신재생에너지 확대와 미래 환경변화 대응을 위한 중장기 발전방향 : 수상태양광 발전사업 현황과 효율적 추진방향

노태호,신경희,이상윤,지민규,이후승,강유진 한국환경정책평가연구원 2020 기본연구보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 ㅇ 신재생에너지 확대 정책이 시행되고 있으나 사회·환경적 측면에서의 논란이 부상하고, 지역별 수용성에 차이가 유발되는 등 정책의 효율적 추진에 어려움이 나타나고 있는 상황임 ㅇ 지속가능발전의 패러다임으로서 국내외의 태양광사업은 빠르게 성장하고 있지만 입지선정 및 환경적 영향 등에 대한 각계의 입장이 상이하여 이로 인한 갈등의 해결방안 모색이 시급한 상황임 ㅇ 특히 원자력과 미세먼지 및 지구온난화를 초래하는 화석연료 문제의 해결을 위한 태양광·풍력 등의 신재생에너지로의 전환이 시급하나 찬반의 다양한 의견이 상충하고 있음 ㅇ 이에 산지 등 환경이 우수한 지역에 입지할 경우 소위 ‘녹녹(綠綠) 갈등’을 초래할 수 있어 지속가능한 신재생에너지 정책 대안의 모색이 긴요함 ㅇ 이러한 측면에서 지속가능한 이용을 목적으로 추진 가능한 가치를 지닌 신재생발전사업으로서 육상태양광 발전시설의 환경적 문제점을 보완하는 대안으로 수상태양광 발전사업을 조명할 필요성이 높음 ㅇ 그러나 수상태양광 발전시설의 경우 장기간 사용에 따른 환경적 영향 및 안전성 등에 있어 불확실성이 상존하므로, 적정한 규모의 설계와 입지 적정성 확보를 위해서는, 물리적 안전성의 담보 및 장기간 노출이 수환경에 미치는 다양한 영향에 대한 조밀한 검증을 위한 지속적인 모니터링과 분석이 요구됨 ㅇ 따라서 환경성을 우선으로 하는 수상태양광 발전방안 원칙 수립 및 이행이 긴요하며, ‘안전한 환경관리 기반의 수상태양광 발전시설 상용화’를 핵심가치로 하는 한국형 수상태양광 발전모델 개발로 국제 경쟁력을 확보하는 전략이 필요한 시기임 ㅇ 본 연구는 이러한 오류적 인식과 여론을 개선함과 동시에 상수원보호구역 등과 같이 규제성 환경법률로 보호받는 지역은 입지대상에서 제외하고, 법률적 제한을 받지 않는 담수역 활용을 우선적으로 고려하는 등 ‘사전예방주의 원칙’에 입각하여 수상태양광 발전시설의 효율적 추진을 위한 방안을 마련하기 위해 기획됨 ㅇ 이를 위해 시급한 현안을 도출하고, 다양한 이해당사자의 현황에 대한 인식을 재정리함으로써 문제점을 해결할 수 있는 방안을 마련함에 본 연구의 목적을 둠 Ⅱ. 연구내용 ㅇ 한국환경정책·평가연구원(KEI)의 연구진과 시민사회 진영, 산업계, 학·연구계 등 주요 이해당사자에 해당하는 전문가가 함께 현황을 진단함 - 제1장에서는 본 연구의 배경 및 의의를 설명하고 보고서의 구성 내용을 설명하였으며, - 제2장에서는 수상태양광 발전사업 추진의 문제점 및 극복방안을 위한 내용을 중점적으로 기술하였고 - 제3장은 사업추진의 효율화를 위한 제언을 담고 있으며, - 제4장은 본 보고서에서 논의된 주된 사항을 종합적으로 정리하고 이를 심화한 내용을 담고 있음 Ⅲ. 연구결론 ㅇ 산학연 및 시민사회단체 이해당사자들의 의견을 종합하여 볼 때, 현재 우리나라의 수상태양광 발전사업은 이제 초기 도입단계를 넘어 새로운 단계인 발전기로 도약할 시점에 이르고 있으며, 이를 위해 요구되는 최소한의 조건인 ‘이해당사자 간 인식의 공유’가 이루어져 있다는 결론을 도출함 ㅇ 그러나 입지적 특성을 고려한 수상태양광발전시설의 설치여부에 관한 사항은 아직까지 조정이 필요하고 추가적인 논의를 통해 입장을 좁혀야 할 부분이며, 장기적 영향에 대한 우려의 해소방안에 관해서는 완전한 합의를 이루지 못한 것으로 보임 ㅇ 본 연구는 각계에서 개선되어야 할 사항을 제시함으로써 수상태양광발전의 효율적인 추진방안을 위한 필요요건을 확인하였고, 필요요건을 충족하기 위한 개선방안과 현안을 도출한 의의를 지님 ㅇ 즉, “수상태양광 발전사업을 어찌해야 할 것인가?”라는 화두를 극복한 상황에서 이제는 어떻게 수상태양광의 환경적 안전성과 사회적 수용성을 높이는 동시에 경제적 이익이 지역사회로 환류될 수 있는 구조적 기반을 구체적으로 마련해야 할지 고민해야 할 때라는 시사점을 확인하는 계기를 마련함 Ⅳ. 결론 및 정책 제언 ㅇ 무엇보다도 효율적인 수상태양광 발전사업의 추진을 위해 시급히 추진되어야 할 사항은 사업추진 시 쟁점화되었던 문제점들을 개선하는 것임 ㅇ 이를 위해 가장 효율적이고 바람직한 방안은 종합적이고 체계적인 발전계획을 수립하고 이와 관련한 절차 및 추진 제도를 큰 틀에서 개선하는 것임 ㅇ 수상태양광 발전사업의 장기적인 청사진을 재생에너지 기본계획의 틀에서 수립하고, 공청회 등을 통해 이에 대한 산학연 및 지역주민의 의견을 수렴하여 확정하고, 전략환경평가를 실시하여 환경적·사회적 포용성을 극대화하는 것임 ㅇ 즉, 수상태양광 발전사업을 큰 틀에서 사업 타당성 및 입지 적정성을 평가할 수 있도록 전략환경영향평가 대상으로 지정하는 방안을 적극 고려하는 것임 ㅇ 이를 위해서는 수상태양광 발전사업의 마스터플랜, 소위 『수상태양광 발전 기본계획』이 우선 수립되어야 함 ㅇ 전략평가 단계에서는 환경부가 중심이 되어 마스터플랜의 적정성을 평가하고, 현재 100MW 이상으로 되어 있는 평가대상 규모를 조정, 10MW 이상 등으로 강화하여 환경영향평가 효용성을 확보하는 방향으로 개선하는 것이 바람직함 ㅇ 특히 환경관리 운영지침을 포함하는 사후환경영향조사를 강화하여 생애주기를 고려한 운영 중 관리방안을 제도화한다면, 이를 통해 지역주민 이익공유를 위한 종합적 계획 및 친환경성과 지속가능성의 완성도 제고가 가능함 ㅇ 결국 중앙정부의 관련부처와 수면관리자인 양 공사의 더욱 적극적인 사고의 전환과 추진의지가 필요한 단계로 진입하였다고 할 수 있음 ㅇ 도입기를 거쳐 발전기에 체계적이고 종합적인 밑그림이 마련되고 시행되어야 다음 단계인 확장기 및 고도화 단계로 진입이 가능해짐 ㅇ 특히 무엇보다도 공공재로서의 기능이 그 아느 때보다도 커지고 있는 담수역에서의 사업은 더욱 그러함 ㅇ 발전시설이 계획될 때마다 개별적으로 반복되는 찬반논란과 장기간에 걸친 사업별 환경평가는 비효율적인 사업추진 방식임 ㅇ 환경적 안전성을 강화하고 국토 전반에 걸친 지속가능성을 제고하기 위해서는 발전기에 알맞는 종합적이고 체계적인 ‘수상태양광 발전 기본계획(가칭)’을 마련하고 이에 대해 철저한 전략평가를 실시하는 것을 적극적으로 고려하여야 함 Ⅰ. Background and Aims of Research ㅇ Although the new renewable energy expansion policy is in effect, controversy in terms of social and environmental aspects has emerged and differences in regional acceptability have led to difficulties in implementing the policy efficiently. ㅇ As a paradigm for sustainable development, solar energy businesses at domestic and abroad are growing rapidly, but they are in urgent need of finding solutions due to different positions on location selection and environmental impact. ㅇ In particular, it is imperative to seek alternatives to sustainable renewable energy policies as they are urgently needed to convert renewable energy such as solar and wind power to solve the problems of nuclear power and fossil fuels that cause fine dust and global warming, but there are various opinions on whether or not they are in areas with excellent environment, such as mountainous district, and if they are located in areas with excellent environment, they can cause so-called “green conflicts.” ㅇ In this regard, floating photovoltaic power generation is an alternative to environmental problems of land-based photovoltaic power generation facilities, and it is necessary to shed light on the floating photovoltaic power generation project as a new and renewable power generation project worth being promoted for sustainable use. ㅇ However, uncertainties still exist in the environmental impact and safety of long-term use of floating photovoltaic power generation facilities, and continuous monitoring and analysis of appropriate scale design and location adequacy, security of unreasonable safety, and thorough verification of