지구환경에너지특별위원회 세미나('19.10.18.)

에너지 전환과 미래 - KISTEP 김선교 님 발표

기후변화 위험이 심각하다. 전기를 쓰면서 산업적으로나 사회적으로 큰 발전을 했고 산업혁명의 도약을 가능하게 했다. 모터를 전기로 쓰면서 동력을 얻었다. 1980년대까지 전기 인프라를 얼마나 확보하는가는 사회 발전의 주요한 요인이었다.

우리가 지금 누리는 산업과 사회의 선진화, 발전이라는 열매를, 과실을 먹었지만, 반대로 인류가 스스로의 목을 죄는 형국이 되었다. 주요 원인은 석탄과 석유라고 일컬어진다. 석탄의 경우 다행히 피크 석탄이 끝났다라고 한다.

그 다음으로 석유는 주요한 에너지원이었다가, 현재는 가스로 바뀌고 있는 추세다. 목재 → 석탄 → 석유 → 가스. 석유는 유의미한 변화가 있다. 피크 석유의 시대가 다가오고 있다. 앞으로는 떨어질 일만 남았다. 전기자동차가 발전한 것도 결국에는 환경규제에 기술발전이 따라왔기 때문에 가능했다.

전기를 깨끗하게 만드는 것이 중요한 이유는, 전 에너지 산업에서 전기를 생산하는 데 30%, 교통에 30%, 건물에 30% 정도 쓰인다. 전기로 바꿔서 쓰는 형태는 증가 추세다. (전화 추세) 생산의 가치 뿐만 아니라 소비의 가치 또한 바뀐다고 생각한다.

이제는 깨끗한 전기라는 이미지가 중요한 시대가 되었다. 우리나라 전력 산업을 한 단어로 축약하자면 '희생'이다. 서울 시민들은 발전소나 변전소 자체를 접할 기회가 거의 없다. 충청도에는 석탄 발전소가 정말 많다. 환경적인 피해 뿐만 아니라 정신적인 피해도 입고 있따. 부산, 경주의 경우에는 발전소와 시내 사이의 거리가 30km 밖에 안된다. 힘 없는 지역에서 서울 등 큰 도시를 위해 희생하는 구조다.

LCOE란 수명을 고려했을 때 단가다. 한국의 경우 재생 에너지가 아직까지 많이 비싸다. 그러나 호주나 유럽의 경우에는 태양광이나 풍력이 석탄 석유보다 단가가 저렴해지는 경향이 나타나고 있다. 한국에서 원자력은 이슈화가 되어서 직접적인 이해관계자들 사이의 충돌이 일어나고 있지만, 전세계적으로는 현재 더 이상 성장하지 않으며 정체상태다. 소위 말하는 프랑스, 미국 등 원자력 선진국에서도 신규 원전 허가가 나고 있지 않다.

재생에너지가 경제 산업적으로 가장 바람직한 길을 걷고 있다. 가격이 낮아지고, 기술이 좋아지고, 보조금이 줄어서 다시 하고, 이 와중에 중국이 참여해서 많은 것이 바뀌었다. 2010년대부터는 빠르게 깔리기 시작해서 2010년대 중반에는 재생에너지가 현실이 되었구나라고 이야기되었다. 블룸버그 통계 중에는 재생 에너지 시장이 반도체 시장보다 더 크다는 보고도 있다. 굳이 기후위기를 끌고 오지 않아도 그 자체로 시장성이 있다는 평가를 받고 있다.

전력 산업은 원래 분산 산업이었다. 이것을 중앙에 연결해서 대규모로 만들면 경제성이 있다는 판단 아래 중앙 집중적으로 대규모화하게 되었다. 그렇게 전기는 정부 주도로 소수의 주체가 제공한다는 인상이 깊어졌다. 과거에는 보편성이 없었기 때문에 개별로 만드는 것이었다면, 지금은 중앙망과 연결도 되고, 분리도 되어서 협조제어가 가능해 지는 등 다양성이 발생하게 되었다. 기존의 소수 엘리트가 주도하던 것이 다양한 규모와 성격을 지닌 생산자와 소비자로 분화하는 흐름이 생겼다.

