2. 지구산업-에너지&환경
인류 지속가능성, 후손들의 욕구를 침해하지 않는 우리의 삶
금년도 포춘지 선정 매출 10대 기업명단을 들여다 본다. 1위 월마트, 2위 스테이트그리드(중국), 3위 아마존, 4위 중국석유천연가스그룹, 5위 시노펙(중국), 6위 애플 이다. 이 중 스테이트그리드는 중국 전력기업으로 우리의 한국전력과 같고(그리드는 전력망을 의미한다), 중국석유천연가스그룹이 에너지 기업이다. 지난 10여년 간 영국의 BP와 미국의 액손모빌과 같은 기업이 10위 안에 늘 있었다. 산업생태계도 시간과 함께 변했고, 최근엔 다음과 같은 기획보도가 있었다.
"석유시대 종말" 예고에 세계1위 석유공룡 위협하는 신재생기업"-조선비즈 1/2일자
코로나 사태로 석유 수요가 급감하고 주요국이 탄소 감축 노력에 돌입하면서 에너지 시장에 지각변동이 일어나고 있다. 지난 100년간 세계 에너지 시장을 주름잡은 석유공룡, 이른바 ‘빅 오일(Big Oil·세계 7대 석유기업)’이 지난해 실적 부진과 기업환경 변화로 어려움을 겪고 있는 반면, 이름조차 잘 알려지지 않았던 신재생 에너지 기업들이 태양광·풍력 사업을 등에 업고 빠른 속도로 세를 확장하고 있다. 석유시대가 서서히 저물면서 머지않아 이들 기업의 시장가치가 석유공룡과 맞먹는 수준으로 성장해 에너지 시장 세대교체가 이뤄질 것이란 전망도 나온다.최근 몇년 사이 미국 넥스트에라 에너지, 덴마크 오스테드, 이탈리아 에넬, 스페인 이베르드롤라 등은 세계 곳곳에서 신규 태양광·풍력발전 프로젝트를 주도하면서 신흥 에너지 강자로 부상했다. 월스트리트저널(WSJ)은 "얼마 전까지만 해도 넥스트에라, 에넬, 이베르드롤라 등은 이름이 알려지지 않은 지역 발전회사에 불과했지만, 이들은 일찌감치 태양광·풍력 사업에 뛰어든 덕에 이제 석유 메이저와 비슷한 시장가치를 지닌 ‘에너지 거인’으로 성장했다"고 전했다. 미 넥스트에라 에너지(NextEra Energy)는 지난해 10월 시가총액이 장중 한때 1500억달러(약 163조원)에 육박, 미 최대 에너지 기업 엑손모빌의 기업가치를 추월하면서 세간의 주목을 받았다. 플로리다주(州) 소재 전력회사인 FPL에서 출발한 넥스트에라는 2002년부터 친환경 사업에 뛰어들었다. 넥스트에라는 지난 10년간 미국 전역에 태양광·풍력 발전소를 세우고 이를 이용해 전력을 생산하면서 미 최대 신재생 발전사업자로 자리매김했다. 올해 출범하는 조 바이든 행정부가 친환경 산업 육성을 예고하고 있어, 넥스트에라의 사업도 탄력을 받을 것으로 예상된다.
미국 몬태나주 빌링스 엑손모빌 정유공장반면, 장기간 세계 최대 기업이었던 엑손모빌은 코로나 여파로 석유 수요가 줄면서 지난해 1~3분기에만 누적 24억달러(2조6200억원) 규모의 적자를 기록하는 등 직격탄을 맞았다. 연초 주당 70달러였던 엑손모빌 주가는 지난해 12월 29일(현지시각) 기준 41.2달러로, 지난해에만 약 41% 하락했다. 엑손모빌은 지난해 8월 ‘다우존스 산업평균지수’에서 92년 만에 퇴출당하는 수모도 겪었다.
한국은행 자료에 따르면 2020년 우리나라의 국내총생산은 1,933조원에 달하고, 이중 전기가스외 사업은 43조원이라고 한다. 에너지산업이라고 하면 전기가스 이외에 석탄, 신재생에너지가 있으니 100조원에 달할 것으로 추정된다. 건설업이 2020년 104조원 이니 거의 이에 맞먹는다고 보면 된다. 세계 신재생에너지 시장은 약 5,000억 달러에 달한다.
에너지 산업은 최근 지구온난화, 기후위기와 맞물려 전 세계가 주목하고 있는 산업분야다. 얼마전 정부의 저탄소위원회는 '대한민국 탄소중립2050'을 내놓았다. 이것은 파리협약에 의해 각 국이 제출하도록 되어 있는 장기탄소배출저감계획(LEDS: Long-term low greenhouse gas Emission Development Strategies )이다. 그 실효성과 충분성에 대한 이견은 있으나, 각 국이 자신들의 로드맵을 내놓고 그 실천을 약속하고 있다는 것이 중요하다. 정부는 이를 위해 막대한 재정적 투자와 법제도 정비, 기술개발과 인재양성을 실천하고 있다. 이것은 가까운 미래에 급성장을 이룰 산업이라는 것을 의미한다.