various effects on the water environment from long-term exposure are required. ㅇ Therefore, it is important to establish and implement the principle of floating photovoltaic power generation plan that prioritizes the environment, and it is time to secure international competitiveness by developing a Korean floating photovoltaic power generation model with the core value of “commercialization of floating photovoltaic power generation facilities based on safe environmental management.” Ⅱ. Research Content ㅇ This study was designed to improve such error awareness and public opinion and to prepare measures for the efficient promotion of floating photovoltaic power generation facilities based on the "pre-preventive principle," such as excluding areas protected by regulatory environmental laws, such as water source protection zones, and first considering the use of freshwater areas that are not subject to legal restrictions. ㅇ To this end, the purpose of this study is to draw up urgent issues and to prepare measures to solve problems by re-establishing awareness of the status of various stakeholders. ㅇ In addition, KEI researchers and experts from major stakeholders, including civil society, industry, and academic research, diagnosed the current situation together. - Chapter 1 explained the background and significance of this study and the contents of the report, - Chapter 2 focused on the problems and ways to overcome the problems of the project, - Chapter 3 contains suggestions for the efficiency of project promotion, - Chapter 4 comprehensively summarizes the main matters discussed in this report and deepened them. Ⅲ. Results ㅇ Considering the opinions of stakeholders of industry-academic associations and civil society organizations, it was concluded that the current floating photovoltaic power generation project in Korea is now at a time when it should be converted to a new stage, beyond the initial stage of introduction, and that at least the ‘sharing of awareness among stakeholders’ was required for this. ㅇ However, it seems that no complete agreement has been reached on whether to install the floating photovoltaic power plant and how to resolve the long-term impact, considering its location characteristics, should be narrowed through further discussions. ㅇ This study identifies the necessary requirements for efficient implementation measures by presenting matters to be improved in various fields, and draws out improvement measures and issues to meet the requirements. ㅇ In other words, if the issue of ‘what to do with the floating photovoltaic power generation project’ was overcome, it provided an opportunity to confirm the implications that it is time to prepare a concrete structural foundation for the return of economic benefits to the local community while enhancing environmental safety and social acceptability. Ⅳ. Conclusion and Suggestions ㅇ To this end, a master plan for floating photovoltaic power generation project and the so-called "basic plan for floating photovoltaic power generation" should be established first. ㅇ In the strategic evaluation stage, it is desirable for the Ministry of Environment to focus on evaluating the appropriateness of the master plan, adjust the size of the assessment target, which currently stands at 100MW or higher, and strengthen it to 10MW or higher to ensure the effectiveness of environmental impact assessment. ㅇ In particular, it is possible to strengthen post-environmental impact surveys that include environmental management operation guidelines to institutionalize management measures during operation considering life cycles, thereby enhancing the completion of comprehensive plans for sharing local residents’ interests and eco-friendly and sustainability. ㅇ In the end, it can be said that the central government’s related ministries and the two public corporations, who are sleep managers, have entered a phase in which more active will to change and promote their thinking is needed. ㅇ After the introduction period, a systematic and comprehensive blueprint must be prepared and implemented for the generator to enter the next stage of expansion and sophistication. ㅇ Especially in freshwater area, where the function as public goods is growing more than ever, it is more so. ㅇ Each time a power generation facility is planned, the pros and cons repeated individually and the long-term environmental evaluation of each project are inefficient ways of promoting the project. ㅇ In order to enhance environmental safety and enhance sustainability throughout the country, a comprehensive and systematic basic plan (tentative name) for water solar power generation suitable for generators should be prepared and a thorough strategic evaluation should be actively considered.

