기후 위기...지구가 위험하다
재생에너지로의 전환은 멀었을까요?
지구를 병들게 하는 화석 에너지에서 재생에너지로 전환해야 된다는 주장에 반대할 사람은 없습니다. 최근 일어나고 있는 다양한 이상 기후 현상은 인류의 생존을 위협하고 있습니다. 유엔기후변화협약 당사국 총회(COP27)는 지구 온도 상승폭을 섭씨 1.5도 이내로 제한하기 위해서는 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스 등)을 획기적으로 줄이는 것이 필요하다는 입장을 표명했습니다.
국제 사회는 재생에너지로의 전환 필요성에 대해서는 합의했지만 인류가 재생에너지로의 전환하기 위해서는 갈 길이 멀어 보입니다.
지구촌은 도대체 언제 재생에너지로 전환할 수 있을까요?
러시아의 우크라이나 침공의 영향으로 발생한 석유와 천연가스 가격 상승은 재생에너지 비중을 늘릴 수 있는 기회였습니다. 우크라이나에 침공 전 해인 2021년 EU 국가들은 천연가스의 45%, 원유의 22%, 무연탄의 48%를 러시아로부터 수입했습니다. 유럽연합(EU)은 러시아의 우크라이나 침공에 대한 대응으로 러시아산 에너지원의 수입 중단을 선언했고 석유와 천연가스 가격은 크게 상승했습니다.
2022년 6월 유가가 배럴당 120달러 이상으로 올랐고, 천연가스는 2022년 8월 가격은 이전 가격 대비 10배 수준으로 상승했습니다.
높아진 석유와 천연가스 가격은 재생에너지로의 전환을 가속화했을까요?
재생에너지는 화석 에너지의 대체재로 볼 수 있습니다. 일반적인 대체재 상품의 경우, A 상품의 가격이 올라가면 B 상품에 대한 수요는 증가합니다. 예를 들어, 코카콜라(A 상품)의 가격이 올라가면 사람들은 펩시(B 상품)을 더 많이 소비합니다. 그러나, 전쟁으로 인해 화석 에너지의 가격이 증가했음에도 대부분의 국가는 재생에너지 사용을 크게 늘리지 못했습니다.
왜 재생에너지 사용을 늘리지 못했을까요?
첫 번째 이유는 일반적인 상품과 달리 에너지는 에너지 자원 별 공급량이 단기적으로는 고정되어 있습니다. 단기적으로 재생에너지로 만들어 낼 수 있는 설비가 고정되어 있기 때문에 다수의 국가는 재생에너지의 사용을 증가시키기보다는 쉽게 사용할 수 있는 석탄 에너지의 사용을 증가시켰습니다.
두 번째 이유는 에너지원 별로 사용되는 전력 용처가 다르기 때문입니다. 에너지원별로 만들어 내는 완성품(전력)은 모두 같더라도 언제, 어떻게 사용되느냐에 따라 Baseload, Intermediate load, Peak load로 분류됩니다.
전력 수요가 전력 공급보다 크면 정전이 일어납니다. 정전이 일어나면 경제적으로 입는 손해가 매우 큽니다. 이때문에 국가(ex. 한국전력)는 전력 공급을 전력 수요보다 항상 높은 수준으로 유지해야 합니다. 그러나, 전력에 대한 수요를 정확하게 예측하는 것은 불가능합니다. 따라서, 국가는 원자력과 석탄 에너지와 같이 일정한 양의 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 Base Load를 확보합니다. 또한, 변동하는 수요에 맞춰 Intermediate load와 Peak load 에너지를 마련합니다.
현재 재생에너지 기술로는 태양, 바람, 조수, 파도 등에서부터 안정적으로 에너지를 만들어내는 것이 불가능하기 때문에 재생에너지는 일반적으로 Peak load 에너지를 충당하는 데 사용됩니다.
러시아의 우크라이나 침공으로 석유와 천연가스의 가격이 올랐음에도 불구하고 재생에너지는 안정적으로 전력을 공급할 수 없기에 다수의 국가는 석탄 에너지의 사용을 증가시킬 수밖에 없었습니다. 석탄에너지 사용을 줄이자는 전 세계적인 합의에도 불구하고 2022년 석탄 소비량은 역사상 처음으로 80억 톤을 넘었습니다. 태양, 바람, 조수, 파도와 같은 에너지원 또는 자연을 기술로 조종할 수 없기 때문에 재생에너지가 가까운 미래에 Base Load 에너지원으로 사용될 수 없을 것으로 판단됩니다.
