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by The Surplus Square Nov 24. 2023

석탄발전의 글로벌 역학 관계와 미래

- 대한민국의 탈석탄과 전력산업 미래는?

1.개요

지난 20년 동안, 전력 생산 부분에서 가장 큰 변화는 '재생에너지의 약진'에 있다고 볼 수 있다. EU는 1997년 재생에너지 목표에 대한 논의를 시작했는데, 우선 2010년까지 12%로 1997년의 6%에서 2배로 올리는 목표를 수립했으며, 2020년까지 20%까지 올리는 목표를 수립했다. 2022년 재생에너지 비중은 22%로 목표를 달성했으며 2030년 목표를 45%로 수립했다. (에너지 전환에서 선두에 선 독일의 경우, 2000년 7%에서 2022년 45%로 재생에너지 비중을 6배 이상 높였다) 미국 역시 유럽만큼은 아니지만 2000년 9%에서 2020년 18%로 비중이 2배 늘었다(전력수요가 정체되었기에 실제 생산량 역시 2배 가량 커졌다). 이러한 주요 선진국들의 재생에너지 증가 흐름을 보면, 과거와 다른 엄청나게 빠른 속도로 변화하는 양상으로 미래를 낙관하게 만든다. 그런데, 정말 우리의 변화 속도는 충분한 것일까?

주요 국가들은 석탄을 줄이고, 재생에너지를 빠르게 확장시키고 있다. (참고문헌 6)

독일의 경우, 지난 20년 동안 정말 빠르게 재생에너지 비중을 높였다.

영국 역시 석탄은 줄이고 재생에너지를 증가시켰다. 전체 에너지 수요가 감소되고 있는 게 인상 깊다.

2. 석탄 발전의 역학

재생에너지 보급 속도를 올리는 부분은 여전히 중요하지만 더 중요한 부분은 석탄을 빠르게 감축하는 데 있다. 전력 생산 부분은 탄소배출 측면에서 단일 항목 중 가장 큰 비중을 차지하기 때문에 전력 부분의 탈탄소화가 에너지 전환에서 가장 중요한 요소 중 하나로 볼 수 있다. 선진국은 전기를 오래 전부터 썼고, 당연히 석탄 발전은 노후화됐다. 미국의 절대 다수의 석탄발전은 30년이 넘었으며, 경제성 측면에서 조기 폐쇄하는 게 나은 경우도 많다. 다만, 중국의 경우는 미국과 반대다. 중국의 석탄 발전은 압도적으로 용량이 크며, 결국 중국은 20년 ~ 40년은 지나야 석탄의 발전연료 비중이 축소되기 시작할 것이다.

문제는 유럽과 미국의 에너지 수요는 정체 혹은 감소 추세인데, 석탄발전 비중이 높은 중국, 인도 등은 에너지 수요가 커지고 있다는 데 있다. 전 세계 전력수요가 청정에너지의 확장 속도보다 더 빠르게 증가하면서, 화석연료가 그 공백을 메우고 있는 형국이다. 이러한 역학 관계는 탄소 배출을 오히려 증가시킨다. 국제사회가 강제력 없는 탄소중립 선언과 기후협의에 이른다 하더라도 중국, 인도, 중앙아시아, 아프리카의 증가하는 에너지 수요와 석탄의 증가 추세를 생각한다면 미래를 낙관하기 어렵다.

중국의 석탄발전은 상당수가 20년 미만의 연식의 비교적 새 거이다.

