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에너지경제연구원 가스정책연구팀 연구위원
주요저술(연구보고서 및 논문 등)
"원자력 발전으로 태양광·풍력의 간헐성을 보완하고 원전으로 수소를 생산하면 이산화탄소를 배출하지 않는 청정에너지를 만들 수 있다." (하재주 원자력학회장)
6일 한국원자력학회와 한국과학기술단체총연합회가 주최한 ‘기후위기에 대응하는 우리나라의 에너지 전략 포럼’에서 에너지 전문가들은 기후위기에 대응하려면 온실가스를 배출하지 않는 무(無)탄소 에너지원인 태양광·풍력과 원전, 수소를 모두 활용한 에너지 정책을 수립해야 한다고 입을 모았다.
하재주 원자력학회장은 개회사에서 "기후위기의 주범인 화석연료를 대체할 수 있는 무탄소 에너지원인 신재생 에너지, 원전, 수소는 모두 단점을 보유한다"며 "원전의 위험성, 신재생에너지의 간헐성, 수소의 까다로운 생산·수송·저장이라는 단점을 극복하면서 각 에너지원을 적절하게 사용하고, 경제성도 갖춘 에너지 전략을 수립해야 한다"고 말했다.
이날 포럼에 참석한 전문가들은 우리나라가 기후변화에 대응하려면 재생에너지 발전의 효율성을 높일 방법을 찾아야 한다고 주장했다. 박진호 영남대 화학공학부 교수(한국에너지학회 수석부회장)는 "2050년 전 세계 에너지 소비량은 2018년과 비교해 50% 이상 증가할 것으로 예상된다"며 "기존 시설을 강제로 닫지 않는 이상 온실가스를 배출하는 석탄, 석유, 가스 등 화석연료 사용량도 늘어날 수밖에 없다"고 말했다.
박 교수는 경제협력개발기구(OECD)를 중심으로 태양광 등 재생에너지에 대한 투자가 증가하고, 태양광 관련 기술이 발달하면서 지난 10년간 비용이 80% 가까이 급격히 절감된 영향으로 재생에너지 발전 비중이 높아지고 있지만 우리나라는 아직 재생에너지 생태계가 제대로 갖춰지지 않아 보급과 발전에 어려움을 겪고 있다고 지적했다. 그는 "재생에너지 확대 속도에 비해 기존 인프라 준비가 미흡하다"며 "재생에너지는 생산하는 곳에서 바로 소비해야 하는데, 현재 우리나라는 그런 시장이 형성되지 않아 100% 계통에 물리는 형태"라고 했다.
박 교수는 재생에너지 설비공급이 빠른 제주도는 이미 발전량 증가로 출력제약(curtailment)이 나타나고 있다면서 "이런 출력제약은 낭비 요소가 많은데 이런 문제부터 해결해야 한다"고 했다.
기후대응에서 원전의 역할을 재점검해야 한다는 의견도 나왔다. 정용훈 카이스트 원자력·양자공학과 교수는 "유엔 기후변화협약은 지구 온도 상승을 1.5도 이내로 억제하려면 태양광·풍력 등 재생에너지를 확대해야 하는 것은 물론 원자력 증설도 필요하다고 강조했다"며 "원전을 2030년까지 지금의 약 2배, 2050년이면 약 6배까지 늘려야 기후대응이 가능하다"고 말했다.
그는 탄소중립이라는 기후대응 목표를 달성하려면 석탄과 액화천연가스(LNG)의 도움 없이 발전량이 들쭉날쭉한 태양광·풍력의 간헐성을 보완해야 하는데, 원전이 그 역할을 대신할 수 있다고 주장했다. 정 교수는 "지금은 하루 4시간 돌아가는 태양광을 대체하려면 나머지 20시간을 가스에 의존해야 한다"며 "그러나 가스를 보조발전원으로 자주 사용하게 되면 출력변동으로 인해 효율이 석탄발전보다 못한 수준으로 떨어질 뿐 아니라 메탄가스도 배출된다"고 했다. 보조발전으로서 가스는 환경성은 물론 경제성도 나쁘다는 설명이다.