우리가 원하는 만큼 정부가 전기를 생산하고 많이 써왔다. 공급과 수요는 항상 일치하게 만들어야 하는데, 예를 들어 여름철 등 피크 시기에 수요를 맞출 수 있을 만큼의 인프라가 준비되어 있어야 했다. 전력 시스템은 조절을 할 수 없다는 관념이 지배적이었기 때문이다. 낭비적인 시스템이라 할 수 있다.

전기를 많이 쓰는 것이 맞나? 피크 시기에 에너지 소모량 10%를 줄일 수 있다면, 예를 들어 원자력발전소 4대를 줄일 수 있다. 그래서 에너지 전환에 있어서는 수요를 줄이는 것 또한 중요하다는 관점이 부상하고 있다. 가장 깨끗한 에너지 소비는 에너지를 쓰지 않는 것이다. 불편함을 최소화하는 방향이 맞기는 하겠지만, 예를 들어 여름철 가정의 전력 소비가 커지는 시기에 산업 분야 전력 소모를 낮추는 방향이다. IoT 기술의 발달로 실시간 협조 제어 가능성 또한 긍정적으로 검토할 수 있게 되었다.

2014년까지만 해도 재생 에너지는 가능성이었다. '전망'보다는 '미래'에 가까웠다. 긍정적으로 평가하는 사람들은 지나치게 '녹색 물'이 들었다고 저평가 받기도 했다. 그러나 지금은 현실화 가능하다고 판단하는 공학자나 정치가들이 많이 늘었다. 전체 전력 산업의 30%를 담당할 수 있다는 이야기가 엔지니어 레벨에서 나오고 있으며, 더 나아가 50%를 담당할 수 있다는 주장도 있다.

캘리포니아는 2040년대에 재생 에너지 100%를 목표로 하겠다는 주지사의 천명이 있었다. 전기차, 가전제품 등 전력에 대한 수요가 늘지 않는가라는 우려가 있지만, 기술의 발달로 효율화가 일어나면서 중선진국에서의 수요는 줄어들 것이라고 예측되고 있다. 다만 인구 밀도가 높지 않은 저개발 국가에서는 수요가 늘 수 있는데, 대규모 중앙집중 발전이 어렵기 때문에 분산 생산에 유리한 재생 에너지가 알맞다. 얼마 전까지만 해도 원자력이 에너지 전환의 버퍼 역할을 할 것이라 했으나, 현재는 가스가 유력한 후보로 떠오르고 있다.

핵발전은 방사능 안전 이슈보다 경제성 이슈가 크다. 전세계적으로 에너지를 적게 쓰고, 재생 에너지를 개발하는 방향이 전체 에너지 R&D에 절반에 달한다. 전력산업의 주요 트렌트는 4D + 2T라고 할 수 있다. 4D는 De-carbonization(탈탄소화), Decentralization(탈중앙집중화), Digitalization(디지털화), Democratization(민주화), 2T는 Transition(전환), Transformation(변환)이다.

예전에는 전기를 어떻게 하면 싸게 만들 것인가에 초점이 맞춰져 있었다. 안전도 중요하지만, 소비자 관점에서는 다른 에너지에 비해 전기가 안전했다. 한국은 인구 밀도가 높기 때문에 접근 가능성이 좋았다. 광역 정전도 드물며 신뢰성도 뛰어나다. 그러나 떠오르고 있는 클린, 청정의 관점에서는 긍정적으로 평가 받기 어렵다. 변전소 몇 곳이 파괴되면 블랙아웃이 일어나는 등 안보적인 측면에서도 취약하다. 그리고 앞으로는 생산 시설에 문제가 생겼을 때 수요를 조정하는 유연성의 관점이 중요해질 것이다.