KEEI Webinar
April 23,2021

일본의 2050 탄소중립 이행 방안-에너지전환 부문을 중심으로-이수철 (메이죠대학교 경제학부 교수)
slee@meijo-u.ac.jp일본의 탄소중립 추진배경CONTENTS

E일본의 탄소중립추진 계획개요에너지전환부문의 탄소중립 추진계획-화력 및 원자력발전-에너지전환부문의 탄소중립 추진계획-재생에너지발전일본의 탄소중립 추진 과제 요약Appendix일본의 탄소중립 추진 배경

IPCC(2018) 1.5℃ 특별보고서세계의 평균기온 상승을 산업혁명전과 비교하여 파리협약 목표의2℃ 미만으로 억제하기위해서는2017년까지 탈탄소화가 필요하며노력목표인 1.5℃ 미만으로 억제하기 위해서는 2050년에 탈탄소화가 필요일본의 온실가스 대책 장기 전략 추진 경과 파리협정에 근거하는 성장전략으로서의 장기전략(2019년6월11일 내각회의 결정)
 2050년까지 80%의 온실 효과 가스의 배출 삭감, 최종 도달점으로서 「탈탄소 사회」를야심적으로 금세기 후반의 가능한 한 조기 실현을 목표 혁신적 환경 이노베이션(innovation) 전략(2020년 1월)
 혁신적 기술의 2050년까지의 확립을 목표로 하는 구체적인 행동 계획(5 분야 16 과제) 그린 이노베이션(innovation) 전략 추진 회의의 설치(부처 횡단조직；2020년 7월)；환경
에너지를 둘러싸는 정세를 공유해, 2050 년의 기술 확립을 목표로 한 전체 구상의 재정리 지구 온난화 대책 계획의 재검토(지구 온난화 대책 추진 본부 결정： 2020년 3월)
 2030 년도 삭감 목표(NDC)를 확실히 달성하는 것을 목표로 하고, 이 수준에 머무르는 일없이 한층 더 삭감 노력을 추구, 「지구 온난화 대책 계획」의 재검토에 착수.
 이 후, 한층 더 야심적인 삭감 노력을 반영한 의욕적인 수치를 목표(파리 협정의 5년 마다의 기한을 기다리는 일 없이 실시)일본의 2050 탄소중립 표명
제6차 에너지 기본계획의 책정 개시(2020년 7월, 종합자원에너지 조사회 기본정책 분과회) 차기 에너지 기본계획 검토를 향한 과제(2020년 10월 13일)
 3 E+S를 목표로 하는데 있어서의 과제를 정리• 레질리언스의 중요성등 새로운 요소의 확인 금세기 후반의 가능한 한 조기에 「탈탄소 사회」를 실현하기 위한 과제의검증• 기후 변화 대책의 세계 상황• CO2 배출의 태종을 차지하는 에너지의 수급 구조• 탈탄소화 기술에의 투자 확보인 최종 도달점으로서 「탈탄소 사회」를야심적으로 금세기 후반의 가능한 한 조기 실현 목표 2030년 목표의 진척과 한층 더 삭감의 검증• 에너지 믹스의 달성 상황• 에너지원별 대책 상황• 향후 한층 더 추진해야 할 대책 정리2020년 9월22일 유엔총회 석상에서習近平主席의 2060년 탄소중립 표명

 2050년 탄소중립 선언(총리 국회 소신 표명 연설： 2020년 10월 26일)일본의 온실가스 배출 추이(1990～2018)1990년대비2.8% 감소

출처： 일본환경성(2020)일본의 부문별 온실가스 배출 추이(1990～2018)

출처： 일본환경성(2020)일본의 부문별 에너지기원 이산화탄소 배출량 추이

출처： 일본환경성(2020)일본의 부문별 이산화탄소 배출량 구성비열/전기 배분후열/전기 배분전에너지전환
부문 40.1%

출처： JCCCA(2020)에너지전환
부문 7.9%일본의 탄소중립 추진계획 개요이하의 자료는내각관방 성장전락회의 자료(2020년 12월)경제산업성 그린이노베이션 추진전략회의 워킹그룹회의 자료(2020년11월)경제산업성 자원에너지청 2050년 카본뉴트럴을 향한 검토회의자료(2020년12월)경제산업성 자원에너지청 2050년 카본뉴트럴을 향한 검토회의자료(2021년1월)등에서 중요한 부분을 중심의 발췌 정리한 것임

2050년 탄소중립의 온실가스삭감 목표설정일본의 NDC(2015년 설정)정부의 지구온난화대책계획(2015년5월 내각회의 결정)
2013년대비
2030년 26%감소
(10.4억톤)에너지기본계획
2018년7월

2050년 탄소중립 표명
일본의 NDC이 수준에 머무르지않고 일층 더 삭감노력경주(2020년3월30일 정부지구온난화대책추진본부 결정)중기목표온실가스삭감
장기전략
(80% 삭감)2019년6월