그러면서 정 교수는 안정적이면서도 유연한 운전이 가능한 무탄소 발전원인 원전을 국가 에너지 전략에 반영해야 한다고 강조했다. 정 교수는 "원전은 가스복합발전과 비교해 출력 조절이 쉽고 운전 중 탄소배출량도 제로(0)"라며 "대한민국의 무탄소 미래를 위해 원전을 보조발전으로 활용해야 한다"고 했다. 그 방법으로 자율운전이 가능한 미래형 원자로와 분산전원 역할을 할 수 있는 소형모듈원전(SMR)을 제시했다.
또 원전이 제 역할을 하려면 안정성이 확인된 원전의 계속운전을 허용하고, 공사가 중단된 신한울 3·4호기의 건설을 재개해야 한다고 주장했다. 정 교수는 "신한울 3·4호기를 건설해 20년간 계속운전하면 발전량은 15조7000억kWh(킬로와트시)로 늘고 한국전력 (23,650원 ▼ 300 -1.25%)의 매출은 같은 기간 600조원 늘어날 것으로 예상되지만, 지금의 탈원전 정책을 고수하면 발전량은 10조kWh에 머물고 한전은 600조원을 LNG에 투자해야 하기 때문에 남는 게 없다"고 했다.
수소경제 전문가들 모여 깊이 있는 논의
미래 에너지산업의 핵심 에너지원으로 떠오르고 있는 '수소'를 주제로 전문가들의 깊이 있는 논의가 이뤄지는 '2020 미레에너지포럼'이 18일 오후 2시 서울 웨스틴조선호텔 오키드룸에서 개막했다. 이날 포럼은 코로나바이러스 감염증 확산을 막기 위해 온라인으로 진행된다.
조선미디어그룹의 경제전문 매체 조선비즈가 개최한 이번 포럼은 김세훈 현대자동차 수소연료전지사업부 전가 ‘수소에너지와 모빌리티 혁신’이라는 주제로 기조 강연에 나선다. 현대차가 수소연료전지 기술을 바탕으로 다양한 모빌리티 산업으로 영역을 넓히면서 수소경제 선두 업체로 나선 가운데, 김 전무는 현대차 연료전지사업부를 이끌면서 수소차 기술 개발과 신규 사업 기회 창출을 주도하고 있다.
이어 국제수소에너지협회(International Association for Hydrogen Energy) 회장인 존 셰필드 미국 퍼듀대 공학기술학 교수가 수소 에너지의 미래 경쟁력을 진단한다. 셰필드 교수는 "수소는 시스템 절반에 걸쳐 근본적으로 에너지 산업이 변화할 기회를 제공한다"며 "수소는 다른 저탄소 대안 에너지보다 경쟁력이 높은 에너지원이 될 것"이라고 했다.
기조 강연 이후에는 수소에너지의 산업경쟁력 진단과 우리나라 에너지 패러다임 전환을 주제로 두 개의 세션이 진행된다.
김범중 EY한영 재무자문본부 E&I팀 파트너가 좌장을 맡은 첫 번째 토론 세션에서는 김세훈 전무와 성백석 린데코리아 회장, 김재경 에너지경제연구원 가스정책연구팀 연구위원이 패널로 참석해 차세대 에너지원인 수소의 경제성과 가능성을 진단한다. 수소경제로의 이행을 위한 기술 발전, 인프라 구축, 정부 과제 등 다각도로 논의가 이뤄진다.
이어지는 두 번째 세션에서는 박주헌 동덕여대 경제학과 교수가 좌장을 맡고 김희집 에너아이디어즈 대표이사, 강승진 한국산업기술대 교수, 신지윤 KTB투자증권 리서치센터장이 우리나라 에너지 패러다임 전환에 대해 토론한다. 글로벌 탄소 배출 감축 목표를 달성하기 위해 우리나라도 기존 화석연료에서 재생에너지로 전환을 추진하고 있지만 전환 속도와 방향을 놓고 이견이 이어지고 있다. 에너지 패러다임 전환 시대를 맞아 전문가들이 머리를 맞댄다.
박주헌 동덕여대 경제학과 교수는 18일 서울 중구 소공동 웨스틴조선호텔에서 열린 ‘조선비즈 2020 미래에너지포럼’의 2세션 좌장으로 참석해 이같이 말했다. 주력 에너지가 화력 에너지에서 신재생에너지로 바뀌는 과정에서 어려움이 있을 수 있지만, 기회 요인도 있는 만큼 기업과 정부가 이를 적극적으로 활용해야 한다고 밝혔다.
