차세대 에너지 파크 일본 기후현의 에너지 정책

우라사키 히로유키(Urasaki Hiroyuki)

기후현 상공노동부 산업기술과 차세대에너지실 과장보좌 겸 계장

최근 에너지를 둘러싼 환경이 크게 변화하고 있다. 아시아 국가를 중심으로 한 신흥 국가의 경제 발전으로 에너지 수요가 대폭 증가될 것으로 전망된다. 이러한 가운데 에너지의 자급률이 낮은 일본의 경우 중장기적으로 에너지를 안정 공급하는 것이 급선무가 되고 있다. 이와 함께, 지구온난화 방지를 위한 온실가스 배출량 저감이 전 세계적인 의무로 부각돼, 에너지 절약과 비화석 연료 이용 촉진 등 저탄소화 사회로의 전환이 필수 과제가 되고 있다. 이러한 과제를 달성하기 위해서는 새로운 에너지 기술과 비즈니스 창출이 불가피하며, 이로써 향후 에너지 및 환경 관련 산업에서 큰 성장이 기대되고 있다.

일본 기후현에서는 ‘차세대 에너지 인프라 구상’의 보급 촉진으로 에너지 및 환경 산업의 진흥과 지역 사회의 저탄소화를 목표로 매진하고 있다. 특히, 2011년 3월 11일 동일본 대지진에 의한 후쿠시마 원자력발전소 사고로 말미암아, 전력 공급 체제의 재검토가 시급해진 가운데 새로운 에너지 공급 시스템으로의 기대감이 높아지고 있다. 더욱이 일본 기후현이 제창하는 차세대 에너지 인프라는 효율성 및 방재의 측면에서도 현시대에 가장 적합한 시스템으로 판단되고 있다.

일본의 에너지 현황

일본의 1차 에너지 공급량을 보면, 지진 전인 2009년에는 80%가 화석연료, 10%가 원자력발전, 기타 6%가 재생 가능 및 미활용 에너지로, 대부분 고갈성 화석연료 수입에 의존했다. 반면, 에너지 자급률은 4%로 외부 국가에 비해 매우 낮은 수준이며, 에너지 보안 측면에서도 취약함을 알 수 있다.

1970년대 오일쇼크를 계기로 에너지 보안을 확보하려는 일본 정부의 다양한 정책과 함께, 태양광발전 및 풍력발전 등 순수 국산 신에너지 도입 촉진을 위한 시책이 실시되기도 했지만, 1차 에너지 공급 총량 중 신에너지가 차지하는 비율은 0.3%에 불과한 것이 현실이었다. 특히, 태양광발전의 경우 보급 촉진을 위해 도입 비용 일부를 국가가 지원하는 제도가 1994년에 시작된 후 꾸준히 증가했으나, 2005년에 일시적으로 폐지되면서 도입량이 크게 감소했다. 이는 신에너지 도입이 정부의 제도에 크게 의존하고 있어 상업적인 관점으로만 보급하는 데에는 어려움이 따른다는 사실을 확인시켰다.

신에너지는 이산화탄소를 배출하지 않고 전기를 생산한다는 점에서 환경부하 및 발전비용을 줄인다는 장점이 있다. 그 반면, 대규모 발전 설비에 비해, 발전량이 매우 적고 일조량 및 풍량 등 기상 상태에 따라 크게 발전량이 변동한다는 한계점도 있다. 이런 측면에서 극히 적은 공급량과 인공적으로 조절하기 어려운 자연 환경에 의존한다는 불안정성 때문에 수급 균형을 유지하기 어려운 에너지이기도 하다.

기후현의 에너지 정책 방향

일본 기후현에서는 이러한 특징의 신에너지를 유용하게 활용하기 위한 방법으로, 여러 에너지 자원과 최신 에너지 관련 기술을 최적으로 결합(Best Mix)시킴으로써 안정적이고 지속 가능한 에너지 수급 실현을 목표로 한 ‘기후현 차세대 에너지 인프라 구상’을 제창하고 있다. 이는 신에너지가 가지는 불안정을 해소하기 위해 태양광발전 전력을 배터리에 한번 저장해 평준화함으로써 손쉽게 사용할 수 있는 전력으로 만든다는 것이다. 또한, 신에너지를 통해 생산한 적은 양의 전력을 보충하기 위해 자가 발전한 전기를 직접 사용할 수 있도록 신에너지와 기존 에너지 기술을 결합하는 방식이라고 할 수 있다.

이러한 차세대 에너지 인프라의 특징은 보통 전력계통이 약 40%의 에너지 변환 효율인 데 반해, 이것은 약 80%라는 높은 에너지 효율을 가진다는 것이다. 게다가 프로판가스 등 기존 화석연료에 의존하고 있는 부분도 있긴 하지만, 봄베(Bombe)에서 가스 공급이 도중에 끊기지 않는 한 자연재해 발생시에도 주택 등에 필요한 최소한의 에너지 공급은 가능하다는 장점이 있다. 더욱이, 태양광발전 전력을 균형적으로 활용할 수 있는 시설은 공장과 같은 대규모 시설이 아닌, 가정 등의 소규모 시설이라는 점과 전열병합시스템인 연료전기를 가지고 있다는 점 때문에 이 차세대 에너지 인프라는 열 수요가 있는 가정에는 최적의 시스템이라 할 수 있다.

따라서 기후현에서는 신에너지 보급이라는 목표 외에도 비용 회수 기간을 고려한 후 이 차세대 에너지 인프라 도입이 진행됨을 가정해, 기후현 에너지 미래상인 ‘기후현 차세대 에너지 비전’을 동일본 대지진이 발생한 지난 2011년 3월에 책정했다.

