환시키는 태양광 발전(Photovoltaics; PV)은 초기 투자비용과 발전 단가가 높고, 일사량에 대한 의존도가 높아 주 에너지원에 적합하지 않다는 단점이 있다. 그렇지만, 모터를 탑재한 변환기가 필요 없어 소음 공해나 진동이 전혀 없고, 유지 보수가 쉽다는 장점이 있다. 한편, 태양으로부터 오는 열에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양열 발전(Solar Power Generation)의 경우, 발생 에너지를 전기 생산뿐 아니라 온수나 난방 등 다용도로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 태양광 발전처럼 일사량에 의존해야 하고, 변환기 등 부대 설비의 설치 공간이 필요하여, 태양광 발전보다 입지 선정이 까다롭다는 단점이 있다.

이스라엘은 우기가 짧고, 사계절 내내 일조량이 풍부한 데다, 남부 지역에 광야가 펼쳐져 있어, 태양광 발전에 안성맞춤이다. 이로 인해, 태양광 발전은 이스라엘 전체 재생에너지 산업에서 절대적인 비중을 차지하고 있고, 향후에도 태양광을 중심으로 한 성장세는 지속될 것으로 예상된다.

최근 8년(2012-2019) 동안, 이스라엘의 재생에너지 발전용량은 연평균 34%씩 성장했다. 특히, 남부 네게브(Negev) 사막 인근 아샬림(Ashalim) 지역에 태양열 발전소가 건설된 2019년에는, 발전량이 전년도 대비 50% 이상 성장하는 신기록을 세웠다.

이스라엘 전력 시장은 국영 전력공사에서 대부분의 전력을 공급하는 독과점 형태로 운영되고 있으나, 재생에너지 시장은 민간 기업이 100% 운영하고 있다.

 

이스라엘에서 운영되는 재생에너지는 태양력(광 ·열), 풍력, 바이오(가스·매스) 등 세 가지 유형이 주를 이룬다.

(태양 에너지 이용 발전) 이스라엘은 태양 에너지를 중심으로 한 재생 에너지 정책을 추진하고 있다. 태양력 발전소는 유휴 면적이 넓고, 일조량이 풍부한 남부 지역에 집중되어 있으며, 아샬림(Ashalim) 지역의 태양광 발전소(70MW 규모)와 태양열 발전소(242MW 규모)가 대표적이다.

(풍력발전) 태양 에너지를 이용한 발전은 해가 떠있는 낮 시간 동안만 가능하다는 한계가 있어, 이를 극복하기 위한 대체 수단으로 풍력 발전의 도입도 장려하고 있다. 이스라엘에서 풍력 발전이 가능한 북부 골란 고원(Golan Heights)과 중북부 길보아 산(Mt. Gilboa), 라맛 시린(Ramat Sirin) 지역에 풍력 발전소가 설치되어 2016년부터 가동되고 있다.

(바이오가스∙바이오매스) 태양력과 풍력을 이용한 발전은 날씨 변화의 영향을 많이 받는다. 이를 보완하기 위해 8~12MW 정도의 소규모 바이오가스, 바이오매스 발전소를 다수 설치하여 운영하고 있다.

 

에너지 원천별 전력 생산량 추이 

                                * 예상치

자료: 이스라엘 전력공사

 

전체 전력공급량 대비 재생에너지 비중 추이

                                * 연평균 전력 사용량에 근거해 예상한 수치

자료: 이스라엘 전력공사

 

재생에너지 원천별 발전 비중 추이

   

 자료: 이스라엘 전력공사 

 재생에너지 원천별 발전 비중 (2019년)

자료: 이스라엘 전력공사

 

재생에너지 발전 지원 정책

 

지난 10월 25일 발표된, 이스라엘 정부의 2030 재생에너지 활용 전력 증대 계획은 다음의 각 항을 세부 추진과제로 선정하고 있다.

1) 건설 프로젝트 현장내 재생에너지 발전 설비 설치

2) 발전설비 설치를 위한 토지용도 사용 허가

3) 네게브(Negev) 태양광 발전소 건설을 위한 추가 입찰

4) 관련 기금마련

5) 태양광 패널 설치사업 관련 세금혜택 연장

6) 입찰을 통한 민관합동(PPP)* 태양광 발전소 설립 프로젝트 활성화

* 민관합작투자사업 (Public-Private Partnership) 민간이 자본을 투자하여 공공인프라를 개발하고, 약정 기간 동안 운영 수익을 얻는 방식으로 정부는 세금 감면과 일부 재정을 지원