금세기후반의 가능한 조기에 탈탄소사회실현

장기목표출처： 환경성 제 1회 지구 온난화 대책의 추진에 관한 제도 검토회(2020년 11월 5일) 자료14

2050년 탄소중립의 과제와 추진방향 과제 개요〇전력 부문의 탈탄소화를 진행시키는데 있어서는, 신재생재에너지의 최대한 활용, 원자력의 활용문제, 그리고 CCS
나 카본 리사이클 등 차세대의 기술이 필요한 화력발전, 서플라이 체인(supply-chain)의 구축등이 필요한 수소 발전등의 선택문제➨한편, 이들을 도입 확대하는데 있어서, 신재생에너지에 대해서는, 조정력이나 송전 용량 확보등의 과제, 원자력에대하고는 국민 이해, 안전성 향상등의 과제, 그 외의 선택사항에 대해도 이노베이션(innovation)의 필요성 등과제가 존재〇산업·민생·운수(비전력) 부문에 대해서는 구조적·기술적으로 탈탄소화가 어려운 영역이 존재하지만, EU나 영국도
CCUS/ 카본 리사이클등의 이노베이션(innovation)를 포함시키고 있는 바와 같이, 일본에서도 탈탄소 이노베이션의 추구 등 대책의 방향성을 논의할 필요전력부문탄소중립의과제검토의 추진방향

〇신재생에너지, 원자력은 확립된 탈탄소 기술〇한편, 사회적 제약·계통 운용상의 제약으로부터 이들만으로 전력을 모두 조달하는 일은불확실성이 높음〇신재생에너지·원자력을 도입해 나가는데있어서의 과제와 대책의 정리 필요〇이들로만 조달할 수 없는 수요를 위해서추구해야 할 선택사항( CCUS 화력, 수소등)도
논의 필요산업, 민생, 운수부문〇산업·민생·운수 부문에 있어서는,①탈탄소 기술이 실용 레벨에 이르지 않은,②구조적으로 탈탄소가 곤란한 영역이 존재하여 보다 혁신적인 이노베이션이 불가결〇이러한 영역에 있어서 목표로 해야 할 큰방향성 대해 논의 필요(구체적으로는, 그린 이노베이션전략 추진회의에서 논의를 실시)일본정부의 2050탄소중립을 위한 부문별 배출삭감 이미지(1)환경성에서는 45%삭감
목표를 논의하고 있슴2018년
10.6억톤

2030년
9.3억톤(▲25%)2050년
배출+흡수로 실질0톤(▲100%)
하기 수치는 향후 논의를 위한 참고치며 탄력적으로 변경가능전력화
수소, 메타네이션, 합셩연료,바이오매스전력수요
30%이상증가 예상CO2회수재활용을최대한 활용탈탄소전원

신재생(50~60%)
30~원자력
화력+CCUS/카본R 40%
수소,암모니아(10%)

주： 수치는 에너지 기원 이산화탄소 배출량
출처： 내각 관방/성장 전략 회의(2020)

전력화·수소화등으로탈탄소화할 수 없는 영역은CCUS/카본 리사이클등의 최대한 활용2050탄소중립에 있어서 중요 14 성장분야2020,2030,2050까지 성장의 확대가예상되는 부문에너지관련 산업①해상풍력산업풍차본체, 부품 및 부체식풍력

②연료,암모니아산업

수송, 제조관련 산업⑤자동차, 축전지산업⑥반도체,정보통신산업

⑦선박산업

⑧물류, 인류,코목인프라
산업⑬자원순환형관련 산업⑩항공기산업⑭라이프스타일 관련산업

EV,FCV, 차세대 전지발전용버너,수소사외 이행기연료

연료전지선박,가스연료선, 수소암모니아계 등③수소산업⑨식료, 농림수산업발전터빈,수소환원제철, 물전해장치, 운반선

④원자력산업
SMR,수소제조원자력

가정, 오피스관련 산업스마트농업,고층건물목조화,블루카본데이터센터,절전형 반도체,수요사이드 효율화스마트교통,물류용드론,FC건기하이브리드화, 수소항공기

⑪카본리사이클산업
콘크리트,바이오연료,플라스틱원료

출처： 내각 관방/성장 전략 회의(2020)⑫주택,건축물산업,차세대형 태양광 산업바이오연료, 재생재, 폐기물발전지역의 탈탄소비지니스에너지전환 부문의탄소중립 추진계획-일반화력 및 원자력 발전-전력부문의 추진 방향〇전력부문의 탈탄소화를 목표로 하는데 있어서, 각각의 기술에 대해 장단기 과제와 대응에 대해 검토.
〇우선은 주력 전원화하는 것을 목표로 하고 있는 신재생에너지에 대해서 장기적으로 대량 도입을 실현하는데 있어서의 과제와 대응등을 논의〇 여타 탈탄소전원(원자력, 화력 CCUS/ 카본 리사이클, 수소·암모니아 발전)에 대해 과제와 대응등을논의〇2050년을 시야로 각각의 전원이 넘어야 할 과제와 대책〇전원의 CN 를 목표로 하는데 있어서 각각의 전원의 위치설정신재생에너지당면검토과제추후검토
과제-장기적으로 대규모 도입을 실현할 때의 과제와 대응-계통의 안정 운용을 유지하기 위해서 필요한 요소원전-안전 대책에 관한 검토-기술적으로 확립된 비화석 전원으로서의 가치

화력＋ CCUS/ 카본 리사이클- CCUS/ 카본 리사이클의 기술개발동향, 저장량의 한계-탈탄소 사회에 있어서의 화석연료이용의 의의

수소·암모니아 발전-수소의 공급 수단별 과제와 대응-타 수요 부문에 있어서의 수소 이용의 필요성

2030년 전원구성 계획설치용량
(2020.3)태양광풍력지열중소수력바이
오매스FIT승인총량(2020.3)