‘기후현 차세대 에너지 비전’은 에너지 시책의 기본인 에너지 절약 대책을 충분히 강구하고 에너지 소비 총량을 줄이는 것을 전제로 하고 있다.

실증 실험으로 차세대 에너지 인프라의 유용성 확인

기후현에서는 이 ‘차세대 에너지 비전’을 기본으로 다양한 시책을 추진하고 있는데, 그 중에서도 특히 차세대 에너지 인프라의 실증 사업이 주목할 만하다. 실제로 직접 사용해 봄으로써 그 장단점을 파악할 수 있으며, 또 그 결과를 바탕으로 한 시책을 추진해야 한다는 판단하에, 기후현 내에 5개 차세대 에너지 인프라 모델을 도입해 실증 실험을 진행하고 있다.

구체적으로 가니시에 있는 현영 꽃 축제 기념공원 내 ‘공공시설 모델’, 도카이 호쿠리쿠 자동차 도로 히루가노 고원 휴게소에 인접해 있는 민간 상업시설인 굿쿠라 히루가노 호텔의 ‘상업시설 모델’, 주택건설 자재 제조업체가 기후시에 소유하고 있는 모델하우스의 ‘주택 모델’, 구조시에 있는 설립된 지 100년된 오래된 민가에 도입한 ‘중산간지(中山間地) 모델’, JR 기후역에 인접해 있는 상업시설인 ‘액티브 G’에 도입한 ‘도시 모델’이 각각 가동 중에 있다. 이 중 ‘중산간지 모델’은 지리적 이점을 살린 소수력발전과 목재 스토브를 도입해 보다 독립성 높은 에너지 시스템이 됐다.

5개의 모델 가운데 ‘기후현 차세대 에너지 비전’의 기본적인 내용을 그대로 담아낸 것은 기후시 아카나베노세에서 주택 건축자재 제조업체가 제작한 ‘그리니(Greeny) 기후’다. 이 그리니 기후는 진공 고단열 유리와 같은 단열 대책을 비롯해 최신 가전기기 도입 등 현재 기술 범위 내 최선의 에너지 절약 대책을 철저하게 실시함으로써 에너지 소비량을 일반 주택에 비해 1/2로 현격하게 줄였다. 에너지 소비량이 적은 데다, 태양광발전 및 풍력발전 등 자연에너지에 의한 전기 생산이 가능하며, 환경 성능이 뛰어난 연료전지를 사용함으로써 러닝코스트는 거의 없을뿐더러 연간 약 7만엔의 수익을 발생시킨다. 즉, 일반 가정의 러닝코스트 약 29만엔/년에 비해 약 36만엔/년의 비용 이점을 얻을 수 있었다. 또한 에너지 소비량보다 에너지 발생량이 커져 잉여 에너지가 발생하며, 이를 통해 이산화탄소는 배출이 아닌 흡수할 때까지의 환경 성능을 실현시킨다는 것이 실증 실험을 통해 판명됐다.

이런 결과를 나머지 4개의 모델에서 모두 얻지는 못했지만, 에너지 절약 대책을 충분히 실시한 모델에서는 바람직한 결과가 도출되고 있다. 게다가 차세대 에너지 인프라의 보다 현실적인 데이터 취득을 조건으로, 그 도입에 드는 비용 일부를 지원하는 제도를 2011년도 보정예산으로 채택했다. 이 보조 사업으로 5건의 실증 사업을 시작하게 됐으며, 기후현은 이 같은 5+5건의 실증 데이터를 바탕으로 차세대 에너지 인프라의 본격적인 보급을 위해 꾸준히 노력하고 있다.

기후현의 향후 시책

2012년 이후 기후현의 주요 시책은 가정용 ESCO의 도입 촉진과 휴게소 방재 거점 기능 강화 이 두 가지다.

차세대 에너지 인프라의 경우 실증 실험을 통해 그 유용성을 확인할 수 있었지만, 고액의 도입 비용이 보급에 있어 장애요인이 되고 있다. 따라서 사업장 및 공장 등 대규모 시설에 있어서의 에너지 절약 대책 방법 ESCO(Energy Service COmpany)를 가정 등 소규모 시설에 도입하는 방법을 찾아 초기 비용을 절감함으로써 에너지 절약 대책 및 신에너지 기술의 도입을 촉진한다.

한편, 2004년 주에츠 지진 이후 휴게소는 피난소와 함께 재해 복구 거점 등 지역 방재 거점으로 주목받고 있다. 기후현은 홋카이도에 이어 두 번째로 많은 53개의 휴게소를 가지고 있다. 기후현 내 대부분의 휴게소는 중산간지(중간 농업지역과 산간 농업지역을 포함한 지역의 총칭)에 위치해 있어 재해시 500여 남짓한 고립된 집락을 껴안게 된다. 따라서 중산간지에 소재하며 지역방재 계획의 피난처로 지정돼 있는 휴게소에 방재 측면에서도 효과가 있는 차세대 에너지 인프라를 구축하고 방재 기능을 강화함과 동시에, 이를 모델로서 현 내 휴게소 보급을 촉진할 계획이다.

에너지는 국민의 생활 및 기업의 경제 활동에 큰 영향을 미친다. 따라서 기후현에서는 단순히 신에너지 기술 도입뿐 아니라, 이러한 에너지 기술의 결점까지 충분히 이해하기 위해 각종 실증 실험을 실시하고 있다. 이를 통해 정부와 지역 내 정책 및 제도에 지나치게 의존하지 않고 미래까지 지속 가능한 방법을 찾아가고자 한다.

본 기사는 日本工業出版이 발행하는 월간 クリ-ンテクノロジ-와 기사협약에 의해 轉載한 것입니다.

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