[글로벌 이슈 리포트] 전기화 시대가 온다! 글로벌 에너지 시장이 전기에 주목하는 이유

급변하는 세계정세 속에서 주목해야 할 최신 글로벌 경제 및 산업 이슈는 무엇일까요? 포스코경영연구원 전문가들이 포스코그룹의 주요 사업과 관련한 글로벌 산업, 경제 동향을 심층 분석해 드립니다. 전 세계는 지속가능한 미래를 위해 각 산업 분야에서 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 전기화에 힘쓰고 있습니다. 포스코경영연구원 한강수 수석연구원과 함께 전기화 글로벌 트렌드와 파급효과에 대해 분석해 봅니다.

포스코경영연구원 한강수 수석연구원

지구 온난화와 기후 변화에 대응하기 위해 전 세계적으로 탄소 배출 감축 및 탈탄소화를 위한 노력이 가속화되고 있습니다. 주요 국가들은 온실가스 배출 저감 목표를 설정하고, 재생 에너지 확대, 에너지 효율 향상, 탄소 배출 규제 강화 등 다양한 방법을 통해 탈탄소화를 추진하고 있죠.

이런 흐름 속에서 전기는 에너지를 가장 효율적으로 사용할 수 있게 해주고, 탄소 배출을 크게 줄일 수 있는 중요한 해결책으로 주목받고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 전기화가 전체 온실가스(GHG) 감축의 최대 60%를 차지해야 한다고 강조하고 있습니다.

지난 10년간 재생에너지 단가는 태양광은 83%, 육상풍력은 63%로 하락했습니다. 전기 생산의 전체 비용이 낮아지면서 전력 가격도 빠르게 하락하고 있는데요. 이런 변화에 맞춰 각국 정부도 발 빠르게 움직이고 있습니다. 유럽연합(EU)은 ‘Fit for 55*’, 미국은 ‘인플레이션감축법( IRA)**’, 중국은 ‘14차 5개년 계획***’ 등 강력한 탈탄소 법제를 도입하고 있죠. 이러한 배경에서 전기화는 비용 경쟁력을 바탕으로 빠르게 확산되고 있으며, 온실가스 배출 저감 기준은 규제, 금융, 공공조달 등에서 필수 조건으로 자리 잡고 있습니다.

결국 전기화와 온실가스 배출 저감이라는 두 축은 전력을 ‘더 많이, 더 깨끗하게’ 생산·소비해야 하는 시장의 구조적 숙제를 동시에 제시하고 있는 상황입니다. 전기화는 에너지 사용 효율을 획기적으로 개선해 탄소 배출 저감에 크게 기여하기 때문에 온실가스 감축 목표 달성을 위한 필수적인 요소로 평가받고 있습니다.

*Fit for 55: 2030년까지 1990년 대비 온실가스 55%를 감축하기 위한 유럽연합(EU)의 핵심 정책 패키지
**IRA(Inflation Reduction Act): 2022년 미국에서 제정된 법으로, 2030년까지 온실가스 배출을 2005년 대비 약 40% 감축하기 위한 인센티브와 지원책을 포함 (현 트럼프 2기 행정부는 바이든 정권 시절 도입된 IRA를 바탕으로 기후변화 대응 보조금 삭감을 추진하고 있다)
***14차 5개년 계획: 중국 정부가 2021~2025년 단위 GDP당 에너지 소비 13.5%, CO₂ 배출 18% 감축을 목표로 제시한 국가 중장기 계획.

실제로 글로벌 최종 에너지 소비에서 전기가 차지하는 비중은 2023년 약 23%에서 2050년에는 약 50% 수준으로 대폭 확대될 것으로 전망됩니다. 특히 운송 부문의 전기차 전환과 건물 부문의 히트펌프 도입은 대표적인 전기화 사례로, 가장 큰 탄소 저감 효과가 기대되는 분야입니다. 이러한 변화가 실현되기 위해서는 각국 정부의 강력한 정책적 지원과 함께 민간 부문의 투자 확대가 필수적입니다.