2030년
계획용량2030년
계획대비진척율

3-1. 기존화력+CCUS화력발전의 역활(공급력)〇화력발전은 발전 전력량의 70% 이상을 차지하는 「공급력」으로서, 베이스 로드, 미들, 피크원으로서 안정공급상 중요한 역할을 담당하여 왔슴전〇특히, 지금까지도 재해시에 있어서의 공급력을 제공해 오고 있어 용량을 확보하는 것은 에너지공급의 레질리언스 대책에도 크게 공헌환경부하의 저감노력(CO2 배출)〇국내에 CO2 배출량의 40% 이상이 화력발전 유래（그 중 약 절반이 석탄화력)〇연료별로 보면 석탄＞석유＞LNG의 순서로 CO2 배출량이 큼CCUS/카본리사이클의 논점〇화석연료의 특징으로서 에너지 밀도가 높고 상시의 에너지 공급에 더해 비상시를 상정한 비축 등에 유효한 에너지〇탄소중립 사회의 실현을 향해 화석연료에 의한 화력발전에 대해서는 CCUS/카본 리사이클 등을 실시 필요. CCUS/카본 리사이클은 CO2 분리·회수 설비를 설치하는 것으로, 기존의 조달 체제·설비를 활용하면서, CO2의 분리·회수·재이용/저장에 의한 CO2 배출 삭감에 공헌 가능〇한편 CCUS/카본 리사이클은 일본 기업이 기술적으로 선행하는 분야가 있지만 현재, 국제적으로 봐도 기술개발이 가속하기 시작한 단계이며 본격적인 이용을 위해 한층 더 코스트 저감이나 CO2 재이용/저장 포텐셜의 확대 등이 필요과제 1：CCUS/카본 리사이클의 기술적 확립·코스트 저감과제 2：CCUS/카본 리사이클의 포텐셜 확대과제 3：【CCS】사업 환경의 정비 .

〇이러한 점을 바탕으로 화력발전에 있어서의 CCUS/카본 리사이클에 대해서,①전원 구성에 대해 어떻게 평가할지②실현을 향한 과제 및 그 대응의 방향성은 어떻게 있어야할 것인가 등에 대해 검토 필요CCUS/카본리사이클의 개념CCUS/카본리사이클의 기술 확립과 코스트 저감-CCS〇CCS 코스트에 의한 가격상승은 석탄 화력：약7~9엔/kWh, 가스 화력：약3~4엔/kWh.
〇화석＋CCS의 발전 코스트를 태양광 이하로 하기 위해서는 CCS 코스트를 절반이하로 저감 필요(화학흡수법(90%회수) 가격)(파이프라인수송을 상정)(지하 대수층이용)(2018년 CO2배출계수로 산정)(분리막,고체흡수재 신기술개발에의한 코스트저감)배출원의 집적과 간선수송(대량수송)에의해 수송코스트효율화압입성능 향상에의한 굴착코스트 삭감저류,모니터링기술진전으로 인한 코스트삭감목표발전코스트목표CCS코스트(참고)카본리사이클 기술 로드맵1단계2단계

3단계3-2. 수소, 암모니아 발전수소 및 암모니아 발전의 논점〇수소·암모니아 발전은 기존의 화력발전 설비(전량연소는 가스터빈, 수소혼합연소는 LNG 화력(가스터빈), 암모니아혼합연소는 석탄 화력(증기 터빈))을 개수하여 실현가능하므로 기존 어셋을 유효하게 활용하면서 비화석 전력을 공급가능〇이들 기술은 대형화·전량연소화를 향해서 한층 더 기술개발이 필요하나 일본이 세계적으로 기술우위성을 가짐으로서 산업진흥의 관점에서 의의도 큼〇 또한 수소·암모니아 발전은 대량으로 연료를 소비하기 때문에 타부문에 있어서의 이용이 상정되는 수소·암모니아의 서플라이 체인(supply-chain) 구축 및 코스트 저감에 이바지하는 특징도 가짐〇한편, 수소·암모니아 발전의 코스트는 연료비용(수소 가격·암모니아 가격)이 절대적이며, 염가 및대량의 수소 제조·조달 체제는 아직 미확립이기 때문에 그 실현은 기술적 이노베이션에 크게 의존과제 1：수소·암모니아 발전 기술의 개발과제 2：염가 및 대규모 수소·암모니아 조달과제 3：비화석 가치의 매몰이러한 배경을 근거로 해①수소 발전·암모니아 발전을 어떻게 평가해야할 것인가②실현을 향한 과제 및 대응의 방향성은 어떻게 할 것인가수소발전의 현상〇①대규모 화력발전급(500 MW급), ②지역에 있어서의 열전공급의 코제너레이션 발전(1 MW급) 의각각의 분야에서 기술개발·실증을 실시.
〇일본은 기술력으로 선행하고 있어서 세계의 수소 발전 실용화를 향한 대책에 공헌기존 대규모 화력 발전소에 있어서의 수소혼합연소를 위한 기술개발을 실시.
2018년에 수소혼합연소율 30%를 달성.

