일본의 2030년 태양광 발전 전망: 맑은 날 정오 전력 공급이 주도권을 잡을 수 있을까?

일본 자원종합시스템연구소는 2022년 3월 30일, 2020년 기준 태양광(PV) 시스템의 실제 설치 용량 데이터를 제시하고 "2030년 일본 태양광 시장 설치 전망(2022년판)"을 업데이트한 보고서를 발표했습니다.

추산에 따르면:

• • 2020년 기준 일본의 누적 태양광 발전 설비 용량(직류 출력 기준)은 약 72GW에 달했다.

• • 기존 성장 시나리오(현재 연간 약 8GW DC 성장률 유지): 2030 회계연도까지 설치 용량이 154GW DC(AC 출력 약 121GW에 해당)에 이를 것으로 예상됩니다.

• • (전력망 연결 환경이 크게 개선된다는 가정 하에) 가속화된 구축 시나리오: 설치 용량은 180GW DC(약 140GW AC 출력에 해당)에 도달할 것입니다.

참고로, 일본 경제산업성(METI)이 2021년 10월 22일에 발표한 '제6차 기본 에너지 계획'에서는 2030년까지 태양광 발전 설비 용량을 '117.6GW(교류 출력, AC, 긍정적 목표 수준)'로 설정했습니다. 경제산업성의 '긍정적 목표'는 현재의 정상적인 성장률을 가정했을 때의 예측치와 거의 동일합니다.

주요 변환: 정격 전력과 실제 출력

• • 위에 언급된 태양광 발전 시스템의 직류(DC) 기준 정격 출력 값은 이상적인 조건(예: 특정 온도 및 일조 각도)에서의 명목 값입니다.

• • 실제 순 최대 발전량은 일반적으로 정격값의 약 70% 정도입니다(즉, 0.7의 계수를 곱한 값).

• • 따라서 2030년 맑은 날 정오 최고조 시간에는 다음과 같습니다.

1. 1. 1. 일반적인 성장 시나리오를 가정할 때, 실제 교류 발전량은 약 85GW에 이를 것으로 예상됩니다.
      2. 가속화된 배치 시나리오에서 실제 교류 출력은 약 98GW로 추산됩니다.

최대 수요 매칭 분석

• • 최근 몇 년 동안 일본의 전국 최대 전력 수요(교류 기준)는 약 160GW 수준을 유지해 왔습니다(2011년 3월 동일본 대지진 이전에는 약 180GW에 달했으나, 이후 사회적 에너지 절약 장려, 경제 성장 둔화 및 경제 구조 조정으로 인해 감소했습니다).

• • 2030년 최대 전력 수요가 현재 수준(약 160GW AC)으로 유지된다고 가정할 경우:

가속화된 보급 시나리오에서 맑은 날 정오의 태양광 발전량(98GW AC)은 국가 최대 전력 수요의 약 61%(98GW/160GW)를 충족할 수 있습니다.

이러한 발전 배경 속에서 일본 태양광 산업의 꾸준한 성장은 다양한 응용 시나리오 모색과 불가분의 관계에 있다.

일본의 에너지 전환에 깊이 관여해 온 국제 기업인 솔라퍼스트 그룹은 최근 일본에서 다양한 차별화된 태양광 발전 프로젝트를 성공적으로 전력망에 연결해 왔습니다. 대표적인 예로는 제한된 토지 자원을 최대한 활용하고 발전 효율을 높이기 위해 평지에 대규모 지상 설치형 태양광 발전소를 건설한 사례, 농경지에 태양광 패널을 설치하여 농작물 생산을 보장하는 동시에 새로운 청정에너지 공급원을 확보하는 '농업용 태양광 발전 상호보완'을 실현한 태양광 농업 플랫폼 프로젝트, 그리고 지방 정부와 협력하여 산업 단지와 공공 건물에 적용한 분산형 태양광 지붕 지원 시스템 등이 있습니다. 이 밖에도 솔라퍼스트 그룹은 도시 전력 수요 완화에 효과적으로 기여하고 있습니다.

이러한 프로젝트들은 수십 메가와트의 계통 연계 용량을 직접적으로 제공했을 뿐만 아니라, 기술적 적응을 통해 일본의 복잡한 지리적 및 기후적 조건에 맞는 최적의 발전 모델을 모색해 왔습니다. 예를 들어, 농업 플랫폼 프로젝트는 태양광 패널의 경사각을 조절하여 작물의 광량 요구량과 발전량의 균형을 맞추었고, 지붕 지지 시스템은 태풍 발생 지역에서 풍압 저항력을 높이도록 설계되었습니다.

솔라퍼스트(Solar First)의 사업 운영은 가속화된 태양광 발전 보급 시나리오에서 "개선된 계통 연계 환경"이 핵심 조건임을 입증했습니다. 지속적인 사업 포트폴리오 확장은 일본이 140GW 교류 발전량 목표를 달성하는 데 있어 주요 동력 중 하나가 되고 있습니다.

핵심 결론: 가장 낙관적인 태양광 발전 가속화 시나리오에서도 2030년 일본의 맑은 날 정오에 태양광 발전으로 생산되는 전력은 전국 최대 전력 수요의 약 60%를 충당할 것으로 예상됩니다.