7) 정부 발주 프로젝트의 태양광 패널 설치 의무화

8) 태양 에너지 저장 및 송배전망 건설

9) 청정 에너지에 대한 민간투자 확대

10) 전기 자동차 도입 촉진

11) 전기 자동차 충전소 의무 설치 방안 마련

전문가들은 향후, 정부 논의를 거쳐 연도별 전원 믹스(電源 mix)* 목표가 확정되면, 천연가스 생산량을 제한하는 조치 등이 추가적으로 발효될 수 있다고 전망한다. 경제부 장관 Eli Cohen은 이번 사업을 통해 이스라엘 태양광 발전 설비가 10년 이내에 3배 가까이 늘어나고, 7년 뒤에는 전 세계 태양광 발전량 1위를 달성할 것이라고 발표하였다. 또한, 동 사업에는 800억 셰켈(미화 약 230억 달러)이 필요하며, 이 중 400억 셰켈(미화 약 115억 달러)가 발전 및 저장설비 건설에 사용될 예정이라고 밝혔다.

* 전체 전력 생산에서 화석연료, 원자력 등 비재생가능에너지와 재생가능에너지가 차지하는 비율

 

제로 에너지 건축 의무화

 

제로에너지 건축물(Zero Energy Building)은 건물 전체의 에너지 수요를 신재생 에너지원으로 충족시키는 건물을 말한다. 이스라엘은 배출되는 온실 가스의 1/3이 도심의 냉난방 및 조명에서 발생하기 때문에, 주거용 건물에서의 재생에너지 활용에 관심이 높다.

이스라엘은 에너지 효율 극대화와 에너지 소비 감축을 위해 제로 에너지 도입을 점진적으로 확대하고, 2030년부터는 신규 건축물에 본격적으로 적용할 계획을 세우고 있다. 이에 따라, 상업용 건물을 제외한 모든 주택(아파트), 공공기관, 정부기관, 교육기관 건물 설계 및 시공에서 제로 에너지가 의무화된다. 에너지부는 2030년 제로 에너지 건물의 발전량이 국내 총 재생 에너지 발전량의 6%에 해당할 것으로 예상하고 있다.

현재 이스라엘에서 제로에너지 시스템을 갖춘 건물은 총 4개로(완공 2, 건설중2) 아직은 초기 단계로 평가된다. 이스라엘 에너지부가 최근 발표한 제로 에너지 건축 정책에 관한 조사 보고서에서는, 한국의 EZ house가 모범 사례로 언급되었으며, 한국을 싱가폴, 일본과 함께 아시아의 제로 에너지 건축 모범국으로 평가하고 있다. 따라서, 향후 이스라엘의 제로에너지 시스템은 이들 모범 국가의 사례를 참고하여 발전해갈 가능성이 크다고 전문가들은 전한다.

에너지부는 제로 에너지 건축 설계 의무화를 앞두고, 재정부, 환경부, 시중 은행과 함께 보조금 재원 마련을 위한 펀드를 조성할 계획이라고 밝혔다. 또한 민간의 재생에너지 활용을 장려하기 위해, 2020년 말에 종료 예정인 지붕 태양광 패널에 대한 세금 혜택도 2025년까지 연장한다. 다가구 주택에서의 태양광 패널 설치 규제도 완화될 전망이다.

 

현지 반응

 

코로나19 팬데믹으로 인해 안전에 대한 관심과 우려가 어느 때보다 높아진 시점에, 정부가 재생에너지 개발 정책을 발표한 것을 두고 대체로 시기적절했다고 평가하는 분위기다. 그러나, 일각에서는 현 정부의 정책이 지나치게 태양에너지에 집중되어 있어 안정성이 부족하다고 지적한다. 전문가들은 재생에너지원의 다각화와 저장설비 확충 등이 필요하고, 목표 연도(2030년)까지 생산 전력을 수송할 송∙배전용 전기설비 설치에 대한 계획도 새로 마련되어야 한다고 주장하고 있다. 특히, 인구가 집중되어 에너지 수요가 높은 중부 지역엔 태양광 발전소를 건설할 충분한 공간이 없고, 인구밀도와 에너지 수요가 낮은 남부 지역만이 발전소 건설이 가능하다는 점 또한 현 정부가 풀어야 할 숙제라고 강조한다.  

 

재생에너지 신기술 스타트업

 

재생에너지 개발은 이미 오래전부터 현지 스타트업의 메인 테마로 자리잡아 왔다. 스타트업 강국답게 이스라엘에는 현재 재생에너지 및 대체에너지와 관련된 약 220여 개의 스타트업이 운영되고 있다. 그중에서도 아래 6개 기업이 대표적인 선두주자로 꼽힌다.