2020년부터 수소 전량연소를 위한 기술개발중수소를 천연가스에 0~100%까지 혼합연소가능한 기술을 개발.
2018년에는 수소전량연소에 의한 시가지에 열전병합을 세계에서 처음으로 달성2019년부터 고효율 수소전량연소기술개발 중미츠비시 파워는, 네델란드의 매그넘 발전소(천연가스 파워)를 수소 파워로 전환하는 프로젝트에 참가.
2025년경에 세계 최초가 되는 대형 수소전소발전의상용 운전을 계획.

미츠비시 파워는 미국 유타주에 계획하는 대형 수소발전 프로젝트로, GT를 수주.
동 프로젝트에서는 2025년에 수소혼합연소율 30%로운전을 개시하여 2045년에 100%전량연소 운전암모니아 발전(전량연소)의 기술적 과제〇암모니아의 연소시에는 함유 질소가 용이하게 산화하는 것으로 질소산화물(NOx)이 발생→20% 혼합연소시에는 기술적으로 억제 가능〇한편, 공기량이 증가하는 것에 따라 NOx는 증가하기 때문에 혼소율 향상(50%이상)이나 전량연소화를 향한 기술개발이 필요.
〇암모니아의 경우, 메탄과 비교하고, 연소 속도, 단열 화염 온도등이 낮고, 연소의 안정성 확보가 곤란→높은 혼합연소율이나 전소의 경우에는 연소의 안정화를 위한 열수용 기술의 개발이 필요.
암모니아 연소에 따른 NOx의 발생암모니아와 타 연료의 특성 비교저렴하고 대량의 수소 및 암모니아 조달이 과제：코스트구조
수소발전(2020년 시점 시산)암모니아발전(2018년 시점 시산)

(참고) 수소기본전략에 있어서 수소발전의 규모
2017년 12월에 신재생에너지·수소등 관계 각료회의에서 결정한 수소기본 전략에서는 필요한 조달량으로서 2030년에는 30만 톤/년, 장래적으로는500~1000만 톤/년이라고 하는 규모의 수소 조달량이 코스트 저감을 위해서는 필요수소기본전략 발췌(발전부문)수소 발전에 대해서는 국제적인 수소 서플라이 체인과 함께 2030 년경의 상용화를 실현하여 그 단계에서 17
엔/kWh 의 코스트를 목표로 함이를위해 필요한 수소 조달량으로서 연간 30 만 t 정도를 기준으로 함(발전 용량으로 1 GW 정도 상당).
또한, 장래적으로는 환경 가치도 포함해 기존의 LNG 화력발전과 동등의 코스트 경쟁력의 실현을 목표로 함.
이를위해 필요한 수소 조달량으로서 연간 500 만~1,000 만 t 정도를 기준으로 한다(발전 용량15~30 GW상당)수소발전의 발전전력량 시산(전량 수소로 가정)실용화를 위한 제도정비의 필요성〇2030년에 30엔/Nm3의 수소 코스트 목표를 달성했다고 해도 수소 발전의 코스트는 17엔/kWh으로 LNG 화력과 비교해 높을 전망〇한편, 암모니아 발전은 2020년대 후반의 실용화가 전망이며 실용화를 촉진시키기 위해서는,수소·암모니아의 환경가치를 적절히 평가하는 제도 정비가 필요〇개요：소매 전기사업자에 의한 고도화법의 목표 달성을 촉진시키기 위해 비화석 전원(재생에너지등 )에 유래하는전기의 비화석 가치를 증서화해 거래하기 위한 시장.
〇비화석 가치는 1.3엔/kWh로 시장거래(2020년 제일 4분기).
수소·암모니아는 현재, 고도화법 중(안)에서 비화석 에너지원으로서 정의되어 있지 않고있슴.

수소 발전의 도입에 있어서는, 전력 시스템 개혁이 진전하는 가운데의 경제성 확립을 향한 제도 설계등의 검토를 진행시킨다.또한, 수소발전이 가지는 환경 가치를 수치화해, 평가·인정, 거래 가능하게 해 나가는 것이 중요하고, 다른 제도설계와 관련되는 논의를 주시하면서,에너지 절약법에 있어서의 수소 이용의 위치설정을 명확화한다. 그리고 고도화법에 있어서의 비화석 전원으로서 수소 발전을 평가한것을 고려하며 검토를 진행.