세계의 에너지 현황을 살펴보면 석유가 4천 MTOE(Million Tonnes of Oil Equivalent), 석탄 3.7천 , 가스 3천 , 바이오에너지 1.5천 , 원자력 0.9천 순으로 아직 신재생에너지는 미비한 수중이다. 주목할 것은 바이오에너지의 비중, 우리나라와는 다른 상황이다. 우리나라는 전체 전력생산으 43.1%를 석탄에, 26.8%를 원자력에 의존하고 있는 실정이다.
우리나라의 현재 20%에 달하는 석탄소비를 절반이하로 줄이고, 태양광/풍력 재생에너지 비율을 2030년에 발전량 대비 20%로, 2040년까지 30% 달성을 목표로 설정하였다. 재생에너지 설비용량은 2019년도 22MW을 돌파하였다. 더불어 생산설비의 에너지개선을 유도하고, 친환경 운송수단의 보급, 주거환경/건축물의 에너지 절약, 수소경제 전환 등 다양한 탄소중립 정책을 시행 중이다.
특히 눈이 가는 부분은 수소화 기술 및 연료전지, 이산화탄소 포집저장기술(CCUS), 스마트 공장, 에너지관리, 철도/항공/해운의 선진화, 폐기물 메탄가스 회수, 바이오 플라스틱, 스마트 저탄소 농업 등이다. 이들 중 4차산업의 출현을 기대해본다. 굳이 이들을 하나로 명명한다면 '지구산업(Globe Industry)'라고 할수 있을까?
# 신재생에너지 - 제조, 연관서비스 산업
대학건물 옥상에 설치한 태양광 신재생에너지라는 용어는 신에너지와 재생에너지를 통칭한다. 재생에너지는 풍력과 태양광, 지열, 조력과 같은 자연에 존재하고 있는 애너지를 재생하는 것을 말한다. 이에 반해 신에너지는 바이오에너지, 연료전지와 같이 기술개발로 순수하게 만들어내는 에너지를 이른다.
투자비를 살펴보면 태양광 발전은 kW당 1,648원이, 풍력의 경우 2,102원으로 10년 새 1/3이 되었다. 기술 발전으로 발전효율의 향상은 경제성으로 이어질 것이다. 더불어 ICT융합기술을 활용한 생산공정의 에너지 전환 및 최적화, 에너지 저장기술(ESS), 스마트 전력망(그리드) 구죽을 통한 수요관리 체계의 적용, 스마트 산업단지/항만/교통 등이 실현될 것이다.
국내 신재생에너지 산업은 2018년 기준, 9조원 규모에 3.5만명의 고용을 창출하고 있다.
제조는 판넬, 터빈(풍력발전기), 각종 충방전 모듈이 해당된다. 여기에 풍력발전 구조물을 만드는 단조산업(철 구조물) 제작과 그 설치, 그리고 방향, 발전량 제어를 위한 전력IT 서비스 분야가 최근 성장하고 있다. 예를 들면, 고공에 설치되어 있는 구조물, 발전시스템의 이상유무 점검을 위한 드론촬영도, 각도 조절과 ESS연계 충방전 제어 등이다.
제조 - 태양광 판넬, 풍력 터빈, 모듈/구조물 제조하는 산업
서비스 - 건설, 유지보수, 관제/모니터링
수송을 살펴보면 자량이 43백만 TOE, 철도 34만 TOE, 국내항공이 60만 TOE, 국내해운 45만 TOE의 에너지를 사용하고 있다. 이 모두가 석유에 기반한 온실가스 배출로 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 특히 미세먼지의 경우 13%가 운송수단에 의해 발생하는 것으로 되어 있다. 2030년 1/3에 이르는 총 385만대의 차량을 전기 또는 수소차로 대체하는 것을 목표로하고 있다. 또한 아시아 국가 최초로 실시하고 있는 탄소배출권거래제를 확대하고, 완전 경매거래제와 같은 거래제도 개선을 통해 에너지산업 활성화에 기여할 것으로 기대된다. 2020년 말 기준으로 배출권은 톤당 2만원에 거래되었다.
#탄소포집보관(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)
테슬라 일론 머스크가 올해 1월, 최상의 이산화탄소 포집 기술 개발에 1억 달러 기부를 추진 중이라고 밝히면서 탄소포집기술에 대한 관심이 뜨겁다. 지구온난화를 해결할 수 있는 유력한 ‘게임 체인저’로 불리는 탄소 포집 및 저장기술을 살펴본다. 게임 체인저란, 시장의 흐름을 통째로 바꾸거나 판도를 뒤집어 놓을 결정적 역할을 하는 사람, 기술이나 제품을 말한다.
CCUS는 화석연료의 사용 등으로 인해 대량의 이산화탄소가 생산되는 근원지에서 그 이산화탄소가 공기 중으로 방출되는 것을 방지하기 위한 3가지 분야로 구성된다.