‘한국의 에너지 패러다임 전환, 어떻게 해야 하나’라는 주제로 열린 이날 대담에는 강승진 한국산업기술대 교수와 김희집 에너아이디어즈 대표, 신지윤 KTB투자증권 리서치센터장이 패널로 참석했다.
에너지 전문가들은 이날 세션에서 에너지 패러다임이 빠르게 변화하고 있다며, 전력 수요 관리를 위해 정밀한 예측이 필요하다고 지적했다. 국가 전력수급 계획을 조언하는 총괄분과위원회는 지난달 9차전력수급 기본계획을 발표하면서 15년 뒤 재생에너지 발전 비중을 40%까지 끌어올리겠다고 밝힌 바 있다.
전문가들은 신재생에너지 발전량이 날씨의 영향으로 급격하게 변화할 때 전력 설비가 안정적으로 유지될 수 있도록 대처하는 방안이 필요하다고 봤다. 실제로 발전량의 40%가량이 풍력인 제주지역은 전력 공급이 수요보다 넘칠 때 강제로 발전을 차단하는 출력 제한(curtailment)이 자주 발생하고 있다.
강 교수는 "제주지역의 경우 올해 1~5월 풍력 출력 제한이 지난해 출력 제한 횟수(39회)를 넘어섰다"며 "제주도에서 벌어지고 있는 기술적, 제도적 문제가 2034년쯤에는 한반도 전체에서 벌어질 수 있다"고 지적했다.
그러면서 "지금까지는 재생에너지 비중이 전체의 8% 내외였기에 전력 시장에 영향이 적었지만, 재생에너지 비중이 15%로 늘어나는 2025년부터는 전력시장 전체에 큰 충격을 줄 것"이라고 꼬집었다.
박 교수도 "신재생에너지의 큰 변동성을 해결하기 위해 다른 나라와 전력 교환을 해야 한다"며 "인접 국가와의 그리드(공급망·Grid) 연결은 국가적 과제로 반드시 해결해야 할 것"이라고 했다. 이어 "에너지전환은 100년 이상, 즉 한 세기에 걸쳐 진행되는 초장기적 과제로 너무 급하지 않게, 그렇지만 꾸준히 경로 의존적으로 추진해나가야 할 과제"라고 덧붙였다.
전문가들은 9차 전력수급기본계획상의 수요 예측에 대해서도 우려를 나타냈다. 9차 전력수급기본계획 초안에는 올해부터 2034년까지 전력수요가 연평균 1%가량 늘어날 것이라고 예상했지만, 실제로는 4차산업혁명 등으로 전력수요가 얼마든지 급증할 가능성이 있다는 것이다.
강 교수는 "전력수급기본계획의 전망과 다르게 우리나라 전력 수요가 1년에 5%씩 증가하게 되면 전기가 부족해 급하게 화력발전소를 지을 수밖에 없다"며 "변동성 때문에 전력예비율이 모자라게 되는 사태를 방지하기 위해서 전력 수요 관리가 가장 중요하다"고 말했다.
신 센터장은 전력 수요 관리와 관련해 우려되는 점으로 ‘데이터센터’를 지목했다. 신 센터장은 "2010년 이후 데이터센터 전력소비량이 550% 증가해 전 세계 전력소비량의 2%를 차지하는 상황"이라며 "4차산업혁명으로 언택트(비대면) 서비스가 점점 주목받고 있어 정부에서도 데이터센터 전력소비량을 고려해 미래 전력 수요를 정밀하게 예측해야 한다"고 했다.
그러면서도 전문가들은 "에너지전환에서 위기뿐 아니라 경제성장 기회도 얼마든지 찾을 수 있다"고 강조했다.
김 대표는 "에너지전환은 전 세계적으로 엄청나게 큰 시장을 만들고 있고, 의미 있는 일자리를 많이 창출하고 있다"며 "에너지산업 자체를 미래성장동력으로 보고 더 큰 부가가치를 창출할 수 있도록 노력해야 한다"고 했다. 에너지 전환 시대를 맞아 에너지 산업을 우리나라 성장을 주도하는 산업으로 재평가할 필요가 있다는 것이다.
신 센터장은 "2030년까지 원전 관련 인력이 3만명에서 1만명 정도로 줄어들지만, 새로운 일자리가 10만개 이상 늘어날 수 있다는 에너지경제연구원 조사가 있다"며 "희망을 가지고 에너지 전환을 지켜봐야 한다"고 했다.