3-3. 원자력발전원자력발전의 과제 개요〇후쿠시마의 부흥·재생은 에너지 정책의 재구축의 출발점이며, 정부의 최우선 과제〇카본 뉴트럴 실현은 일본의 총력을 다한 대책이 필요. 신재생에너지의 최대한의 도입은 물론,실용화를 향해서 코스트 저감 등 과제가 있는 수소·카본 리사이클등 새로운 옵션도 중요〇이와 같이 이노베이션(innovation)의 추구 등 최대한의 대책이 필요하나 장래의 기술 동향을정확하게 예측하는 것은 곤란하고, 「실용 단계에 있는 탈탄소화의 선택사항인 원자력」을 포함해 사용할 수 있는 것을 최대한 활용하는 것이 중요〇한편, 원자력이 카본 뉴트럴 실현의 수단으로서 선택될 수 있으려면 원자력을 둘러싼 여러가지 과제에 대응하여 국민으로부터의 신뢰 회복을 얻는 것이 필요과제 1：후쿠시마의 교훈을 살려, 안전성의 추구를 어떻게 대처해 나가는지과제 2：사고 후의 환경 변화가 생기는 가운데 장기적인 시점에서 입지 지역과의 공생에 어떻게 임해 가는지과제 3：핵연료 사이클이나 최종 처분, 폐로에 이르기까지의 지속적인 연구 최종 단계 시스템의 확립을 향해서 어떻게 대처해 가는지
과제 4：전력자유화한 시장안에서 원자력 발전의 사업성 향상에 어떻게 대처해 가는지과제 5：안전을 대전제로한 원자력 사업에 불가결한 인재·기술·산업기반의 유지·강화에어떻게 대처해 갈 것인지 그리고 일층 더 안전성등의 추구를 향한 원자력 이노베이션에 어떻게 대처해 가는 것지〇이러한 점을 감안하면서,①원자력 이용의 과제와 대응의 방향성②2050년 카본 뉴트럴 실현을 향한 원자력의 위치설정이 필요에너지정책을 추진함에있어서 원점-원자력 재해로부터 후쿠시마의 부흥후쿠시마 제일 원자력 발전의 사고로부터 10년의 고비. 후쿠시마의 부흥은 일보씩 진전되고는 있으나 아직 많은 과제가 남아 있다. 재차 두 번 다시 그와 같은 비참한 사태를 일으켜서는 안 되는것을 재확인할 필요. 향후도 후쿠시마 제일 원자력 발전의 폐로와 후쿠시마의 부흥에 전력 필수.
후쿠시마원전의 폐로(온사이트)후쿠시마의 부흥 (오프사이트)〇사고원자로는 냉온 정지상태를 유지.
발전소내의 방사선량 대폭감소.
※소내의 약 96%의 에리어가 방호복의 착용 불요※주변 해역의 수질은 크게 개선하고 있고 세계적인음료수의 수질 기준과 비교해도 충분히 낮은 것확인.
〇폐로를 향한 작업은 착실하게 진척.
①오염수 대책：동토벽등의 대책에 의해 발생량의 대폭
삭감 540./일(2014.5)⇒180./일(2019년도)②풀내연료 들어내기：4호기 완료, 3호기 작업중③연료데블리 들어내기：원자로내 조사에 의한 상황파악 중〇귀환 곤란 구역을 제외한 모든 지역의 피난 지시를 해제※피난 지시 구역으로부터의 피난 대상자수8.1만명(2013.8)⇒2.2만명(2020.4) .
〇귀환 환경 정비의 진전※죠반선의 전선 개통(2020.3), 국도 정비등 .
〇생업의 재건, 기업 입지가 서서히 확대.
※15 시읍면의 기업입지 365건, 고용창출 4,293명(2020.4) .
〇신산업의 집적의 핵이 되는 거점이 차례차례 개소.
※후쿠시마 로봇 테스트 필드(2020.3 전면 개소)※후쿠시마 수소에너지 연구 필드(2020.3 개소)향후 과제○ALPS 처리수 취급〇사용후 연료 풀내의 연료의 들어내기※2020년도내에 3호기 완료.
2031년내에 전호기로 완료.
〇연료 데블리의 들어내기〇귀환 곤란 구역 취급※특정 부흥 재생 거점 구역(6 도시와 지역)의 정비·피난 지시 해제※특정 부흥 재생 거점 구역외의 해제를 향한 방향성의 검토○귀환 촉진과 함께 이주·교류 인구 확대에 의한 역외 소비○후쿠시마 이노베이션 및 해안 구상의 일층 구체화원자력발전소의 현상2030년 에너지 믹스의 실현을 향해서 설비 이용율의 향상과 40년 초과운전도 포함하여 안전확보를 대전제로 하면서 재가동을 진행(2020년말 현재)일본 국내 원전의 설비용량 전망폐로가 결정된 것을 제외하고 36기의 원자력 발전소(건설중을 포함)가 60년 운전을 가정해도 2040년대 이후 설비 용량은 큰폭으로 감소할 전망<전제>〇40년 운전 시나리오에서는 이미 60년 운전 연장의 인가를 얻은 4기 (타카하마 1,2, 미하마 3, 토카이 제2)는60년 운전으로서 간주〇건설중의 오오마, 시마네 3, 도쿄전력 히가시도리는운전 개시시기가 미정이기 때문에 2030년 이후에 설비용량에 계상〇발전량은 설비 이용율을 80%을 상정에너지전환 부문의탄소중립 추진계획-재생에너지 발전-재생에너지전력의 출력변동에 관한 현상,과제 및 대웅책〇변동성 재생에너지(태양광·풍력)는 자연 조건에 의해서 출력이 변동하기 때문에 변동하는 수요와 공급을일치시키는 「조정력」이 필요. 현재는 조정 전원으로서 화력·양수에 의존.
〇변동성 재생에너지의 도입이 진전되는 가운데 조정력을 활용해도 수요를 웃도는 공급이 있을 경우 재생에너지 전원의 출력 제어가 필요. 태양광의 도입이 진행되고 있는 큐슈에 대해 이미, 출력 제어를 실시.
※2019년도의 큐슈 에리어의 출력 제어 실적출력 제어 실시일 74 일( 1 발전소 당 15～24 일), 출력 제어율(재생에너지 총발전량에 차지하는 제어량의비율) 4.1 %.
〇조정력을 적절히 확보하지 않는 채 변동성 재생에너지의 도입이 진행되면 출력 제어율이 큰폭으로 증가.
수익이 악화되어 재생에너지 투자가 곤란하게 됨＜전원 구성과 출력 제어율의 관계에 관한 기계적인 시산 결과＞재생에너지의 전원 구성비 33% 케이스 ➨출력 제어율 12%40%케이스➨출력 제어율 24%
46%케이스➨ 출력 제어율 32%○2050 년 카본 뉴트럴을 향해서는 조정력의 충분한 확보를 도모하면서 단계적으로 탈탄소화를 도모하는것이 중요〇당면은 화력발전·양수 발전을 활용하면서 계통연계선의 증강에 의한 지역간의 융통이나 디맨드 리스폰스의 활용 촉진, 재생에너지 발전 사업자에게 전력 수급을 의식시키는 대책( FIP 제도의 도입)을 진행.
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〇또한 2050 년 카본 뉴트럴을 향해서는, 수소·축전지등의 전력 저장 기술의 연구 개발·코스트 저감을 통해서 조정력의 탈탄소화를 진행시켜 갈 필요.