전기화란 기존의 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스 등)를 사용하는 기술, 설비, 시스템을 전기 기반의 기술로 전환하는 과정을 의미합니다. 주로 교통, 산업, 건물 분야에서 이루어지는데요. 전기화의 목적은 에너지 효율성을 높이고, 온실가스 및 대기오염물질 배출을 줄이며, 에너지 시스템의 탈탄소화를 실현하는 데 있습니다. 특히, 전기화는 태양광, 풍력 등 재생에너지와 결합될 때 효과가 극대화되어, 미래 에너지 전환의 핵심 전략으로 주목받고 있습니다.

전기화의 역사는 크게 세 단계로 구분할 수 있습니다.

1차 전기화는 20세기 초반 등유와 가스등 같은 기존 조명 방식이 에디슨의 전구와 발전기로 대체되었고, 증기기관 대신 전기모터가 동력원으로 자리 잡으면서 대규모 산업화와 전력망의 확장이 빠르게 이루어졌습니다. 전기가 일상생활과 산업 현장에 본격적으로 도입된 시기라고 할 수 있습니다.

2차 전기화는 21세기에 들어서 본격화되었습니다. 전기차와 히트펌프 등 전기 기반의 신기술이 빠르게 확산되었고, 특히 테슬라와 같은 기업들이 전기차 시장을 선도하면서 교통 분야의 변화가 두드러졌습니다. 전기가 단순한 동력원을 넘어, 에너지 전환의 중심축으로 자리 잡기 시작했다고 볼 수 있습니다.

3차 전기화는 사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI) 기술의 발전과 함께 진행되고 있습니다. 스마트 그리드와 에너지 저장 시스템(ESS) 등 혁신적인 기술을 바탕으로, 지능형 전력 네트워크를 구축하고 초연결 사회 실현을 목표로 합니다. 앞으로는 이러한 첨단 기술들이 주도적 역할을 하여 에너지 시스템의 효율성과 유연성을 더욱 높여줄 것으로 기대됩니다.

*스마트 그리드 기술: 기존 전력망에 정보·통신기술을 접목하여 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리, 신재생에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능케 하는 차세대 전력인프라 시스템
**에너지 저장 시스템(ESS): 저장이 어렵고, 사용 후 없어져 버리는 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 저장·관리하는 시스템

전기화는 건물, 운송, 산업 등 다양한 분야에서 빠르게 진행되고 있습니다. 각 부문별로 어떤 변화가 일어나고 있는지 살펴보겠습니다.

① 건물 부문: 히트펌프 확산
저온의 열원에서 열을 흡수해 고온의 열원으로 열을 운송하는 기계장치 ‘히트펌프’는 냉난방 효율을 높이고 탄소 배출을 감소시키는 주요 기술입니다. 탈탄소 정책을 빠르게 도입한 유럽이나 북미에서는 이미 가스보일러 대신 히트펌프의 보급이 빠르게 확산되고 있고, 일부 국가에서는 히트펌프 설치 보조금 및 의무화 정책 등을 마련해 사용을 장려하고 있습니다. 국내에서도 주택 난방 탈탄소를 위한 히트펌프 확대 정책 및 보급의 필요성이 논의되고 있는 상황입니다. *관련 기사 : “전기 기반 난방 패러다임 전환 필요…. 히트펌프 확대 정책 시급”

세계 히트펌프 시장 규모는 2025년 754억 달러에서 2030년 1,204억 달러로 확대될 것으로 보입니다. IEA 자료에 따르면, 히트펌프 설치 용량은 2023년 1,000GW에서 2030년 3,000GW로 3배 수준으로 늘어날 전망입니다.

② 운송 부문: 전기차 시장 확대
글로벌 전기차(EV) 전력 수요는 2023년 253TWh에서 2030년 976TWh로 약 네 배 성장할 것으로 전망됩니다. 글로벌 전기차 시장은 2024년 약 1,763만 대가 판매돼 전년 대비 26% 성장하였으며, 전체 자동차 시장 점유율은 18%로 확대됐습니다. 유럽 시장은 성장이 둔화하고 있으나 중국 및 아시아(중국 제외)와 기타 지역의 전기차 시장이 두 자릿수 성장률을 기록하고 있습니다.

▲포스코는 저탄소 생산체제로의 전환을 위해 지난해 2월 약 6천억 원을 투입해 광양제철소 내 연산 250만톤 규모의 대형 전기로 공장을 착공했으며, 오는 2026년 본격 가동에 나설 예정이다. 사진은 광양제철소 전경.