수상태양광 발전시설 현황 및 주요 환경 쟁점 고찰

안채민(Chae Min Ahn),주진철(Jin Chul Joo),김진호(Jin Ho Kim),최선화(Sun Hwa Choi),장진선(Jin Seon Jang),고현우(Hyeon Woo Go) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.4

목적 : 수상태양광 발전시설의 유형과 특징, 국내외 설치사례를 조사・분석하여, 수상태양광 발전시설의 발전용량과 수면 점유율을 비교하고, 수질 및 수생태계에 미치는 영향에 관련된 주요 환경 쟁점에 대해 고찰하였다. 방법 : 국내외 수상태양광 발전시설에 대한 기존 문헌 및 수상태양광 설치 회사에서 제공하는 정보와 데이터를 추출하여 통계적으로 분석하였다. 결과 및 토의 : 수상태양광 발전시설은 일반적으로 폰튠형, 프레임형, 태양 추적형의 3가지 유형으로 구분되어 국가별・지역별로 다양하게 설치되고 있다. 2018년 하반기 기준 전 세계적으로 수상태양광 발전용량은 1.3 GWp로 중국, 일본, 한국, 대만, 영국 순서로 수상태양광 발전시설이 많이 설치되고 있으며, 한국을 제외한 다른 국가들에서는 폰튠형이 한국의 경우 프레임형이 주로 설치되었다. 수원의 활용구분에 따라 식수용 수자원은 낮은 발전용량과 수면점유율로 설치된 반면, 농업용 수자원은 다양한 발전용량과 수면 점유율로 설치되었다. 이외에도 산업용, 빗물저장, 기타 수자원에는 비교적 높은 발전용량과 수면 점유율로 설치되어 있음을 확인하였다. 수상태양광 발전시설설치에 따른 주요 환경 쟁점인 기자재 유해물질 용출, 정체구역 발생에 따른 수질변화, 수면 점유율에 따른 수질변화 및 수생생물 군집변화, 수온・조도 변화, 전자파로 인한 수생태계 교란 가능성에 관련된 기존 문헌 고찰결과, 수상태양광 발전시설이 미치는 영향은 미미하며, 녹조저감과 수생태계 복원의 긍정적인 효과를 확인할 수 있었다. 결론 : 수상태양광 발전시설의 설치가 수환경(수질・수생태계)에 미치는 영향은 미미한 것으로 확인되었으나, 극한 조건을 반영한 추가 실험, 수상태양광 수면 점유율, 배열 및 유형별 장기간 지속적인 수질・수생태계 모니터링이 필요한 것으로 판단된다. Objectives : After investigation of types, characteristics, and domestic and overseas installation cases of floating photovoltaic power plants (FPVs), both power generation capacity and coverage ratio of the FPVs were analyzed, and the major environmental issues impacting on water quality and aquatic ecosystem were reviewed. Methods : Both information and data of the FPVs extracted from existing literature and provided by the FPVs installation companies were statistically analyzed. Results and Discussion : FPVs divided into three types such as pontoon type, frame type, and solar tracking type are installed in various ways by country and region. As of the second half of 2018, the global power generation capacity of FPVs is 1.3 GWp, and FPVs have been intensively installed in China, Japan, Korea, Taiwan, and UK. While the pontoon type has been mainly installed in other countries except Korea, the frame type was mainly installed in Korea. Among various water resources, FPVs installed in agricultural water resources have various power generation capacity and coverage ratio whereas FPVs installed in industrial, rainwater storage, and other water resources have relatively high power generation capacity and coverage ratio. Compared to FPVs installed in other water resources, FPVs installed in drinking water resources have relatively low power generation capacity and coverage ratio. After reviewing the major environmental issues related to FPVs (i.e., leaching of hazardous substances, deterioration of water quality and aquatic ecosystem, changes in water temperature and illumination, and disturbance of aquatic ecosystem), the impacts of the FPVs on water environment are found to be insignificant, and the positive effects (i.e., mitigation of green tide and restoration of the aquatic ecosystem) are confirmed. Conclusions : Although the impacts of the FPVs on water environment (water quality and aquatic ecosystem) are found to be insignificant, additional experiments reflecting extreme conditions and long-term continuous monitoring of water quality and aquatic ecosystem in terms of coverage ratio, array and type of FPVs are required.

