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중국, 수력·원전·풍력·태양광 키운다...석탄 대체 에너지 확보 총력

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중국, 수력·원전·풍력·태양광 키운다...석탄 대체 에너지 확보 총력

[중국 에너지 실상 진단 2] 신재생 에너지 탐사와 개발 세계 1위

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중국은 2020년 말 현재 17개의 새 원자력 발전소를 건설하고 있는 것으로 알려졌다. 자료=글로벌이코노믹
중국은 세계에서 인구가 가장 많다. 13억 명이다. 큰 땅에 많은 사람이 다양한 직업을 가지고 살아간다. 미국에 이어 G2국가로서 위상을 가지고 있다. 이런 거대 국가가 유지되기 위해서는 그에 합당한 에너지를 충분히 가지는 것이 정상적 국가 운영을 위해 필수다.

그간 중국은 ‘세계 공장’이라는 평가를 받으면서 그 에너지원으로 주로 석탄 화력 발전을 활용해 왔다. 하지만 탄소 배출이 세계 1위라는 오명을 갖게 되었고 기후 변화에 가장 나쁜 영향을 끼치는 국가로 비판을 받고 있다.

이에 중국은 시진핑이 선두에 서서 석탄 화력 발전을 줄이기 위해 노력하고 있다. 석탄 외에 중국은 어떤 에너지원으로 13억 인구가 불편함이 없이 전력원을 마련하려는지 알아보는 것은 우리는 물론 글로벌 경제에서 아주 주요한 부분이다.

◇중국, 신재생 에너지 탐사와 개발에서 세계 1위

중국의 신재생 에너지 탐사 및 활용은 2020년 말까지 세계 1위이다. 국가에너지관리국은 재생 및 저탄소로 에너지 전환을 위한 강력한 토대를 마련 중이다.

2020년 말까지 중국 신에너지 설치 용량은 9억3000만 KW에 달했으며, 이는 중국 총 설치 발전 용량의 42.4%를 차지한다.

특히 수력발전은 3억7000만 KW, 풍력 발전 2억8000만 KW, 태양광(PV) 2억5000만 KW에 달해 세계 1위를 차지했다.

한편, 중국의 재생 에너지로 인한 전력의 양은 2020년에 2조2000억 KWh로 증가하여 지난해 총 전력의 29.5%를 차지하고 있다. 2012년 대비 9.5%포인트 증가한 수치다.

중국은 세계 기후 변화에 대처하는 데 기여하기 위해 국제 협력을 지속적으로 확대하고 있다. 이 나라의 수력 발전 프로젝트는 많은 국가와 지역에 널리 분포되어 있으며 중국 기업은 국제 시장에 70% 이상의 태양광 장비를 공급하고 있다.

목표는 2030년경에 탄소 배출량이 피크에 도달하고 2060년까지 탄소 중립성을 달성하려고 한다. 중국은 14차 5개년 계획 기간(2021-2025년)이 끝날 때까지 총 설치 발전 용량의 50%를 초과하는 신에너지 용량을 늘리는 것을 목표로 하고 있다.

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중국은 최근 전력난을 겪으면서 세계의 공장 역할을 하는 제조업이 멈추었다. 자료=글로벌이코노믹

◇천연가스 소비 증대 추진


중국은 2017년 기준 가스 매장량 184조 입방피트(Tcf)를 보유 중이다. 세계 천연가스 매장량의 약 3%를 차지하고 있다. 연간 소비량의 21.9배에 해당하는 매장량이다. 지금 규모 소비량을 유지할 경우 약 22년간 사용할 수 있는 가스가 있다.

전 세계 천연가스 소비량에서 중국이 차지하는 비중은 2006년 1.9%에서 2018년 7.4%로 확대되어 미국(21.2%), 러시아(11.8%)에 이어 3위다. 부문별 비중을 살펴보면 제조업이 40.1%로 가장 비중이 크고 이어서 발전부문 18.9%, 가정부문 17.6%, 수송부문 11.9%다. 천연가스 소비에서 발전부문이 차지하는 비중이 확대되고 있으나, 세계 평균 비중인 40%에 비하면 여전히 낮은 수준이다.

