환경평가 지원을 위한 지역 환경현황 분석 시스템 구축 및 운영 : 육상태양광발전사업 현황과 환경적 고찰

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 the neighboring region for the development project (or plan) based on spatial and temporal environmental changes, so that more objective and scientific environmental assessments 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 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 48.7 GW of new power generation facilities by 2030, the target year. Solar photovoltaic (PV) has played an important role in the development of the renewable energy industry as a sustainable model, which meets the needs of the times in South Korea. However, various environmental and social problems have been met due to many PV power plants installed in mountain forest areas. Some measures against installing forest areas for PV power plants have been introduced at a governmental level to avoid a conflict of greens: renewable energy development versus forest conservation. The overall goal of this study was to discuss environmental issues and policy direction for the PV power plant project. The specific objectives were to: (1) invest in the spatial and temporal status of the PV projects proceeded through environmental impact assessment (EIA), (2) analyze the characteristics of the projects conducted from 2004-2018, such as regional distribution, size of land area, area of each land-use type before developing, area of forest degradation calculated by degree of vegetation conservation, and installed capacity, (3) analyze the specifications of forest degradation, (4) compare the land-use efficiency of PV power plants between mountainous forest and non-forest areas, and (5) evaluate the value of forest ecosystem services. With regard to status analysis of the PV project, a total of 4,450 EIA reports registered in the Environmental Impact Assessment Support System (EIASS) from January 2004 to August 2018 were prepared to get information about the size and location for each project. More details about land-use, installed capacity, and vegetation cover were extracted from only 2,903 reports registrated by January 2018. Results showed that a total area of 104km2 has been developed by the 4,450 projects, with an average area of 2.3ha per project. It has been confirmed that an area of 62km2 (n=2,923, 60%) has been developed from January 2017-August 2018. The spatial distribution of the 4,450 projects showed that many of these projects (n=2,439, 55%) were located in the southwestern region of South Korea where sunlight is relatively rich. A total capacity of 4.3 GW by January 2018 was installed with an area of 71.3km2 (n=2,903). The average land area of 15,623m2 was used when installing a capacity of 1 MW. At the same time, forests defined by good vegetation cover condition were developed with a total area of 26.6km2 (n=1,599, 38%). A great number of trees, approximately two million, were felled to provide space for the PV system. In the case of these PV projects installed in forests, land-use efficiency (LUE; kW/ha) was lower when compared to non-forest. Installations in forests and non-forests were 966 MW (n=1,549) and 811 MW (n=1,263) in capacity and average 623.0kW/ha and 642.4kW/ha in LUE, respectively. In particular, the installations below 1 MW in capacity have the lowest LUE at 571.8kW/ha (n=665) of forest and 608.9kW/ha (n=759) of non-forest, respectively. The biggest difference of LUE between forest (n=622, 610.5kW/ha) and non-forest (n=365, 663.2kW/ha) was 52.7kW/ha in the case of installations between 100-200 MW in capacity. Results showed that a great number of PV projects have been conducted and are increasing rapidly in recent years. In order to minimize the environmental and social problems that can occur due to a conflict of renewable energy distribution area with nature conservation areas, the government needs to find ways for solar energy expansion by taking into consideration forest conservation.