환경평가 지원을 위한 지역 환경현황 분석 시스템 구축 및 운영 - 육상풍력발전 및 수상태양광발전 현황 분석 -

박종윤 ( Jong-yoon Park ),이영준,전동준,이명진,은정 한국환경정책평가연구원 2017 사업보고서 Vol.2017 No.-

본 연구사업은 개발사업 전후의 환경변화 등 개발 예정지에 대한 시·공간적 환경변화 및 환경수용능력 분석을 토대로 보다 객관적이고 과학적인 환경평가를 수행하고, 이를 통해 지속가능한 국토개발을 유도하고 사회적 갈등을 예방하는 것을 목적으로 한다. 주변 환경요소(자연환경 및 생활환경)의 시·공간적 변화에 따른 영향, 지역별 환경용량 등의 차이에 따른 고려사항 등을 반영한 과학적이고 종합적인 평가를 수행하기 위하여 환경평가에서 다루는 주요 매체별로 다양하게 개발되어온 정량적인 분석기법을 활용하여 지난 30여 년간 축적된 환경평가 자료를 바탕으로 개발계획(사업)의 타당성을 검토할 수 있는 상시 분석시스템을 마련하여 운영하고자 한다. 정부는 탈원전과 더불어 2030년까지 신재생에너지 비율을 20%로 늘린다는 목표하에 에너지정책을 추진하고 있다. 산업통상자원부가 발표한 재생에너지 확대를 위한 『신재생 3020 이행계획』에 따르면 이를 위하여 목표 연도인 2030년까지 53GW 규모의 신규 발전설비 보급이 전제되어야 한다. 이에 3권에서는 신재생에너지 중 육상풍력발전 및 수상태양광발전사업에 대하여 지금까지 협의된 환경평가 현황 분석을 토대로 신재생에너지 자원분포지역과 자연보존지역이 겹침으로 인해 발생할 수 있는 문제점을 최소화하고 자연보존과 청정에너지의 확대가 상호 공존할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 첫째, 2002년∼2017년 5월까지 환경영향평가정보지원시스템(EIASS)에 등록된 육상풍력발전사업 총 70건의 자료를 토대로 육상풍력발전사업의 규모, 입지 현황 등을 분석하였다. 환경평가 유형별로 살펴보면 사전환경성검토 19건(2012년 7월 이전), 전략환경영향평가 4건, 소규모환경영향평가 43건, 환경영향평가 4건으로 총 설비용량을 기준으로 대부분의 사업이 환경영향평가 대상인 10만kW(100MW) 이하에 해당하여 주로 소규모환경영향평가가 이루어지고 있다. 환경평가서상 확인이 가능한 69개 사업의 전체 설비용량은 1,875MW이며 총 818기의 풍력기가 설치된 것으로 확인된다. 이는 유효설비용량을 20%로 가정할 때 1,000MW 규모의 전기를 생산할 수 있는 원자로 1기의 약 40% 정도의 발전량을 담당할 수 있는 용량이다. 현재 계획 중인 해상풍력과 함께 원자로 1기의 발전량을 대체하기 위해서는 지금보다 1.5배 정도의 풍력 설비 증대가 필요할 것으로 예상된다. 지역별 현황을 살펴보면 36%에 해당하는 25건의 사업이 산지가 많은 강원도에서 시행될 계획이며, 그 다음으로 경상북도에 16건, 전라남도에 15건이 계획되어 있다. 70개 중 54개 (77%) 사업이 산지에 입지하고 있으며 나머지는 해안가나 농지에 입지하고 있는 것으로 파악된다. 이는 육성풍력의 경우 지표면 50m 높이에서 풍속 3등급 이상(평균풍속 6.4m/s)의 확보가 필요한 자연조건을 감안할 때 우리나라의 지형 특성상 풍력 잠재량이 상대적으로 높은 산지에 집중되어 사업이 입지할 수밖에 없는 실정을 보여주고 있다. 산지에 입지하는 사업 중 40건은 능선축을 따라 풍력기가 설치되는 등 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 300m 이내에 입지하는 것으로 나타난다. 육상풍력발전의 입지 특성상 산 정상부 및 능선부에 입지하는 경향이 높으나, 이러한 풍력발전 개발가능지역의 상당 부분이 환경적 측면에서 우선적으로 보호되어야 하는 생태자연도 1등급 지역 또는 별도관리지역에 해당하고 있다. 특히 생태자연도 1∼2등급 및 백두대간, 주요 정맥에 인접해서 계획되고 있는 것으로 나타나고 있으나 풍력기 설치에 따른 시·공간적 환경영향을 체계적으로 파악하는 것은 아직 미진한 단계이다. 환경부에서는 2014년 10월부터 육상풍력 보급과 환경보전을 조화시킬 수 있는 ‘육상풍력 개발사업 환경성평가 지침’을 마련하여 시행 중이며, 육상풍력발전 시설이 고산지에 입지할 수밖에 없는 입지적 특성을 고려하여 능선부에 대해서는 별도의 입지 제한을 두고 있지 않다. 2012년 신재생에너지 의무할당제(RPS: Renewable Energy Portfolio Standard) 도입에 따라 풍력발전 시장이 확대된 바 있으며, 2014년 환경부의 풍력발전시설 입지 규제완화 정책에 따라 급격하게 증가 추세를 나타내고 있다. 이러한 추세로 보면 신정부 이후 신재생 에너지 확대 정책에 따라 풍력발전 시장의 성장률이 급격하게 증가될 가능성이 높다. 향후 정부의 신재생에너지 확대 정책과 연계하여 산 능선부를 따라 집중되는 육상풍력 사업의 입지 타당성에 대해 환경가치, 경제성, 사회적 수용성 등을 종합적으로 고려하여 체계적으로 검토할 필요가 있으며, 환경보존과 신재생에너지 확대가 상호 공존할 수 있는 다양한 해법 마련이 필요하다. 생태자연도 1등급지와 별도관리지역 등 주요 보존지역을 제외한 지속가능 측면에서의 풍력발전의 개발 잠재량은 50~60GW 정도로 예측하고 있으나, 사회·경제적 수용성을 고려할 경우 실제 개발할 수 있는 잠재량은 훨씬 줄어들 수 있다. 계획입지제도와 같이 개발가능지역을 대상으로 입지의 우선순위를 정하여 사업을 추진하는 육상풍력발전사업의 확대 전략이 필요하다. 입지가 어느 정도 정해지면 환경에 미치는 영향 정도를 모니터링하여 개발 규모를 단계적으로 늘리는 방안을 비롯하여 선택과 집중을 통한 발전시설의 확대를 유도하여야 한다. 신규 사업의 경우 관련 부처의 입지 및 계획 지침을 준수하는 동시에 이미 운영 중인 발전단지에 대해서는 모니터링을 통해 환경영향을 면밀히 점검하는 것이 필요하다. 일단 소규모환경영향평가 수준에서 먼저 개발하고, 철저한 모니터링을 통해 환경에 미치는 영향이 없거나 매우 적을 경우 인접하여 점차 규모를 늘려나가면 기존에 개발한 진입도로와 관리도로를 활용해서 추가 개발이 가능할 것으로 예상된다. 현재 풍력발전사업을 추진함에 있어 지역주민과의 갈등으로 인해 사업 추진이 어려운 경우가 발생하고 있으므로, 개발이익의 일부를 지역주민들에게 일정 지분 지급하는 형태로 사업을 추진하는 것도 소통과 상생의 방안 중 하나가 될 수 있다. 둘째, 2017년 9월까지 EIASS에 등록된 농업용 저수지를 활용한 수상태양광발전사업 총 16건의 자료를 토대로 수상태양광 입지 및 규모 적정성과 관련한 기술적, 환경적, 사회적 고려사항을 도출하여, 한국농어촌공사 관리 전국 3,397개 농업용 저수지를 대상으로 수상태양광발전 개발 잠재량을 추정하였다. 수상태양광발전이 신재생에너지 확대·보급 정책에 부합하고 개발 당위성이 인정된다 하더라도 자원 부존량이 풍부해야 하며 이를 기술적, 환경적, 사회·경제적 측면에서 이용 또는 수용할 수 있는지 그 개발 가능성을 가늠하는 것이 중요하다. 