3. 중국의 화석연료 정점

다행인 점은 중국이 석탄 발전의 피크가 멀지 않았다는 사실에 있다. 국제에너지기구는 중국의 화석연료 사용량이 2025년에 피크를 찍고 점차 감소할 것이라 전망했는데, 이는 기후변화 대응에 있어 중대한 전환점이 다가오고 있음을 시사한다. 현재, 중국은 전세계 탄소배출량의 1/3를 차지하고 있기에 중국의 정점은 전세계 탄소배출량의 정점으로 연결될 것이기 때문이다. 특히, 중국의 석탄 연소는 중국 탄소 배출량의 70%나 차지하고 있기 때문에 중국의 석탄 감축은 파급력이 매우 높다. 중국의 석유, 천연가스 소비는 2040년까지 계속 증가할 것으로 보이나 석탄이 빠르게 감소되며 2024년에 화석연료 사용량이 정점에 도달할 것으로 예상된다. 중국은 석탄의 감소와 함께 재생에너지를 매우 빠르게 증가시키고 있다. 2023년 6개월 동안, 중국은 독일의 누적 태양광 발전 용량보다 더 많이 설치했다. 중국의 전력 수요는 여전히 증가 추세이나 태양광, 풍력의 증가세가 이를 추월하기 때문에 석탄의 감축과 함께 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보인다.

중국의 화석연료 사용이 정점에 다다르고 있다.

4. 불확실성

러시아 - 우크라이나 전쟁과 기후변화에 따른 수력 자원의 불안정성은 중국이 석탄을 보호해야 하는 이유를 형성시켜주고 있다. 에너지 안보 이슈가 커지자 2023년, 중국은 석탄 발전을 계속 건설하고 있으며, 50GW이상의 신규 용량을 허가했다(이 용량은 일본의 석탄 발전 규모와 비슷하다). 중국은 이 신규, 예정 석탄발전원을 재생에너지를 사용하기 어려울 때 활용하는 백업 자원이라 이야기 하나 실제로 그렇게 될 수 있을지는 불확실하다.

5. 규모는 크지 않지만....

아시아를 비롯한 빠르게 발전하고 있는 여러 국가에서도 석탄이 전력 생산의 대부분을 차지하고 있다. 세계에서 가장 인구가 많은 인도는 야심찬 재생에너지 목표(2030년까지 65%)를 수립했지만 경제 성장과 저렴한 전력 공급을 위해서는 석탄이 필요하다는 입장을 유지하고 있다. 인도네시아는 부유한 국가로부터 재정적 지원을 받는다면 2040년까지 석탄 발전을 단계적으로 폐지할 수 있다고 말한다. 아프리카를 포함한 많은 국가, 지역에서는 10억 가량의 인구가 전기 공급을 받고 있지 못하고 있는 상황이다. 재생에너지의 확산과 석탄 발전의 폐지가 전 세계 관점에서 뉴노멀이 되어야 하는데, 아직은 기대보다는 우려가 더 크다고 볼 수 있다.

성장하는 국가의 공통점은 석탄 역시 계속 더 많이 사용하고 있다는 데 있다.

6. 대한민국

대한민국의 발전원 생산 비중은 2022년 기준 석탄 32.51%, 원자력 29.62%, LNG 27.52%, 재생에너지 9%, 수력 0.63, 석유 0.33% 등 이다. 다른 선진국의 에너지 수요가 정체되어 있는 것과 다르게 우리는 지난 20년 동안 계속 성장해왔다. 탄소 배출 역시 꾸준히 증가하고 있으며, 코로나19에 따라 일시적으로 감소되었는데 이러한 흐름이 지속될 수 있을지는 미지수다.

한국의 에너지 사용 흐름은 개도국과 비슷하다. 인구만 늘지않고 다른 게 느니 문제다.

한국의 에너지 수요는 여전히 증가추세이며, 화석연료도 함께 커지고 있다.

우리의 재생에너지는 안타깝게도 별로 크게 보이지 않는다. 우리는 완전히 뒤떨어져 있다.

한국의 가장 큰 문제는 석탄이다. 탈석탄 정책은 OECD 평균에 비해 훨씬 뒤쳐지며, 2030년 미국과 일본에 이어 석탄 발전용량이 많은 OECD 국가가 될 전망이다. 이는 2030년 NDC 달성에 큰 장애가 될 것인데, 2030년에도 석탄발전은 41기, 31.7GW 용량이 있을 것으로 예상되기 때문이다. 2023년 기준 39.1GW의 석탄발전 중 7.4GW 정도만 폐쇄될 것이며, 이러한 탈석탄 속도는 전세계의 노력에 전혀 부합되지 않는다. 중국을 제외한 거의 모든 선진국가에서는 기존 석탄발전을 폐쇄하고 계획된 프로젝트를 취소하며 2018년부터 석탄 발전용량이 감소되고 있다. 그러나 한국은 이러한 추세를 벗어나 석탄 발전량을 유지하고 있으며, 포스코이앤씨와 두산에너지빌리티가 시공한 삼척화력발전소 1호기는 올 연말, 2호기는 내년 초에 준공될 예정이다.