국내 태양광발전사업은 정부의 정책 지원으로 최근 5년간 고성장세를 보이면서 신재생에너지의 확장이라는 시대적 요구에 부응하는 지속가능한 발전의 한 모델로 자리 잡고 있다. 하지만 면적집약적인 사업 특성상 토지 비용이 상대적으로 저렴한 임야에 주로 입지하여 산림생태계 및 지형·경관 훼손 등의 환경문제를 야기하고 있다. 정부는 최근 환경훼손을 이유로 임야 태양광 가중치를 하향 조정하고 환경성 평가 협의 지침을 제정하는 등 육상태양광발전사업으로 인한 환경적 영향은 물론 사회적 갈등 최소화를 위한 대책을 마련하였다. 이는 정부가 산지를 활용한 태양광발전 난립을 규제하겠다는 의지를 보인 것으로 해석된다. 이에 본 연구는 정부의 에너지정책 변화에 따른 신재생에너지 보급·확대와 관련하여 육상태양광발전사업의 환경평가 추진 현황 및 입지, 규모 등의 사업 특성을 정량적으로 분석하고, 이를 통해 환경적 문제를 예방하고 그 피해를 최소화하는 동시에 태양광발전 보급목표를 상호 충족할 수 있는 정책 방향과 환경문제를 고찰하는 것을 목적으로 한다. 2018년 8월 현재 4,450건의 육상태양광발전사업의 총 누적 협의(개발)면적은 104km2이며, 육상태양광발전사업이 급증한 2017부터 2018년 8월까지의 개발면적은 62km2로 총 면적의 60%를 차지한다. 지역별로는 전체 사업의 55%가 집중된 전남과 전북 지역의 총 개발면적이 전체의 51.1%(53km2)인 것으로 파악되었다. 이들 환경평가를 통해 추진된 육상태양광발전사업의 사업당 평균 개발면적은 2.3ha/건이며, 전체 사업의 76%에 해당하는 3,390건의 사업이 1~3ha의 개발면적으로 환경평가 협의를 받은 것으로 나타났다. 연도별 평균 개발면적은 2008년 4.7ha/건에서 점차 감소하여 2018년 현재 2.1ha/건으로, 사업건수가 증가하는 반면 개발규모는 작아지는 추세이다. 지역별 평균 개발면적은 전체 평균 2.3ha/건과 비교하여 강원, 경북, 충남 지역의 사업당 평균 개발면적이 상대적으로 높게 나타났다. 특히 내륙 산지의 비중이 높은 지형적 특성을 가진 강원지역의 평균 개발면적은 2.8ha/건으로 가장 높게 나타났으며, 전북지역은 해안과 내륙 평야부에 위치한 농경지 등에 다수의 사업이 분포하면서 평균 개발면적이 1.8ha/건으로 상대적으로 낮음을 알 수 있다. 2018년 1월 기준 육상태양광발전사업(2,903건)의 개발면적 71.3km2에 대한 누적 설비용량은 4,266MW이며, 이 중 절반에 가까운 48%가 전남과 충남 지역에 분포한다. 이는 2014년 1,000MW 이상을 기록한 이후 3년 만에 4배 이상의 누적 설비용량을 기록한 것으로, 특히 2017년 기준 국내 태양광 누적용량 5.7GW의 약 75%에 해당하는 규모가 환경평가를 통해 추진된 것임을 알 수 있다. 설비용량 규모별 사업 분포를 보면, 1MW 미만의 사업이 전체의 50%(1,440건)를 차지한다. 개발면적과 설비용량 간의 선형회귀식을 도출하여 1MW 설비 설치에 소요되는 면적을 추정한 결과, 환경평가를 통해 추진된 사업의 평균 소요면적, 즉 태양광 1MW 발전설비 설치에 소요되는 대지면적은 1만 5,617m2로 미국재생에너지연구소(1만m2)와 한국태양광협회(1만 3,200m2)에서 제시한 것보다 높은 수치를 나타내고 있다. 이는 환경평가 시 개발면적은 태양광 패널 설치면적은 물론 진입도로, 사면녹지 등을 포함하고 있어 산지 내부로의 침투에 따른 진입도로 개설, 경사지 부지 조성에 따른 사면 발생 등이 원인이 된 것으로 판단된다. 한편 설비용량의 규모는 2009년부터 증가 추세를 보이다가 2013년 이후 둔화된 것으로 나타났다. 이는 기술적(발전효율 증가)·경제적(단가 하락) 요인 등에 따라 소요면적(ha/MW)이 감소 추세를 보이는 것으로 판단되며, 향후 기술개발로 인한 효율 개선에 따라 소요면적이 더욱 감소할 것으로 기대할 수 있다. 총 개발면적 71.1km2(2,896건)에 대한 지목별 면적 비율은 임야가 60.9%(43.3km2)로 가장 큰 비중을 차지하며, 농지(전·답·과·목) 20.0%(14.2km2), 기타 11.8%(8.4km2), 염전 7.2%(5.1km2) 순으로 분포하는 것으로 나타났다. 