1) 포집: 석탄 및 천연가스 화력발전소, 제철소, 시멘트 공장, 정유 공장 등과 같은 대규모 산업 공정 시설에서 생산된 다른 가스에서 이산화탄소를 분리하는 기술
2) 운송: 분리된 이산화탄소를 압축해 파이프라인, 트럭, 선박 또는 다른 방법을 통해 저장에 적합한 장소까지 운송하는 기술
3) 사용 또는 저장: 포집한 이산화탄소를 필요한 곳에 사용하거나 이산화탄소가 대기중으로 빠져나가는 것을 막기 위해 1km 이상의 깊은 지하 암석층에 저장하는 기술
발전소나 산업 시설에서 포집된 이산화탄소는 지질층에 주입해 영구적으로 봉인할 수도 있지만 이산화탄소를 필요로 하는 정유시설 등에 판매할 수도 있다. 정유 기업은 포집한 이산화탄소를 원유 회수증진(Enhanced Oil Recovery, EOR)이라는 공정에 사용하는데, 원유를 채굴할수록 압력이 낮아져 채굴이 어려워지는 문제를 지층에 이산화탄소를 주입해 압력을 높임으로써 해결하는 과정이다. 이산화탄소를 봉인하면서 석유 생산량도 증가시킬 수 있어 일석이조의 효과를 거둘 수 있다. 실제로 현재 가동되고 있는 많은 CCS 시설은 이산화탄소를 정유 기업에 판매하는 것으로 매출을 내고 있다.
탄소포집보관 CCUS, www. usgs.gov
미국을 포함한 전 세계 대부분의 국가에서 ‘온실가스 배출량 제로(Net-zero emission)’를 국가 과제로 내걸고 있는 가운데, 국제에너지기구(IEA)는 2020년 9월 발간된 ‘에너지기술 전망’ 보고서에서 CCUS 기술 없이는 온실가스 배출량 제로에 도달하는 것이 불가능하다고 전망했다. 전 세계에서 배출되는 이산화탄소의 50% 이상이 발전 시설과 중공업 공장에서 발생하는데, CCUS 기술은 산업 현장에서 나오는 대규모 이산화탄소를 경감시킬 수 있는 거의 유일한 해결책이기 때문이다.
산업분야별 이산화탄소 배출량 전망, www.iea.org(단위: 기가톤)현재 최대 40메가톤의 이산화탄소를 포집할 수 있는 대규모 상업용 CCUS 시설 21개가 가동되고 있다. 이 중 미국 내의 대규모 CCUS 시설은 10개로, 전 세계의 50%의 비중을 차지하고 있다. 이 시설들 중 일부는 1970년, 1980년대부터 운영돼 왔다. 세계에서 가장 오래된 탄소 CCUS 시설은 미국 텍사스주에 소재한 테럴 천연가스 발전소로, 1972년부터 CCUS 기술을 이용해 탄소를 포집하고 이를 현지 정유 공급업자들에게 납품해왔다.
오늘날 전 세계적으로 설치된 CCUS 시설의 포집 용량은 약 40메가톤에 그치고 있어 이산화탄소 포집, 저장 역량이 약 100배 이상 늘어나야 탄소 제로 목표를 실현할 수 있을 것으로 전망된다. CCUS 기술은 아직 시장 확장 가능성이 무궁무진하고 새로운 기술이 등장할 수 있는 분야인 것이다. 우리나라도 탄소중립전략에서 NDS 목표의 전제기술로 정의하고 있다. 특히 발전소와 철강, 시멘트, 석유화학제품의 제조공정에서 배출되는 이산화탄소에 대해 적용함을 명기하고 있다.
에너지와 환경은 밀접한 관계에 있다. 인간이 에너지를 필요로 할 수록 환경은 반대로 파괴된다. 지금까지 우리가 가진 기술이 그렇다. 따라서 이 둘을 묶어 '지구산업(Globe Industry)' 라고 할 수 있을 것이다. 지구산업은 앞서 기술한 두뇌협업생산에 의한 산업이다. 우리는 더이상 야금야금 지구를 갉아먹을 순 없다. 땅속에 묻힌 오일을 파내고, 거기서 나온 폐기물 온난화가스를 그냥 버린다. 이와같은 행동은 지구 복원력의 한계를 넘어섰고, 전문가는 해결책을 생산하고 있다. 각 국의 지도자들이 함께 머리를 맞대고 있고, 상호 약속을 자신들의 국가정책으로 반영하고 있다. 이제 각 국의 두뇌들은 이를 실현할 협업을 하나씩 만들어내고 있다.
또한 지구산업은 가치기반소비를 의미한다. 우리는 일상에서 옳고 나쁨에 대한 성찰을 기반으로 사회대전환을 요구받고 있다. 자신의 경험을 타인과 나누고, 가치를 공유한다. 초등학생에서 성인에 이르기까지, 도시에서 농촌까지 모든 세대와 공간에서 가치가 공유되는 것이다. 아침 밥상에서 자동차 운행까지 의식주의 모든 영역에 이르는 가치를 재정립한다. 가치기반소비는 그 영역을 계속 확대해갈 것이다.