천연가스 소비량의 31% 가량을 수입하고 있다. 중국 석유공사(CNPC)는 기후변화 목표를 달성하기 위해 더 많은 천연가스를 사용하는 것을 목표로 2030년까지 석탄 사용량을 44%, 2060년까지 8%로 줄이려고 추진 중이다.

중국은 난방 수요를 충족시키는 데 우선순위를 두면서 겨울을 앞두고 가스 구매와 저장을 가속화하고 있다.

2022년 2월 베이징 동계 올림픽과 함께 지난해 첫 코로나 발발 직후 경제가 견고하게 성장하면서 일부 중국 지방에서 전기 배급을 촉발한 석탄 부족에 따라 중앙 정부가 충분한 가스 재고를 확보하도록 독려 중이다.

중국 국가에너지국의 예측에 따르면 중국의 천연가스 소비량은 2020년 3280억m³와 비교하여 올해 3650억~3700억m³로 늘어날 것이라고 한다. 이로 인해 중국 LNG 바이어들은 현물 LNG 가격 상승과 석탄 공급 강화로 난방 기간 동안 공급 안정성에 대한 우려가 일어나고 있다.

베이징은 겨울이 시작되기도 전에 충분한 가스를 확보하려 한다. 1~8월 천연가스 생산량은 1361억m³로 작년 같은 기간에 비해 10.8% 증가했다. 같은 기간 수입량은 22.2% 늘어난 109억4000만m³상당으로 더욱 빠르게 증가했다. 이는 수입 LNG 가격이 계속 상승한 데 따른 것이다.

중국의 주요 경제 계획 기관인 NDRC의 데이터에 따르면 도시 가스는 중국 전체 천연가스 소비량의 상대적으로 작은 비율이지만 약 100억-120억 m³/yr 늘었다. 난방을 포함한 생계를 위한 가스는 즉각적 수요가 있지만 겨울 난방 시즌의 피크 수요에도 불구하고 국내 가스는 이 부분을 충당하기에 충분하다.

그러나 예상보다 추운 겨울은 겨울 가스 수요에 영향을 미칠 수 있으며 지속적인 모니터링이 필요하다.

그 결과 중국은 겨울이 오기 전에 가능한 한 저장 용량을 늘리고 있다. 지하 작동 가스 저장은 2020-2021 겨울 시즌이 시작되기 전에 144억m³라는 사상 최고치를 기록했다. 2019-2020겨울 시즌 이전보다 40억m³ 늘었다.

올해 중국의 총 LNG 수입량은 약 1090억~111억m³로 작년보다 165억~187억m³ 증가할 것으로 예상된다.

◇세계 최대 규모의 풍력 발전

중국 에너지 소비량 가운데 풍력은 대략 5% 정도이다. 풍력 발전을 더 늘리려고 한다. 2020년에 용량이 거의 100GW 풍력 발전단지를 구축했으며, 이는 전년대비 거의 60% 증가한 수치다. 세계에서 가장 큰 증가이며 영국의 거의 3배에 달한다.

중국 국가에너지청(NEA)에 따르면 중국은 2021년 상반기에 10.8GW의 새 풍력 발전 용량을 전력망에 연결하여 전년 대비 풍력 발전이 72% 증가했다.

여기에는 8694MW의 육상 풍력과 2146MW의 해상 풍력이 포함되어 있다.

한편, 중국은 2020년에 글로벌 총합보다 더 많은 새 풍력 발전단지 용량을 구축했다. 코로나에도 불구하고 풍력 발전단지 설치에 대한 기록을 세웠다.

보고서에 따르면 중국은 전 세계 풍력 발전 용량 절반 이상을 건설했다. 육상 및 해상 풍력 발전 단지는 2019년 세계 풍력 발전 성장률보다 작년에 거의 58GW 증가했다.

전 세계적으로 이전보다 더 많은 풍력이 늘었지만 2020년 전례 없는 성장은 중국 풍력 시장이 커진 것이 주요했다.

중국의 재생 에너지 개발자들은 정부의 새로운 풍력 발전 보조금에 대한 차단이 임박하기 전에 시장에 몰려들었고, 수요는 내년에는 둔화될 것으로 전망된다.