지역별로는 경북과 전남 지역의 임야면적이 전체에서 차지하는 비중이 높게 나타났으며, 충남, 강원, 전북, 경남 순으로 분포한다. 지역별 개발면적에서 임야가 차지하는 비중은 경북(86%)과 충북(82%) 지역에서 상대적으로 높게 나타났으며, 전남(48%)과 전북(53%)이 비교적 낮은 것으로 파악되었다. 한편 2012년 RPS 도입과 동시에 임야를 포함하는 전, 답, 과수원, 목장용지 5개 지목의 REC를 0.7로 설정함에 따라 전체 개발면적에서 차지하는 임야의 비율은 29.2%로 도입 전 임야비율 65.9%와 비교하여 크게 낮아졌으나 2014년 지목 제한을 해지한 이후 64.6%로 임야비율이 다시 높아진 것으로 나타났다. 이러한 결과는 최근 임야 REC를 0.7로 하향 조정한 관련 정책이 임야 지역에서 태양광사업을 억제하는 효과를 낼 수 있을 것으로 기대해볼 수 있을 것이다. 전체 2,893건의 개발사업 중 산지태양광사업으로 분류된 1,599건(55%)은 식생보전 Ⅲ-Ⅳ등급지를 포함한 양호한 산림이다. 이들 사업의 산림면적(식생보전Ⅲ-Ⅳ등급지 면적)은 총 개발면적 71.0km2의 37.5%(26.6km2)에 해당하는 규모이다. 이들 지역에 태양광발전사업 부지 조성을 위한 산림훼손의 규모는 여의도 면적(2.9km2)의 9배에 해당한다. 특히 산지태양광으로 분류된 대부분(68%)의 사업에서 전체 면적 대비 산림비율이 80% 이상으로 높게 나타났는데, 이들 산지태양광사업은 산림을 일부 포함하거나 임연부에 걸쳐 입지하는 것이 아니라 산지 내부로 침투하여 산림을 훼손하는 양상이다. 한편 산지태양광사업으로 인한 총 훼손 수목량은 24.1km2의 산림면적에서 200만주 이상으로 추정되며, 산림훼손 1ha당 발생하는 훼손 수목량은 평균 898주/ha로 분석되었다. 산림생태계 훼손에 따른 종 다양성 변화를 분석한 결과, 식생의 비율이 증가할수록 서식하는 동물상의 생물다양성도 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 이는 태양광발전사업으로 인하여 훼손되는 식생의 양이 탄소저감 효과뿐만 아니라 산림생태계 내 생물다양성에도 중요한 영향을 미치는 것으로 해석할 수 있다. 한편, 태양광발전사업 중 산지에서 이루어지는 사업의 경우 생태계 파괴로 인한 여러 가지 환경비용이 수반될 수 있다. 이에 본 연구에서는 생태계서비스별 단위가치를 활용하여 산지태양광발전사업의 생태계 훼손으로 인해 손실될 수 있는 다양한 생태계서비스의 훼손비용을 추산하였다. 결과는 산림지역 태양광발전사업으로 인해 야기되는 산림훼손 면적 총 2,663ha에 대한 연간 생태계서비스 가치가 2017년 기준 약 832억 원으로 추산될 수 있음을 보여준다. 본 연구 결과는 육상태양광발전사업의 환경평가 현황과 입지 특성 등을 포함하며, 환경문제에 대한 예방적 차원에서 계획수립자(사업자)는 물론 관계부처(환경부, 산업통상자원부, 지자체)의 정책수립 및 의사결정에 있어 중요하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 특히 지역별 상세 사업 현황 정보는 향후 재생에너지원별 잠재량과 함께 계획입지제도를 시행하는 데 있어 지자체별 현황 및 수용 능력을 파악하는 데 활용이 가능할 것으로 기대된다. 한편 정부는 재생에너지 3020 보급목표 달성을 위한 정책적 수단으로 태양광발전에 대한 경제적 수익성과 안정성 보장을 제시하고 있으나, 재생에너지 3020의 성공적 시행을 위해서는 산림을 훼손하는 태양광발전사업과 같은 녹색 간 충돌 문제를 해결할 수 있는 지속가능한 재생에너지 발전사업의 모델을 마련하여야 할 것으로 사료된다. 산지태양광사업의 경우, 벌목과 대규모 토목공사가 불가피하며 이로 인해 경관훼손은 물론 산림의 기능이 상실되면서 집중호우 등에 의한 지반 안정성이 낮아지고 산사태에 취약한 구조를 갖게 되는 등 환경훼손이 매우 크기 때문이다. 따라서 보급목표 설정에 따른 개발 당위성을 강조하기보다는 환경보존과 태양광에너지 확대가 공존할 수 있는 다양한 해법과 대안을 고민해야 할 시점이다.