③ 산업 부문: 전기화 및 수소 기술 도입 확대
글로벌 철강 산업은 저온 공정과 전기화, 수소 활용으로 탄소 배출을 줄이는 방향으로 변화하고 있습니다. 기존에는 철강을 만들 때 주로 석탄을 태워 1,500℃ 이상의 고온에서 철광석을 녹였으나 최근에는 전기 에너지를 활용해 상대적으로 낮은 온도에서 철을 생산하는 기술이 확대되고 있습니다. 대표적으로 전기로(EAF, Electric Arc Furnace)는 고철이나 직접환원철(DRI)을 전기 아크로 녹여 철강을 생산하는 방식입니다. 이 방식은 전통적인 고로 방식에 비해 에너지 효율이 높고, 온실가스 배출이 상대적으로 낮습니다.

또 다른 방식으로는 수소를 만들어 철광석 환원에 사용하는 방법이 있으며 이때 수소 생산 자체에 전기가 필요하므로, 이를 ‘간접 전기화’라고 부릅니다. 기존의 고온 공정(용광로 등)을 대체하거나 보완하는 데 수소가 중요한 역할을 할 것으로 기대되는데요. 유럽과 일본은 수소 생산과 관련 인프라 구축에 적극적으로 투자 중입니다.

▲철강산업의 탈탄소 전환을 위한 포스코의 한국형 수소환원제철(포스코홀딩스 IR 영상)

포스코도 에너지 전환 시대에 맞춰 전기화를 적극적으로 추진하고 있죠. 대표적인 사례가 수소환원제철과 전기로입니다. 포스코는 파이넥스(FINEX)의 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태의 철광석을 수소로 환원시킨 후, 전기용융로(ESF) 설비를 활용하여 쇳물을 제조하는 한국형 수소환원제철 공법인 하이렉스(HyREX) 기술을 개발하고 있습니다.

철강 산업의 탈탄소 해법으로 꼽히고 있는 수소환원제철은 국가 경제 및 안보 측면의 전략적 중요성을 인정받아 지난해 2월, 국가전략기술로 지정되기도 했습니다. 최근 국책과제와 연계한 ‘한국형 수소환원제철 실증사업’의 예비타당성 조사도 통과했습니다.

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에너지 시스템의 전기화가 가속화되는 가운데, 디지털 기술의 발전 역시 에너지 수요에 큰 영향을 미치고 있습니다. 최근에는 디지털 기술, 특히 인공지능(AI)의 발전으로 에너지 소비가 빠르게 늘고 있는데요. 문제는 AI가 발전할수록 에너지 소비도 함께 늘어난다는 점입니다.

IEA에서 발표한 자료에 따르면 인공지능(AI) 및 암호화폐 산업의 확산으로 인해 전세계 데이터센터의 전력 소비량은 2022년 대비 2026년에는 두 배 이상 급증할 것으로 예상됩니다. 특히 OpenAI의 GPT 모델, 구글 바드(Bard) 등 AI 모델의 훈련과 운영에 막대한 전력이 소모되면서, 데이터센터의 전력 효율성 개선과 냉각 기술에 대한 투자가 글로벌 IT 기업의 최우선 과제로 부상하고 있습니다. 이러한 변화에 따라, 관련 글로벌 전력 인프라 투자 수요는 연간 수천억 달러에 이를 것으로 추산되며, 특히 신재생 에너지 연계와 효율적인 전력망 구축을 위한 투자가 시급한 상황입니다.

최근 러시아-우크라이나 전쟁 이후 에너지 가격이 급등하면서, 유럽 등 주요국에서는 전기요금이 크게 인상되었습니다. 이에 따라, 저렴하고 안정적인 전기 확보가 기업의 원가 경쟁력 유지에 있어 핵심 요인으로 부각되고 있습니다. 아울러 전력 가격, 재생에너지 접근성, 송전망 용량이 제조 설비 입지 결정의 주요 변수로 떠오르고 있어, 각 기업에서는 신규 투자 계획 시 지역별 전력시장 구조, 다양한 지원 정책(인센티브), 송전망 확장 속도 등에 대한 검토가 필요할 것으로 보입니다. ‘전기화 시대’로 변화하는 에너지 환경 속에서, 미래 경쟁력 확보를 위한 기업의 선제적 대응이 그 어느 때보다 중요한 시점입니다.