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

Title
환경평가 지원을 위한 지역 환경현황 분석 시스템 구축 및 운영 : 육상풍력발전 및 수상태양광발전 현황 분석
Authors
박종윤
Co-Author
이영준; 전동준; 이명진; 은정
Issue Date
2017-12-31
Publisher
한국환경정책·평가연구원
Series/Report No.
사업보고서 : 2017-04-03
Page
96 p.
URI
http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/22134
Language
한국어
Keywords
환경평가, 육상풍력발전, 수상태양광발전, 개발 잠재량, 신재생에너지, Environmental Assessment, Onshore Wind Power Generation, Floating Photovoltaic Power Generation, Renewable Energy
Abstract
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.


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 분석 시스템을 마련하여 운영하고자 한다. 정부는 탈원전과 더불어 2030년까지 신재생에너지 비율을 20%로 늘린다는 목표하에 에너지정책을 추진하고 있다. 산업통상자원부가 발표한 재생에너지 확대를 위한 ??신재생3020 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 신재생에너지 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 중 개발 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 개발 가능 입지와 잠재 규모를 파악하여 보급 목표를 설정한 후, 우선순위에 따라 사업을 추진하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다.

Table Of Contents

제1장 서 론
1. 연구 배경 및 목적
2. 연구의 주요 내용과 범위

제2장 육상풍력발전사업 현황 및 확대
1. 풍력발전산업 동향 및 전망
2. 환경평가 대상 사업 공간자료
3. 육상풍력발전사업 현황
4. 육상풍력사업 입지 특성 분석
가. 사업 규모
나. 기상학적 입지 특성
다. 지형적 입지 특성
라. 환경보호지역 및 능선축에 대한 영향
5. 보존과 개발의 공존을 위한 육상풍력사업 확대
가. 청청에너지 확대와 육상풍력발전사업 전망
나. 환경보존에 대한 핵심 쟁점
다. 환경평가 가이드라인
라. 환경평가 주요 검토 사항
마. 개발과 보존의 상호 공존
6. 소결

제3장 수상태양광발전사업 현황 분석 및 잠재량 추정
1. 연구 배경 및 목적
가. 육상태양광발전의 환경영향과 수상태양광발전
나. 국내 수상태양광발전시설 운영 현황과 잠재력
다. 연구 필요성 및 목적
2. 연구 방법 및 자료
가. 연구 범위
나. 환경영향평가 대상 사업정보
다. 환경평가 가이드라인 및 협의의견
라. 전국 농업용 저수지 분포 현황 및 제원
마. 환경공간정보
3. 연구 결과
가. 수상태양광발전사업 특성 분석
나. 수상태양광발전 개발 잠재량 평가
4. 소결

제4장 결론 및 제언
1. 결론
2. 정책 제언

참고문헌

Abstract

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