영국은 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 Base load 에너지원으로 원자력 발전소를 개발하고 있습니다. 미국의 TMI, 소련의 체르노빌, 일본의 후쿠시마 사고를 경험하면서 원자력은 대중에게 가장 위험한 에너지원으로 악명이 높습니다. 그러나, 아래 조사에 따르면 원자력의 전력 생산량 당 사망은 풍력보다 낮고 태양광보다 다소 높은 수준인 테라와트 당 0.04명입니다. 대부분의 나라에서 Base load 에너지원을 담당하고 있는 석탄 대비하여 위험이 매우 낮은 수준이라는 것을 알 수 있습니다.
지난 100년 동안 인류에게 일어난 대형 원자력 발전소 사고는 TMI, 체르노빌, 후쿠시마 3건입니다. 1986년 일어난 체르노빌의 경우, 원자력 발전소 설계에 문제가 있었기 때문에 현재 운영되고 있는 발전소에서는 일어날 수 없는 사고입니다. 1979년 미국에서 일어난 TMI 사고는 운전 중의 운전 지침서 위반, 운전원의 반복된 실수 등이 계속 이어지면서 핵연료가 용융되는 상황이 발생되었습니다. 단 1명의 인명 피해가 없었음에도 불구하고 대표적인 원자력 발전소 사고로 기억됩니다. 2011년 일본에서 일어난 후쿠시마는 도호쿠 지방 태평양 해역 지진으로 인한 쓰나미로 비상 디젤발전소 침수되어 인명 피해가 일어났습니다. 후쿠시마 원전 사고 이후 원자력 발전소의 기술적 안정성이 원점에서 검토되어 원자력의 안정성은 한층 강화되었습니다.
현재 인류가 사용할 수 있는 에너지원은 화석에너지, 원자력 에너지, 재생에너지뿐입니다. 궁극적으로 재생에너지로 전환하기 위해서는 Base load로서 역할을 해줄 수 있는 Transition 에너지원이 필요합니다. 원자력 에너지가 재생에너지처럼 안전한 에너지원은 아니지만 화석에너지 대비 안정적이고 친환경적이기 때문에 원자력 에너지를 포기했던 나라조차 다시 원자력으로 눈을 돌리고 있는 상황입니다.
영국은 30년 만에 브리스톨 채널(Bristol Channel)에 2026년 운전을 목표로 Hinkley Point C라는 원자력 발전소를 건설하고 있습니다. Hinkley Point C는 2027년까지 국가 전력의 7%를 생산할 것으로 예상됩니다. 원자력은 탄소 배출이 거의 없으며 풍력이나 태양광과 달리 연중무휴로 가동될 수 있습니다. 최근 전 세계적으로 에너지 안보가 중시되면서 안정적인 Base load 에너지원으로 원자력 에너지에 대한 관심이 높아지고 있습니다.
영국은 30년 만에 원자력 발전소를 건설하기 때문에 기술과 노하우가 부족합니다. 중국은 이 기회를 잘 활용하여 영국에 기술 및 노하우 전수를 통해 사업 기회를 만들어 내고 있습니다. 중국보다 더 좋은 기술과 노하우를 가지고 있는 우리나라가 영국에서 기회를 잡지 못한 것이 아쉽게 느껴집니다.
재생에너지원으로 전환은 희망이 없는 건가요?
장기적으로는 희망이 있습니다. 2022년, 석유와 천연가스의 가격이 증가하면서 재생에너지에 대한 투자가 크게 증가했습니다. 2022년 전 세계 태양광 및 풍력에 대한 투자는 처음으로 석유 및 가스에 대한 투자를 넘었습니다.
미국의 텍사스는 재생 에너지 산업의 사업성과 확장 가능성을 보여줍니다. 텍사스는 풍력 설비에서 30.46GW로 미국을 이끌고 있으며 재생에너지 산업의 고용 인구가 많아 美 의회에서 초당적인 지지를 받고 있습니다. 미국 전역에서 ’30년까지 해상풍력 규모는 20GW, 투자는 280억 달러, 프로젝트 개발‧건설‧운영 등 고용 인원은 45,000명에 달할 것으로 전망되고 있습니다.
에너지 믹스란 에너지를 '섞는다(mix)'는 뜻으로, 다양한 에너지원을 활용하여 에너지 공급의 효율성을 극대화하는 것을 의미하며 각 에너지원별 비중 자체를 뜻하기도 합니다.
IEA의 발표공약시나리오(APS)에 따르면 각국의 새로운 공약이 완전히 실현되는 경우, 2030년 신규 발전용량 대부분을 저탄소 전원이 차지하게 되며 전력 부분 석탄 소비는 최근의 최고치에 비해 20% 감소하게 됩니다. 2050년 전체 발전원 중 재생에너지의 비중은 65%를 차지할 것으로 예상됩니다.
하지만, IEA의 시나리오는 각국의 새로운 공약이 완전히 실현되는 것을 가정했기 때문에 현실적으로 볼 때 2050년 재생에너지 비중은 65%보다 더 낮아질 것으로 판단됩니다.