이를 위해 이러한 가용량을 기술적, 환경적, 사회적 잠재량으로 구분하여 산정하였는데, 각 단계별 잠재량 산정을 위한 판단기준과 제약사항은 환경평가 정보를 분석하여 도출된 것이다. 자원 잠재량은 전국 3,397개 저수지 전체 만수면적의 10%에 해당하는 면적 4,263ha를 단위면적 1.3ha/MW으로 나누어 계산된 결과이다. 국내 총 3,280MW의 자원 잠재량 중개발 가능한 자원, 즉 가용자원을 기술적 잠재량으로 보고 1MW 이상 발전시설 설치가 가능한 수면적(13ha 이상)을 갖는 저수지 중 여유수심 3m 이상 유지가 가능하고, 상수원보호구역에 해당하지 않는 저수지를 추출하였다. 그 결과 620개 저수지에서 총 2,438MW의 기술적 잠재량이 산정되었는데 개별 저수지 수면적의 크기가 기술적 잠재량 산정 결과에 영향을 미치는 주요 요인임을 알 수 있었다. 이는 자원 잠재량의 74.3%가 개발 가능 잠재량임을 보여주는 것으로 수상태양광의 발전효율을 30%로 가정했을 때, 실제 발전량은 약 731MW 정도가 될 것으로 추정할 수 있다. 한편 기술적 잠재량의 개발을 위해 소요되는 저수지 수면적은 총 3,169ha로, 여의도 면적의 약 11배에 달하는 산림 보존 효과를 기대할 수 있다. 환경적 잠재량은 만수면적의 5% 개발 시 1MW 이상 발전시설 설치가 가능한 수면적 (26hq 이상)을 갖는 저수지 중 한발 빈도가 5년 이상이고 환경보호구역, 생태자연도 1등급지에 입지하지 않는 저수지를 추출하여 산정되었다. 그 결과 기술적 잠재량을 갖는 620개 저수지 중 262개 저수지에서 총 910MW의 환경적 잠재량을 갖는 것으로 나타났다. 사회적 잠재량은 농촌 어메니티로서의 가치가 높다고 판단되는 한국농어촌공사 선정 테마별, 지역별 저수지와 낚시금지구역으로 지정된 저수지를 제외한 것으로, 199개 저수지에서 총 593MW의 잠재량이 산정되었다. 이러한 사회적 잠재량 산정은 수상태양광 이해당사자 간의 풀기 어려운 문제들을 가용한 자료를 활용하여 고려해보고자 하는 접근방식이기는 하나, 이를 바라보는 관점이 다르기 때문에 사회적 잠재량의 편차는 상대적으로 클 수 있다. 수상태양광발전은 대규모 육상태양광발전의 환경훼손 문제점을 해결하는 동시에 댐, 저수지 등의 유휴수면을 자원으로 활용할 수 있다. 특히 RPS 제도에 따라 신규 태양광시장 확대에 요구되는 대지를 대체할 수 있다는 점에서 육상태양광의 대안으로 주목받고 있다. 더욱이 2017년 현재 농업용 저수지를 활용한 수상태양광은 기술적 잠재량 대비 보급 비율이 1.4%에 불과하여 향후 성장 가능성 또한 높다고 할 수 있다. 하지만 수상태양광발전사업이 신규 사업이라는 특성상 환경영향에 대한 불확실성이 여전히 존재하고, 주민 의견수렴이 의무가 아닌 소규모환경영향평가를 통해 개별사업별로 협의되고 있기 때문에 환경성과 안전성이 검증된다 하더라도 단기간에 이해당사자 간의 사회적 합의를 이끌어내는 것은 쉽지 않아 보인다. 따라서 수상태양광발전의 확대 전략은 전술한 문제점을 중장기적인 측면에서 제도적으로 개선할 수 있는 방안을 모색함과 동시에 개발가능 입지와 잠재 규모를 파악하여 보급 목표를 설정한 후, 우선순위에 따라 사업을 추진하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다. The purpose of this study is to provide valuable information and data by analyzing the environmental status and capacity of a target area including neighboring region for the development project (or plan) based on spatial and temporal environmental changes, so that more objective and scientific environmental assessment can be conducted. It is necessary to establish a comprehensive analysis system to examine the feasibility of the development project (or plan) based on the quantitative analysis techniques and the environmental assessment data accumulated over the past 30 years. The government is pursuing an energy policy to increase the ratio of renewable energy to 20% by 2030. According to the government’s announcement of the ‘New Renewable 3020 Implementation Plan’ to expand renewable energy, it is necessary to supply 53GW of new power generation facilities by 2030, the target year. In the third volume, based on the analysis of the environment assessment that has been conducted so far on the onshore wind power generation and floating photovoltaic power generation, this study seeks to find ways for energy expansion to minimize the problems that can occur due to conflict of excellent renewable energy resource distribution area with nature conservation area. First, we analyzed the size and location of the onshore wind power project based on 70 EIA data conducted from 2002 to 2017. Up to now, it has been confirmed that a total of 818 wind turbines are installed with a total capacity of 1,875㎿. Assuming 20% of the effective facility capacity, it is capable of generating about 40% of the capacity of 1,000㎿ nuclear power station. 