4-1. 태양광발전태양광발전의 동향〇태양광 발전은 FIT 법시행 당초에 인정량이 급확대.
〇도입량으로 보면 일본은 세계 3위의 도입 용량.
➨2030년에너지 믹스 6,400 만 kW 의 수준에 대해서, 현시점의 FIT 시행전의 도입량＋ FIT 인정량은 7,990 만 kW , 도입량은 5,580 만 kW〇이윤 배려 기간 종료후 인정량은 매년 430 만 kW 정도로 추이.

태양광발전의 코스트〇자본비 가운데 패널의 가격은 감소 경향으로 추이하고 있는 한편 패널에 다음으로 차지하는 공사비 부분은 정체〇 지역내 최대 전력에 차지하는 도입 용량이 증가할수록, 토지조성비와 접속비는 증가하는 경향.
〇이는 적지 아닌 곳에의 도입등에 의해 보다 많은 코스트의 상승 초래.
➨예를 들면, 도입이 진행되고 있는 큐슈 지방에서는 역내 최대 전력에 차지하는 도입 용량의 비율이 30 %로부터 31% 에 증가했을 때 토지조성비와 접속비는 2.1 엔에서 3.7 엔으로 상승.

차세대 태양전지의 개발〇태양광 발전 시스템의 설치에 적절한 미개발의 적지가 감소하는 가운데 종래의 기술에서는 태양광 발전을 이용할 수 없었던 장소(빌딩의 벽면·창, 공장·창고의 지붕, 이동체) 등을 이용 가능하게 하기 위해, 한층 더 발전 효율의 향상, 경량화, 곡면화 등이 과제.

〇입지 과제를 극복 가능한 차세대 태양전지(페로브스카이트등 )의 개발에 의해, 태양광 발전의 중장기적인 도입량의 확대가 가능계통정비의 과제〇일본 전력 네트워크를 차세대형으로 전환해 나가는데 있어서 비용 부담이 장벽으로 작용〇구체적으로는 안정공급상의 편익등에서 그 양단의 에리어에 있어 증강 비용을 부담을 하는 것이 원칙이었기 때문에 재생에너지 포텐셜의 높은 에리어만큼 그 증강의 부담이 커짐〇이 때문에 장래의 전원 포텐셜을 감안한 마스터 플랜을 책정한 다음 그 증강 비용을 전국에서 부담하는 구조로서 재생에너지 유래의 효과분 (가격 저하 및 CO2 삭감)에 대응한 부담에 대한 재생에너지 특조법상의부과금 방식의 활용 등(전국 조정 스킴)을 에너지 공급강인화법으로 실현매스터플랜(광역기관이 책정하여 국가에 보고)사업자가 송전망을 정비(전국조정스킴에의한 비용분담)4-2. 풍력발전풍력발전의 동향〇2030년 에너지기본계획상으로 1000만 kW 의 수준의 목표이나, 현시점의 FIT 이전 도입량＋FIT 인정량은 1160만 kW 이지만, 실제로 현재 도입된 량은 420 만 kW 에 불과.
〇해상 풍력 발전은 ①대량 도입,②코스트 저감,③경제 파급효과가 기대되며 재생 가능 에너지의주력 전원화를 향한 비장의 카드로써 향후 확대도입이 전망.