재무적 이익을 고려할 때, 최소 30년을 가동시켜야 하는데(탄소배출 비용이 지금처럼 낮다고 할때)....탄소중립은 요원해진다. 이 석탄발전기들은 MB정부 때, 전력수급 위기에 따른 민간발전의 기저발전(석탄) 참여가 가능해지면서 인허가를 받았고 계획에 따라 최근 2~3년 동안 준공되고 있는데 '녹색 성장'을 외친 과거의 정부가 잘못된 방향을 수립해서 미래를 잡아먹고 있는 상황을 보여주고 있다. 에너지 정책의 높은 경로 의존성은 이 사례에서 확인할 수 있다. 과거의 비용과 현재의 비용은 다르다. 그리고 미래의 비용은 더 달라질 것으로 보인다. 분명한 점은 대한민국의 전력 부분은 좌초자산의 비중이 높으며, 이는 에너지 전환의 어려움과 고비용 구조를 더욱 키우고 있다.

우리의 석탄 발전 현황. 이 문제를 어떻게 해결해야 할까?

p.s 최근 한전의 적자와 200조가 넘는 부채는 화석연료에 의존하기 때문에 더욱 가중되었다. 우리가 에너지 전환을 조금 더 빠르게 했다면, 화석연료 가격의 변동을 완화할 수 있는 구조가 형성되었을지도 모른다. 한국은 전력 산업 측면에서 갈라파고스 섬과 같다. 전기가격은 낮으나 전력산업의 뿌리는 완전 썩어 문드러져 쓰러지기 직전의 상황이다. 정치인은 '선거'를 위해 시민의 눈을 감게 만들며, 현실을 반영하지 못한 낮은 전기가격을 즐기게 만들고 있다. 이러한 상황은 지속될 수 없으며, 결국 일순간 무너지는 파국에 이를 것으로 보인다. 우리의 2030년 NDC(2018년 대비 40% 감축) 목표는 달성하지 못할 것이며, 한국전력은 재무적 위기로 파멸의 길을 가게 될 것이다. 2030년 전후, 한국의 전력산업은 IMF를 경험하게 될 가능성이 높다. 아마도 이번 정부는 지금 해야할 시급한 조치들을 다음 정부로 (아무렇지도 않게) 미룰 것이다. 물론, 그렇게 되지 않기를 간절히 바란다. 내 예상이 완전히 틀렸으면 좋겠다.

참고문헌

1. https://www.cleanenergywire.org/news/renewables-hit-record-germany-h1-2019-outlook-uncertain

2. https://www.bbc.com/news/business-63976805

3. https://int.nyt.com/data/documenttools/generation-major-source-1950-2020/ed4a9abd89b178cd/full.pdf

4. https://www.eia.gov/energyexplained/us-energy-facts/

5. https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/age-structure-of-existing-coal-power-capacity-by-region

6. https://www.nytimes.com/interactive/2023/11/20/climate/global-power-electricity-fossil-fuels-coal.html?unlocked_article_code=1.Ak0.wsha.X1XjpJ6x8tAC&smid=url-share

7. https://foreignpolicy.com/2023/11/01/china-coal-energy-environment-climate-change-policy-fossil-fuel/

8. https://ember-climate.org/data-catalogue/yearly-electricity-data/

9. https://www.statista.com/statistics/884559/south-korea-electricity-generation-by-energy-source/

10. https://www.iea.org/countries/korea

11. http://heri.kr/979211

12. https://ieefa.org/resources/kepcos-fossil-fuel-problem

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