중국의 풍력 발전 급증은 지난해 개발자들이 정부 세액 공제 제도의 단계적 폐지 이전에 16.5GW의 새로운 풍력 용량을 구축한 데 따른 것이다.

기록적 풍력 발전단지 설치는 2019년보다 더 높았으며, 2012년에 설정된 이전 설치 기록을 훨씬 앞섰다.

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중국은 세계 최대 규모의 풍력발전을 자랑하고 있다. 중국 에너지 소비량의 5%를 차지한다. 자료=글로벌이코노믹

◇태양광 발전, 연간 80GW 용량 증가 추진


2019년 중국 에너지 발전총량 가운데 태양광 발전으로 1%의 전력을 생산한다.

2021년 최대 65GW의 태양광 발전 용량을 추가할 것으로 예상된다. 현재 태양광 설비는 총 300GW 이상 가동하고 있다. 앞으로 이를 더 늘리려고 한다.

중국의 심장 천안문 광장에는 850평방미터의 태양광이 가동되고 있다. 패널은 인민대회장의 지붕에 앉아, 아래 건물에 실행하는 연간 9만8000KWh를 생성한다. 전국적으로, 정부 또는 공공건물에는 옥상 태양광 설치가 진행되고 있다.

6월 말, 국가에너지국은 옥상 태양광 발전을 촉진하기 위해 설계된 분산 태양광 발전의 카운티 수준의 시험에 대한 통지를 발표했다. 향후 5년 동안 공공 및 민간 건물에 태양광 설치가 이뤄질 전망이다. 통계에 따르면 75개 카운티 정부에서 태양광을 설치하기 위해 기업을 선정했으며 시험 개시를 조만간 시작할 예정이다.

국가에너지국은 적절한 옥상, 좋은 전송 및 가동 프로그램을 가동할 수 있는 기술 및 재정 능력이 있는 경우 지역에 가입을 권장하고 있다. 전력회사는 태양광 발전이 더 넓은 네트워크에 연결될 수 있도록 가능한 연결을 제공하기 위해 노력 중이다.

신청하려면 건물의 옥상 중 적어도 절반이 태양광 설치에 적합해야 하며 병원이나 학교와 같은 다른 공공건물 가운데 40%가량 설치가 가능하다. 중국 태양광 산업 협회에 따르면 당과 정부, 대학 및 병원 건물의 옥상에 태양광 발전 시설이 설치되는 것은 드물지만 향후 바뀔 수 있다.

중국은 2030년 비 화석 에너지원이 모든 에너지 소비량의 약 25%를 차지해야 한다. 태양광 및 풍력 발전은 1200GW 이상에 도달해야 한다.

2020년 말, 중국은 281GW의 풍력과 253GW의 태양광 발전을 설치하여 총 534GW를 생산했다. 2030년 목표를 달성하기 위해 중국은 향후 10년간 풍력 및 태양광 발전 용량을 두 배 이상 늘려야 한다. 이를 위해 태양광 발전 용량은 연간 80GW씩 증가해야 한다. 이것은 쉬운 일이 아니다.

중국에서 태양광 발전 용량은 급속히 증가했지만 올해는 둔화되었다. 2021년과 2025년 사이에 태양광 발전의 성장을 견인하기 위해 더 많은 태양광 발전소를 건설할 수 있지만, 병목 현상이 있을 수 있다. 태양광 발전 단지는 대부분 중국 북부에 위치하고 있다. 태양열은 소비자가 많이 있는 동부 해안에 적합하지만 쉽게 접근 할 수 있거나 충분한 공간 마련이 쉽지 않다.

◇원전 투자에도 각별한 관심

중국의 원자력 발전량은 2019년 18.1% 증가한 348.13TWh로, 이는 2018년 286.15TWh보다 증가한 수치다. 원자력의 총 전기 생산량 비중은 4.22%에서 지난해 4.88%로 증가했다. 국가발전개혁위원회에 따르면 중국은 2035년까지 총 2600GWe의 원자력 발전 능력을 보유하는 것을 목표로 하고 있다. 이러한 계획에 따라 화력 발전소 용량은 2019년 1190.6GWe에서 2035년 1300GWe로 증가할 것으로 예상된다.