육상풍력의 과제: 경관과 환경배려/용지취득 곤란〇환경 영향 평가에 있어서 환경장관 클레임 건수를 보면 약 8할이 풍력 안건에 집중하고 있으며경관이나 환경, 조류등에의 영향 고려나 지역 주민과의 합의 형성이 필수.
〇또한 적지는 산림에 많지만 산림에서는 50년 이상 등기 정보의 변경이 없고, 소유자가 불명의 가능성이 있는 토지가 약 3할을 차지해 적지라고 해도 용지 취득 교섭에 시간적 코스트가 많음해상풍력의 과제: 지역과의 합의 형성〇유럽등의 해외에서는 해저지형상의 제약이 적은 거나 해안과 일정한 거리를 확보한 장소에서의안건이 많슴.
〇한편, 일본에서는,①수심이 바로 깊어지는 장소가 많은 점,②「공동 어업권 구역」(해안으로부터
3~5 km 정도의 장소로 설정되는 것이 통상)에서는 이해관계자를 특정하기 쉬운 점, 등으로부터,해안과의 거리가 가까운 해역에서의 안건이 많슴.
〇해안과 거리의 가까운 해역에서는 경관이나 소음등의 면을 고려하여 까다로운 현지 조정을 필요로 하는 안건이 많아서 안건 형성이 곤란하거나 시간을 필요로 하는 케이스가 생기고 있슴해상풍력의 도입확대를 위한 과제-재생에너지해역이용법관련 안건형성〇「해양 재생가능에너지 발전 설비의 정비에관한 해역의 이용의 촉진에 관한 법률(2019 년 4월 1일 시행 )」은 ,① 해역 이용에 관한 통일적인 룰이 없었고 , ② 선행 이용자와의 조정의 범위가 불명확 , ③ 고비용등의 과제를배경으로서 제정 .
〇동 법율에 근거하여 ①정부가 해상 풍력 실시 가능한 촉진 구역을 지정하여 충분한 점용 기간 30 년간의 확보,②관계자에 의한 협의회를 설치해 현지 조정의 원활화,③사업자를 공모·선정함으로써 코스트 경쟁의 촉진, 하는 구조이며, 현시점에서 촉진 구역으로서 4 개소 지정해 공모를 향한 프로세스를 진행중.

〇2019 년 7 월, 촉진 구역의 지정을 향해서 일정한준비가 진행되고 있는 구역( 11 개소), 유망한 구역(중 4 곳)에 대해 처음으로 공표.
〇이 4구역 가운데, 나가사키현 고토우시바다는, 작년 12 월에 촉진 구역으로 지정해, 2020 년 6 월부터,사업자의 공모를 개시.나머지의 3 개소(아키타 2 개소, 지바1개소)에 대해서도, 올해 7 월 21 일에 촉진구역으로서 지정.
〇올해 7 월 3일, 일정한 준비가 진행되고 있는 구역10 개소), 유망한 구역(중 4 개소)에 대해 2번째의 공표.

4-3. 중소수력발전중소수력 발전의 동향〇중소 수력발전은 에너지 자급율 향상, 저탄소 전원, 안정 전원의 가치를 가지는 지역 공생 전원〇현시점의 FIT 시행전의 도입량＋ FIT 인정량은 1,000 만 kW , 실제 도입량은 980 만 kW적지 감소, 소규모화, 고코스트의 과제〇기술적으로 이용 가능한 수력은, 약 12 GW .
〇그 중 90% 이상이 1 만 kW 미만의 중소 수력. 실제로는 지역과의 관계로 공사가 곤란한 안건이많아, 현재 공사중이거나 경제성의 높은 미개발 유망한 것은 25 만 kW( 0.25 GW) 정도〇현재 신규 안건의 FIT 가격은 20~34 엔이며, 코스트의 저감이 이루어지지않고 있슴

4-4. 바이오매스발전바이오매스 발전의 동향〇바이오매스 발전은 에너지 자급율 향상, 재해시 등에도 이용할 수 있는 레질리언스의 향상, 삼림정비·임업 활성화등의 역할을 담당하고 지역의 경제·고용에의 파급효과가 큰 등 다양한 가치를 가짐〇현시점의 FIT 시행전 전도입량＋ FIT 인정량은 1 080 만 kW , 실제 도입량은 450 만 kW .
〇FIT매입 가격 변경에 수반하여 2016, 2017 년도에 수입재를 중심으로 한 대규모 일반 목재등의FIT 인정량이 급증했지만, 연간 도입량은 50 만 kW 미만으로 추이.

바이오매스의 과제： 안정공급/지속가능성〇국내의 간벌재는 「삼림·임업 기본계획」에 의하고있으나 이용량에 한계가 있슴〇일반 목재등 ·바이오매스 액체 연료에 대해서는 원료의 70% 이상이 팜유나 PKS 등 수입재를 활용하고 있어 국외에의 의존이 현저.
〇도입 확대를 향해서 국내외의 원료의 안정 확보 및 지속 가능성을 고려할 필요

FIT제도에 있어서 국민부담 상황〇2020 년도의 매입 비용 총액은 3.8 조엔 부과금(국민 부담) 총액은 2.4 조엔〇전기요금에 차지하는 부과금 비율은 2019 년도 실적기준으로 산업용·업무용 15% , 가정용 11% .