1. Eco Wave Power
파력발전(Wave energy generation)으로는 전 세계에서 유일하게 전력판매계약을 맺고 자체 발전소를 운영 중인 기업이다. 저비용으로 지속적인 전력 공급이 가능한 장치를 개발하면서, 장치의 설계부터 제조, 운영에 이르는 모든 공정을 자체 해결하여 유명세를 떨쳤다. 2011년 설립되어, 2019년 나스닥에 상장되었다.
2. Luminescent Solar Power
2020년 설립된 태양력발전 기술 개발 스타트업이다. 해가 떠있는 낮 시간 동안에만 발전이 가능하다는 한계를 극복하기 위해 24시간 전력 생산이 가능한 기술을 개발했다. 해가 떠 있는 시간 동안에는 태양광 발전(PV)을 하고, 밤에는 낮 동안에 축적된 열로 태양열 발전을 하는 방식이다. 태양 패널이 태양에너지를 흡수하면 20%는 열을 내지 않고 발광을 하는 데 쓰이고, 80%는 열을 발산한다는 점에 착안한 기술로, 태양에너지 발전 효율을 40%까지 끌어올릴 수 있다고 알려져 있다.
3. SolCold
SolCold는 히브리대학교에서 기술을 이전 받아 설립된 신소재 분야 스타트업으로, 태양에 노출될수록 온도가 내려가는 신소재 필름을 개발하고 있다. 이 신소재는 태양열을 흡수하지 않고 가시광선으로 전환시켜 방출함으로써, 태양열을 흡수할수록 오히려 온도가 떨어진다. 앞으로, 고온에서도 효율이 떨어지지 않는 새로운 태양광 패널을 개발하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.
4. Raycatch
Raycatch는 인공지능과 딥러닝 기술에 기반한 태양광 발전설비 관리 시스템을 개발하는 스타트업이다. 발전소 설비를 원격 감시할 수 있으며, 수집된 데이터를 바탕으로 문제를 진단하고 솔루션을 제시한다.  관리자에게 수리가 필요한지 설비 교체가 필요한지를 구분하여 알려주며, 이에 들어가는 비용에 대한 효용도 계산하여 제시한다.
5.  Ecoppia
태양광 패널은 전력생산 효율을 유지하기 위해 패널 표면을 항상 깨끗하게 유지해야 한다. Ecoppia는 패널 표면 청소를 위해 들어가는 노동력과 자원을 절감하기 위한 솔루션을 개발했다. Ecoppia가 개발한 자동화 로봇은 물을 사용하지 않고 매일 태양광 패널을 청소한다. 이 로봇은 원격 프로그래밍과 관리가 가능하며, 사막과 같은 열악한 기후 조건에서도 견딜 수 있도록 설계되었다.
6.  H2 Energy Now
태양력 발전이나 풍력발전은 에너지원을 통제할 수 없고, 전력 생산 시기를 정확하게 예측하기도 어렵다. 따라서, 수시로 생산되는 전력을 모아서 저장하는 축전 배터리의 성능이 매우 중요하다. H2 Energy Now는 축전지 성능에 구애 받지 않는 재생에너지 발전을 위해, 배터리가 필요하지 않은 전력 저장 솔루션을 개발하고 있다.

 

시사점

 

이스라엘 정부는 2030년까지 전체 발전량의 30%를 재생에너지로 충당한다는 목표를 세우고 있다. 이를 위해, 정부 주도의 재생에너지 발전소 추가 건설과 민간 주도의 재생에너지 활용 확대에 박차를 가하고 있다. 이에 따라, 앞으로도 이스라엘 태양 에너지 시장은 성장을 지속할 것으로 보인다. 도심에서 설치 가능한 건물외벽 활용형(Building Integrated, 혹은 건물일체형)* 태양광 발전과, 못과 저수지 같이 활용도가 낮은 유휴 지대를 활용하는 부유형(Floating)* 태양광 발전 등 최종소비자가 전력 생산에 참여하는 다양한 형태의 새로운 사업들이 시도될 것으로 기대된다.

 * 건물외벽 활용형(건물일체형) 태양광 발전: 전통적 외장재가 아닌 태양광 발전이 가능한 신소재로 벽이나 지붕을 마감하여 건물 자체적으로 전력을 생산하는 발전 방식

 * 부유형 태양광 발전: 저수지, 양어장, 연못 등 수면 위에 떠다니는 태양광 패널을 설치하여 전력을 생산하는 발전 방식

 

자료원: 이스라엘총리실보도자료, 이스라엘에너지부, 이스라엘환경부, 이스라엘재정부, 이스라엘통계청, 이스라엘 국회조사처, IREA, IEA, StartupNationCentral, Ynet(일간지)