에너지 전환의 새로운 패러다임
2025년 한국의 에너지 정책은 중대한 전환점에 서 있다. 정부가 발표한 제11차 전력수급기본계획에 따르면, 2030년까지 원자력 발전 비중을 30% 이상으로 확대하고 재생에너지 비중을 21.6%까지 늘리겠다는 양면 전략을 추진하고 있다. 이는 탄소중립 목표 달성과 에너지 안보 확보라는 두 마리 토끼를 동시에 잡으려는 현실적 접근으로 평가된다. 한국에너지공단의 최신 데이터에 따르면, 2025년 현재 한국의 전력 믹스는 석탄 31.8%, 천연가스 26.9%, 원자력 27.4%, 재생에너지 9.8%로 구성되어 있으며, 이는 2020년 대비 재생에너지 비중이 3.2%포인트 증가한 수치다.
특히 주목할 점은 원자력 발전에 대한 정책 기조의 변화다. 신한울 3·4호기 건설 재개와 함께 기존 원전의 수명 연장이 본격화되고 있다. 한국수력원자력(034020)은 2025년 3분기 기준 총 24기의 원전을 운영하고 있으며, 설비용량은 23.25GW에 달한다. 이는 전체 발전설비의 약 17.8%에 해당하는 규모로, 실제 전력 생산량에서는 훨씬 높은 비중을 차지하고 있다. 원자력 발전의 이용률은 83.2%로 석탄(68.4%)이나 천연가스(42.1%)보다 현저히 높은 수준을 보이고 있어, 기저전원으로서의 역할이 더욱 중요해지고 있다.
재생에너지 분야에서는 태양광과 풍력 발전이 주도하고 있다. 2025년 현재 태양광 발전 설비용량은 21.2GW로 2020년 대비 약 70% 증가했으며, 풍력은 2.1GW로 50% 가량 늘어났다. 한국에너지공단의 신재생에너지 통계에 따르면, 태양광 발전량은 연간 26.8TWh로 전체 전력 생산량의 4.7%를 차지하고 있다. 이는 독일(9.7%)이나 일본(8.5%)보다는 낮지만, 2020년 2.1%에서 크게 개선된 수치다. 정부는 2030년까지 태양광 설비용량을 30.8GW, 풍력을 17.7GW까지 확대할 계획이라고 발표했다.
에너지 전환 과정에서 가장 큰 도전 과제는 전력망의 안정성과 경제성 확보다. 재생에너지의 간헐성 문제를 해결하기 위해 에너지저장시스템(ESS) 시장이 급성장하고 있다. 삼성SDI(006400)와 LG화학(051910) 등 한국 배터리 제조업체들이 글로벌 ESS 시장에서 주도권을 잡고 있으며, 국내 ESS 설치량은 2025년 현재 4.2GWh로 세계 3위 수준이다. 삼성SDI는 2025년 3분기 ESS 사업 매출이 전년 동기 대비 45% 증가한 1.8조원을 기록했다고 발표했다. 이는 전체 매출의 28%에 해당하는 규모로, 배터리 사업의 새로운 성장 동력으로 자리잡고 있다.
원자력 산업의 부활과 글로벌 경쟁력
한국의 원자력 산업이 글로벌 무대에서 재조명받고 있다. 두산에너빌리티(034020)는 2025년 체코 신규 원전 건설 사업 우선협상대상자로 선정되며, 한국형 원전 APR1400의 우수성을 입증했다. 이 프로젝트의 총 사업비는 약 24조원 규모로, 한국 원전 수출 역사상 최대 규모다. 두산에너빌리티의 2025년 3분기 실적에 따르면, 원자력 사업부문 매출은 2.1조원으로 전년 동기 대비 18% 증가했으며, 수주잔고는 15.8조원에 달한다. 이는 향후 5-7년간 안정적인 매출 기반을 확보했음을 의미한다.
국제 원자력 시장에서 한국의 경쟁력은 건설 속도와 비용 효율성에 있다. UAE 바라카 원전 1-4호기 건설에서 입증된 바와 같이, 한국은 예정 공기 내에 원전을 준공하는 몇 안 되는 국가 중 하나다. 국제원자력기구(IAEA) 데이터에 따르면, 전 세계 원전 건설 프로젝트의 평균 공기 지연률이 42%인 반면, 한국이 참여한 프로젝트는 8% 수준에 그치고 있다. 이러한 경쟁력을 바탕으로 폴란드, 루마니아 등 동유럽 국가들과의 원전 수출 협상도 활발히 진행되고 있다.
원자력 기술의 고도화도 주목할 만한 발전이다. 한국원자력연구원이 개발 중인 소형모듈원자로(SMR) ‘i-SMR’은 2028년 표준설계인가를 목표로 하고 있으며, 이미 사우디아라비아와 기술협력 협정을 체결했다. SMR 시장은 2040년까지 연간 1,500억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 한국이 선점할 수 있는 미래 성장 동력으로 평가받고 있다. 두산에너빌리티는 SMR 핵심 기자재 제조를 위해 2025년 하반기 800억원 규모의 투자를 단행했다고 발표했다.