54 out of 70 (77%) projects are located in mountainous areas. Considering the natural conditions requiring the wind speed more than average wind speed 6.4㎧, the potential for wind power is concentrated in the mountains where the potential of wind power is high. However, a considerable part of such potential areas for onshore wind power generation is overlapped with a first grade nature protected area adjacent to major mountain ridges as well. It will be necessary for the government to carefully check out the validity of the onshore wind power project in a systematic manner considering the environmental value, economic efficiency and social acceptability. There can be various solutions that can coexist with expansion of renewable energy. It will be the first step to monitor the impact on the environment to induce a possible stepwise increase of the preexisting power generation facility continuously. Second, technical, environmental, and social considerations related to location and size were derived based on 16 data for floating photovoltaic power generation projects registered in EIASS by September 2017. We also estimated the development potential of floating photovoltaic power generation for 3,397 agricultural reservoirs nationwide. Even if floating photovoltaic power generation satisfies the policy of expanding and distributing renewable energy and recognition of development merit, it should be possible to utilize or accept it in terms of technical, environmental and socio-economic aspects. Of the total 3,280㎿ of potential resources nationwide, the technical potential of available resources was estimated to be 2,438㎿ at 620 reservoirs. Assuming that the floating photovoltaic power generation efficiency is 30%, the actual generation amount can be estimated to be about 731㎿. Next, the environmental potential was calculated by extracting reservoirs that drought recurrence interval is complicated by a 5-year period and are not located in the first grade of environmental protection area. As a result, 262 reservoirs out of 620 reservoirs with a technical potential have a total environmental potential of 910㎿. Finally, the social potential is excluded from reservoirs that are considered to be of high value as rural amenity. Therefore, a total of 593㎿ potential was calculated from 199 reservoirs. This social potentiality estimation is an approach to consider difficult problems among the water-stakeholder using available data, but the deviation of the social potential can be relatively large because of different viewpoints. Floating photovoltaic power generation can solve the problem of environmental degradation of large-scale land-based photovoltaic power generation, and at the same time, it can utilize preexisting dams and reservoirs as resources. In addition, the growth potential of water using the agricultural reservoir as of 2017 is only 1.4% compared to the technical potential. However, due to the fact that the floating photovoltaic power generation project is relatively in the beginning stage, there may be many uncertainties and risks in terms of environmental and social impacts. it is therefore not easy to draw social consensus among stakeholders in a short period of time even if environmental and safety are verified. Therefore, the expansion strategy of floating photovoltaic power generation should seek ways to institutionally improve the above-mentioned problems in the mid- to long-term. At the same time, it is also possible to identify the development potential in location and size, set the distribution target, and then pursue the project according to the priority.