원자력 발전 능력은 전년 대비 9.1% 증가한 44.64 GWe에서 48.74GWe로 증가했으며, 2017년과 2018년 사이에 18% 증가한 것으로 나타났다. 총 전기 생산 능력은 2019년 5.8% 증가한 2010.7GWe로 2018년 1899.0GWe에서 2018년에는 1899.0 GWe로 증가했다.

중국에는 12개의 원자로가 추가로 건설 중이며, 총 용량은 12,244MWe다. 다른 42대의 유닛이 계획되어 48,660MWe의 용량을 추가할 예정이며, 더 많은 원자로 건설이 검토되고 있다.

중국 원자력 협회(NEA)가 발표한 산업 보고서에 따르면 중국은 건설 중인 원전은 세계에서 가장 많다. 중국은 2020년 말 현재 17개의 새 원자력 발전소를 건설하고 있으며 추정 용량은 1853만 KW다. 2016년부터 2020년까지 중국의 13차 5개년 계획 기간 동안 총 2,344만 KW의 20개의 새 원자력 발전소를 건설했다.

한편, 중국의 3세대 원자력 기술의 88%가 중국 자체 개발이다.

원자력 기술로 생산한 전기는 2020년에 2019년에 비해 5.02% 증가했다. 2020년 생산된 총 전력의 4.94%가 원전에서 생산되었다. 작년 12월 말까지 중국 본토는 총 48대의 상업용 원자력 발전소를 가동했으며, 총 4988만 KW의 설치 용량을 기록하여 미국과 프랑스에 이어 세계 3위를 차지했다. 또한, 전 세계 원자력 발전 장치의 3분의 1을 차지한다.

중국 국가원자력공사(CNNC)에 따르면 중국 푸젠성 푸칭에서 원자로 상업 가동은 중국이 미국, 프랑스, 러시아에 이어 독립적인 3세대 원자력 기술을 소유한 세계 4대 국가가 되었다는 것을 의미한다.

각 유닛은 연간 약 100억 KW의 생산 능력을 가지고 있으며, 인구 100만 명이 있는 중급 선진국의 연간 수요를 충족한다. 매년 816만 톤의 탄소를 감축하는 312만 톤의 표준 석탄을 절약할 수 있는 것으로 추산된다.

최신 개발 원자로는 잠재사고를 예방하고 억제하기 위해 능동 및 수동 안전조치를 모두 채택해 진도 9.0 지진을 견딜 수 있다고 한다.

중국은 2020년 9월 국영 전력투자공사(SPIC)의 발표에 따라 CAP1400(Guohe One)이라는 3세대 원자력 기술에 대한 연구 개발을 완료했다.

CAP1400 장비의 약 90%는 국내에서 생산되며, 주요 펌프를 포함한 모든 주요 부품과 재료는 국내에서 설계 및 생산되고 있다. CAP1400은 많은 분야에서 해외 기술 독점을 깨고 독립적인 지적 재산권 및 수출권을 소유하고 있다.

CAP1400은 기본적으로 매년 시간당 약 130억 KW를 제공할 수 있다. CAP1400 원자로는 설계 수명을 60년으로 하여 지진과 홍수 등 자연재해에 대한 안전 성능을 2세대 버전 대비 100배 향상시킨 것으로 알려졌다.

단일 CAP1400 유닛의 연간 생산 능력은 2200만 명 이상의 주민의 전기 수요를 충족하고 탄소와 같은 온실 가스 배출량을 연간 900만 톤 이상 줄일 수 있다.

2025년까지 중국 가동 중인 원자력 발전소는 7000만 KW에 이를 것으로 추산되며, 이미 3000만 KW가 건설 중이다.

중국 원자력 협회(CNEA)에 따르면 원전은 중국의 에너지에서 더 중요한 역할을 할 것이며, 점차 화석 연료를 대체할 것이라고 한다. 중국은 2020년부터 2025년까지 연간 6~8개의 원자로를 건설할 예정이다. 이는 중국이 향후 10년 동안 세계 최고의 원자력 에너지 플레이어가 될 수 있음을 의미한다.

중국은 2021년 말까지 50여개의 원자로를 가동할 것으로 예상되고 있다.


박정한 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com