신재생에너지발전 도입확대를 위한 과제출력변동에의 대응(조정력 확보)〇변동성 재생에너지(태양광·풍력)는 자연 조건에 의해서 출력이 변동하기 때문에 수급을 일치시키는 「조정력」이
필요.현재는 조정 전원으로서 화력·양수에 의존.
〇조정력이 적절히 확보 가능한 재생에너지를 출력 제어할 필요.결과적으로, 재생에너지의 수익성이 악화되어, 재생에너지 투자가 진행되지 않을 가능성.
〇향후 변동성 재생에너지의 도입량이 증가하는 가운데,①조정력의 탈탄소화(수소, 축전지, CCUS/ 카본 리사이클첨부 화력, 바이오매스, 디맨드 리스폰스등 )를 도모하면서,②필요한 조정력의 양을 확보 하는 과제의 극복 필요송전용량의확보〇재생에너지 포텐셜의 큰 지역 (홋카이도등 )과 대규모 수요지 (도쿄 등 )가 떨어져 있기 때문에 송전 용량이 부족할 경우에는 물리적으로 송전을 하지 못하여 재생에너지의 활용이 곤란〇특히 홋카이도에 대해서는, 홋카이도내의 수요 규모가 작아, 도입 확대가 어려운 상황〇사회적인 비용에 대해서 얻을 수 있는 편익을 평가하면서 어떻게 송전망의 정비를 진행시켜 나갈까가 과제계통안정성의 확보(관성력의 확보)〇돌발적인 사고 시에 주파수를 유지해 블랙 아웃을 피하기 위해서는 계통 전체로 일정한 관성력(화력발전등의 터빈이 계속 회전하는 힘)의 확보가 필요.
〇태양광·풍력은 관성력을 가지지 않기 때문에 그 비율이 증가하면 계통의 안정성을 유지할 수 없을 가능성〇이러한 극복을 위해 유사 관성력의 개발등을 진행시켜 나갈 필요가 있느마 현시점에서는 확립한 기술이 없는 상황.

자연조건과사회적제약에의대응〇자연 조건에 좌우되는 재생에너지의 도입에 있어서 평지나 먼 곳까지 얕은 바다가 적고 또한 일사량도 많지 않은 일본의 자연 조건을 고려할 필요.
〇다른 이용(농업, 어업 )과의 조화 , 경관·환경에의 영향 배려를 포함한 지역등과의 조정이 필요.
〇도입할 수 있는 적지가 한정되어 있는가운데 각전원 마다의 현상을 근거로 해 어떻게 도입을 진행해 나갈까가 과제코스트의사회적수용성〇상기와 같은 제과제를 극복해 나가기 위해서는 대규모 투자가 필요. 또한 적지가 한정되어 있는 가운데 대량 도입했을 경우에는 적지 부족에 향후 코스트가 상승할 우려〇이미 재생에너지 부과금의 부담이 커지고 있는 가운데, 이러한 코스트 부담에의 사회적 수용성을 어떻게 생각할
까. 또한 이노베이션의 실현이 불확실한 속에서 어떻게 리스크에 대비한 대응을 해 나가야할 것인가.

에너지전환부문의
탄소중립 추진의 과제2050탄소중립을 향한 각 전원의 과제 정리〇2050년 탄소중립실현을 위해 탈탄소화 된 전력에 의한 안정적인 전력 공급은 필요 불가결.
〇현시점에 있어서 각각의 전원의 위치설정은 하기와 같이 정리〇3 E＋S의 관점도 감안하여 향후 이하의 과제로 한정하지 않고 다수의 시나리오 분석 실시.
저・탈탄소전원기술혁신필요전원화력신재생
에너지〇2050년에 있어서의 주력 전원으로서 계속해 최대한의 도입을 목표로 함〇최대한 도입을 진행시키기 위해 조정력, 송전 용량, 관성력의 확보, 자연 조건이나 사회 제약에의 대응, 코스트를 최대한 억제하는 한편, 비용 증가에의 사회적 수용성을 높임〇이러한 대응을 통해 2050년에는 발전 전력량의 약 50~60%(약1.3~1.5조kWh)를 재생에너지로 조달하는것을 목표로함원자력〇탈탄소 전원으로서 안전성을 대전로 일정 규모의 활용을 목표로 함〇국민의 신뢰를 회복하기 위해서도 안전성 향상에의 임해, 입지 지역의 이해와 협력을 구하는 것, 연구 최종단계 문제의 해결을 향한 대책, 사업성의 확보, 인재·기술력의 유지하는 과제에 지금부터 대처해 나감.
〇2050년에는, 재생에너지, 수소·암모니아 이외의 카본 프리 전원으로서 화석＋CCUS/카본 리사이클을 포함하여 30~40%을 조달하는 것을 검토

화석+CCUS〇CCUS /카본 리사이클의 실용화를위해 기술과 적지의 개발, 용도 확대, 코스트 저감 등을 통해 일정 규모의활용을 목표로 함〇2050년에는, 재생에너지, 수소·암모니아 이외의 카본 프리 전원으로서 원자력과 아울러 약 30~40% 조달하는 것을 검토수소/암모니아〇탈탄소, 조정력, 관성력의 이점을 가지나, 대규모 발전을 향한 기술 확립, 코스트 저감, 공급량의 확보가 과제.
〇현재부터 가스 화력, 석탄 화력에의 혼합연소를 통해 수요·공급량을 높여 안정된 서플라이 체인을 구축〇산업·운수 수요와의 경합도 있으나 카본 프리 전원으로서 일정 규모의 활용을 목표〇수소 기본 전략으로 장래의 발전 전용으로 필요한 조달량이 500~1000만 톤으로 되어 있는 것을 근거로 해
수소·암모니아로 2050년의 발전 전력량의 약 10% 전후를 조달하는 것을 검토.

참고도표 EU Commission(2018) Report on Carbon Neutral in 2050
Baseline scenario
E3ME projection(2050 GDP, baseline로부터
1.48%증가)GEM-E3 projection(2050 GDP, baseline으로부터 0.63%감소)GHG 2050 Net Zero

Source: European Commission(2018) A Clean Planet for all A European long-term strategic vision
for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy

Thank you for your kind attention