합천댐 고정식 및 추적식 수상태양광 발전시스템의 발전 잠재량 평가 및 검증

최교익,서장원,최요순,장용해 한국자원공학회 2022 한국자원공학회지 Vol.59 No.3

본 연구에서는 합천댐 제2 고정식 수상태양광 발전시스템의 발전 잠재량을 예측하고, 이를 실측값과 비교검증하였다. 또한, 고정식과 추적식 수상태양광 발전시스템의 실측 발전량을 비교분석하였다. 이를 위해 System Advisor Model 소프트웨어를 이용하였고, 연구지역의 기상특성과 시스템설계 사양을 반영하였다. 그 결과, 고정식 태양광발전시스템의 월별 발전(잠재)량의 경우 예측값보다 실측값이 대체로 높게 나타났다. 월별 발전량의 실측값과 예측값의 차이로부터 계산되는 오차분석 결과, 월평균절대오차비율은 약 14%로 산정되었다. 육상에 비해 수상에서의 발전량이 약5~10% 높다는 문헌 결과들을 본 연구에 적용할 경우, 월평균절대오차비율은 약 8%, 연간 발전량예측오차율은 약 2% 수준인 것으로 분석되었다. 또한, 합천댐의 고정식과 추적식 수상태양광 발전시스템의 실측 발전량을 비교분석한 결과, 추적식이 고정식에 비해 다소 높은 월별 발전량을 보였다. 향후 수상태양광 발전시스템용 발전량 예측 알고리즘이 개발되어 예측 정확도가 높아진다면재생에너지 발전량 예측 제도 등에도 활용이 가능할 것으로 기대한다.