원자력 연료주기 산업에서도 한국의 위상이 높아지고 있다. 한국원자력연료(한전원자력연료)는 2025년 현재 연간 400톤의 핵연료 제조 능력을 보유하고 있으며, 이는 국내 원전 연료 수요의 100%를 충족하는 수준이다. 더 나아가 파이로프로세싱(건식재처리) 기술 개발을 통해 사용후핵연료 재활용 분야에서도 기술적 우위를 확보하려 하고 있다. 이 기술이 상용화되면 핵폐기물 부피를 20분의 1로 줄일 수 있어, 원자력 발전의 지속가능성을 크게 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
하지만 원자력 산업의 성장에는 여전히 과제가 남아있다. 국내 신규 원전 부지 확보의 어려움과 사회적 수용성 문제가 대표적이다. 2025년 현재 국내 원전 부지는 4곳에 불과하며, 추가 부지 개발에는 10-15년의 장기간이 소요된다. 또한 후쿠시마 원전 사고 이후 강화된 안전 규제로 인해 건설 비용이 20-30% 증가한 것도 부담 요소다. 이러한 도전에 대응하기 위해 정부는 원자력 안전성 홍보와 함께 지역 상생 프로그램을 확대 운영하고 있다.
재생에너지와 그린 수소 생태계
한국의 재생에너지 정책은 2025년 들어 실용성과 경제성에 더욱 초점을 맞추고 있다. 정부가 발표한 ‘제6차 신재생에너지 기본계획’에 따르면, 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 21.6%로 확대하되, 계통 안정성과 경제성을 동시에 고려한 단계적 접근을 취하고 있다. 이는 독일이나 덴마크처럼 재생에너지 비중을 급격히 늘린 후 전력 요금 상승과 계통 불안정 문제를 겪은 사례를 반면교사로 삼은 것으로 분석된다.
태양광 발전 분야에서는 기술 혁신과 비용 절감이 동시에 진행되고 있다. 한국의 태양광 모듈 효율은 2025년 현재 평균 21.3%로, 2020년 대비 2.1%포인트 개선됐다. 특히 한화큐셀(한화솔루션 계열)이 개발한 Q.PEAK DUO BLK-G10+ 모듈은 효율 22.3%를 달성하며 세계 최고 수준의 성능을 보이고 있다. 태양광 발전 단가(LCOE)도 지속적으로 하락해 2025년 현재 kWh당 68원 수준으로, 2020년 대비 25% 감소했다. 이는 천연가스 발전(92원/kWh)보다 저렴한 수준으로, 재생에너지의 경제성이 크게 개선됐음을 보여준다.
해상풍력 발전은 한국 재생에너지의 새로운 성장 동력으로 주목받고 있다. 전남 신안 해상풍력 단지(8.2GW)를 비롯해 총 12GW 규모의 해상풍력 프로젝트가 추진되고 있다. SK이노베이션(096770)은 2025년 하반기 덴마크 오스테드(Ørsted)와 합작법인을 설립해 국내 해상풍력 사업에 본격 진출했다고 발표했다. 이 프로젝트의 총 투자 규모는 30조원에 달하며, 2030년까지 단계적으로 완공될 예정이다. 해상풍력은 육상풍력 대비 2.5배 높은 발전량을 기록할 수 있어, 제한적인 국토 면적을 가진 한국에 적합한 재생에너지원으로 평가받고 있다.
재생에너지 확산과 함께 그린 수소 생태계 구축도 가속화되고 있다. 정부는 2030년까지 그린 수소 생산량을 연간 25만 톤까지 늘리겠다는 목표를 제시했으며, 이를 위해 3MW급 대용량 수전해 설비 보급을 확대하고 있다. 두산퓨얼셀(336260)은 2025년 3분기 기준 국내 연료전지 시장 점유율 67%를 기록하며 그린 수소 생태계의 핵심 기업으로 자리잡고 있다. 동사의 수전해 사업부문 매출은 전년 동기 대비 89% 증가한 450억원을 기록했으며, 2026년 1,000억원 돌파를 목표로 하고 있다.
그린 수소 경제의 핵심은 비용 경쟁력 확보다. 현재 그린 수소 생산 단가는 kg당 8,000-10,000원 수준으로 그레이 수소(2,500원/kg)보다 3-4배 비싸다. 하지만 재생에너지 발전 단가 하락과 수전해 기술 개선으로 2030년까지 4,000원/kg 수준으로 낮출 수 있을 것으로 전망된다. 국제에너지기구(IEA)는 2030년 글로벌 그린 수소 시장 규모가 1,300억 달러에 달할 것으로 예측했으며, 한국이 이 시장에서 10% 이상의 점유율을 확보할 가능성이 높다고 평가했다.
에너지저장시스템(ESS) 기술도 급속히 발전하고 있다. 리튬이온 배터리의 에너지 밀도는 2025년 현재 300Wh/kg을 넘어섰으며, 사이클 수명도 6,000회 이상으로 개선됐다. LG에너지솔루션(LG화학 분할)의 차세대 NCM 배터리는 10년 보증을 제공하며, 초기 용량의 80% 이상을 유지할 수 있다. ESS 설치 비용도 2020년 대비 35% 하락해 kWh당 25만원 수준이며, 2030년까지 15만원대로 추가 하락할 것으로 예상된다. 이러한 비용 절감은 재생에너지의 경제성을 더욱 개선하는 선순환 구조를 만들어내고 있다.
2025년 한국의 에너지 전환은 이상과 현실 사이의 균형점을 찾아가는 과정으로 평가된다. 탄소중립이라는 장기 목표와 에너지 안보라는 현실적 필요 사이에서, 원자력과 재생에너지를 모두 활용하는 실용적 접근을 택하고 있다. 이러한 정책 기조는 향후 5-10년간 한국 에너지 산업의 방향성을 결정하는 중요한 분기점이 될 것으로 전망된다. 특히 원전 수출과 재생에너지 기술 수출이 동시에 성장하면서, 한국이 글로벌 에너지 전환의 핵심 공급자로 자리잡을 가능성이 높아지고 있다. 다만 기술 개발과 인프라 구축에 필요한 대규모 투자와 사회적 합의 도출이 성공의 관건이 될 것이다.
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