2 MW급 수상태양광 발전 설비의 전체 모듈 해석을 통한 구조 안전성 평가

이창열(Lee Chang-Ryeol),이권희(Lee Gwon-Hee),심정연(Shim Jeong-Yeon),최대한(Choi Dae-Han),이정호(Lee Jeong-Ho) 한국태양에너지학회 2021 한국태양에너지학회 논문집 Vol.41 No.6

Unlike land-based photovoltaic power generation systems, floating photovoltaic power generation systems are installed in a reservoir or marine environment and use a floating body and mooring device. Therefore, it is difficult to evaluate structural safety. To evaluate the structural safety of a floating solar power plant, it is necessary to calculate the wind load and wave load in consideration of the floating body, mooring device, and joint. In this study, analysis was performed on the entire model of a 2 MW class floating photovoltaic power plant. To calculate the applied load, a two-dimensional (2D) flow analysis was performed to calculate the wind load acting on the solar panel. Then, wave analysis, including currents, was performed to calculate the wave load acting on the floating body. Through the analysis, the tension and displacement acting on the mooring device generated by the current, wind load, and wave load were confirmed. Finally, structural analysis was performed on the unit where the wind load, current, wave load, and mooring force acted the most. Thus, the structural safety of the floating photovoltaic power generation facility was evaluated.

경기도 수상태양광 활성화 방안 연구

강철구,전소영 경기연구원 2016 정책연구 Vol.- No.-

GIS를 활용한 수상 태양광 발전소 입지 분석

이기림(Lee, Ki Rim),이원희(Lee, Won Hee) 대한공간정보학회 2016 대한공간정보학회지 Vol.24 No.1

전 세계 화석 에너지의 사용량은 지속적으로 증가하고 있다. 기존의 화석 에너지 사용 국가뿐만 아니라 개발도상국의 화석 에너지 사용량 또한 증대되면서 유한한 화석 에너지의 고갈에 대한 불안감은 커지고 있다. 또한 화석에너지로 인한 환경오염, 경제적·사회적 문제는 해결해야 할 과제로 남아있다. 태양광은 환경을 해치지 않는 청정에너지이지만, 태양광 발전소를 설치하는 과정에서 여러 문제가 발생한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 수상 태양광 발전소가 대안으로 떠오르고 있다. 하지만 아직까지 수상 태양광 발전소에 대한 입지 분석이 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 수상 태양광 발전소의 입지 조건을 지형 및 기후 인자를 이용한 계층분석법을 통해 결과를 분석하였다. 그리고 적합분류표에 따라 각각 인자들의 속성정보에 점수를 부여하고, 여기에 가중치를 곱한 뒤 점수를 시각화하여 분석하였다. 그 결과 경상북도 북부지역의 점수 분포가 남부지역보다 높게 나왔다. 특히 안동시의 안동호와 영양군의 저수지가 최적입지로 추출되었다. 낮은 점수가 나온 곳은 강, 하천의 중심부가 아닌 하천의 경계면이었다. 본 연구를 통해 더욱 정확한 수상 태양광 발전소 입지 분석이 될 것이라고 기대한다. Global consumption of fossil fuels continues to increase. As developing countries use fossil fuel as much as the existing fossil fuel using countries, the total amount of fossil fuel consumed has risen. The finite fossil energy depletion insecurity have become serious. In addition, fossil energy is caused by environmental pollution, economic and social problems remain in assignments that need to be addressed. Although solar power is clean and has many benefits, there are several problems in the process of installing a solar power plant. To solve these problems, floating photovoltaic plants has emerged as an alternative. This floating photovoltaic plants location analysis has not been made yet. In this study, the conditions of the floating photovoltaic plants location is analyzed with the Analytic Hierarchy Process using the terrain and climate factors. The score is assigned to the attribute information of each factor by the classification table. After multiplied by the weight the result is analyzed by visualization of the score. As the result, the score of the northen part of Gyeongsangbuk-do province is higher than the southern part of Gyeongsangbuk-do province. Especially Andongho lake in Andong City and the reservoir in Yeongyang-Gun are extracted as the optimal location. The score of the river boundary is low not the center of the river stream. It is expected that this study would be a more accurate floating solar power plant location analysis.

추적식 태양광 발전시스템의 실증분석

양연원(Yang Yoen-Won),권경진(Kwon Gyeong Jin),이길송(Lee Kil-Song) 한국태양에너지학회 2016 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.3

합천댐 고정식 및 추적식 수상태양광 발전시스템의 발전 잠재량 평가 및 비교 분석

최교익(Kyoik Choi),서장원(Jangwon Suh),최요순(Yosoon Choi),장용해(Yonghae Jang) 한국태양에너지학회 2022 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.4

탄소의 사회적 비용에 따른 수상 태양광 사업의 경제성 변화

임재준(Jaejune Lim),김진수(Jinsoo Kim) 한국신재생에너지학회 2024 신재생에너지 Vol.20 No.1

Renewable energy sources play a key role in achieving carbon neutrality and zero net emissions in the power generation sector. Various efforts have been made to support the deployment of renewable energy, particularly solar photovoltaic and wind power, including policies to internalize the external cost of carbon emissions. In this study, we conducted a financial analysis of a 800 MW floating photovoltaic system and compared it with ground solar power generation. Additionally, we conducted a cost-benefit analysis that included the social cost of carbon. The findings showed that the floating photovoltaic project can meet the profitability target through an appropriately designed internalization of the social cost of carbon.