노동석 박사, 탄소중립 “재생에너지에만 의존한 비현실적인 시나리오”

2021년 9월 6일
업데이트: 2021년 9월 6일

기후변화를 막기 위해 국가들은 탄소 배출을 획기적으로 줄이려고 노력하고 있습니다. 이를 위한 대표적인 목표가 바로 ‘탄소중립’입니다.

정부는 지난해 2050년까지 탄소중립을 하겠다고 선언했고, 올해 5월 대통령 직속 ‘탄소중립위원회’를 만들었습니다. 그리고 지난달 5일 처음으로 구체적인 정부안, 2050 탄소중립 시나리오를 발표했습니다.  

8개 분과 전문위원회에서 54차례의 심도 깊은 논의를 거쳐 마련했다는 시나리오. 과연 그럴까요? 

경제학 박사이신 서울대학교 원자력정책센터 노동석 연구위원을 만나 관련 이야기를 들어봤습니다. 

지난달 5일 탄소중립 시나리오가 발표되고, 각계각층에서는 비판이 잇따르고 있습니다. 

미래 모습에 대해 3가지 안으로 제시한 탄소중립 시나리오.

노동석 박사는 이에 대해 “재생에너지에만 의존한 비현실적인 시나리오”라고 지적했습니다.

[노동석 | 서울대학교 원자력정책센터 연구위원 ] :

“전력의 대부분을 재생에너지로 하겠다는 거잖아요. 그런데 신재생이 또 있어. 위에 16% 정도가 신재생이에요. 이 신재생이 뭐냐.. 여기 설명이 어떻게 돼 있냐면 태양열, 지열, 수열, 바이오매스 이렇게 돼 있어요.”

우리나라에 지열, 수열, 태양열 이런 자원이 이렇게 많을 수가 없어요.  지난 번에 지열 발전한다고 포항 거기 파서 지진 났잖아요. 포항 지진의 원인은 지열 발전한다고 파서 그런 거예요. 이것과 똑같은 사례가 스위스에서 한 번 있었어요. 포항 지진은 2킬로, 3킬로를 파고 내려가서 거기서 지반을 흔드는 바람에 그래서 난 거예요.”  

“전력이 아닌 신재생은 자가용 태양광, 가정용, 건물용, 연료전지 보급 등 이렇게 돼 있어요. 연료전지는 뭐냐면 수소연료전지예요. 16%의 신재생은 태양광으로 환산하면 1900만 킬로와트(KW)다. 190기가와트(GW)다. 어마어마한 양이다. 여기에 딸려있는 것도 제가 볼 때 엉터리예요. 이게 전력부문. 이것도 차별성이 거의 없어요.” 

여기 무탄소 신전원 이렇게 돼 있는데, 이것은 뭐냐면 수소터빈, 암모니아 발전 이런 거예요. 암모니아 발전, 수소터빈은 기술이 아직 돼 있지 않은 거예요. 근데 앞으로 이걸 하겠다. 좋아요. 30년 뒤에 하겠다는 거니까” 

“사실은 재생에너지, 연료전지, 무탄소 신전원 이걸 다 합친 게 재생에너지예요. 그래야지 맞아요. 이것을 다 합치면 어떻게 되냐면 90% 정도. 재생에너지가 60 내지 70%다” 이렇게 돼 있지만 이것도 포장이고 다 합치면 90% 정도 되는 거예요. 이렇게 현실성이 없는 거죠.”

재생에너지에만 의존한 비현실적인 시나리오

재생에너지 비중이 높아질 때 전력 전문가들이 우려하는 것은 ‘덕 커브(duck curve)’ 현상입니다. 

덕 커브 현상은 태양광 등 재생에너지가 날씨에 따라 과잉발전하거나 과소발전하면서 재생에너지를 보조해주는 다른 발전원의 전력 수요 그래프가 출렁이는 것을 말합니다.

해가 떠 있는 낮에는 재생에너지를 제외한 나머지 발전원의 전력 수요가 낮은 상태를 유지하다가 해가 진 이후 급증하면서 전력망을 안정적으로 운영하기 어려워지는 현상입니다. 

[노동석 | 서울대학교 원자력정책센터 연구위원 ] :

“이것을 전력 시스템에서는 어떻게 인식하냐면 원래 파란색이 전력 수요 곡선이었는데 이만큼 줄어드는 것으로 인식해요. 파란색이 아니고 빨간색으로 인식을 한다. 빨간색만 보시면 오리 모양이 되죠. 그래서 태양광이 많아지면 이렇게 돼요. 오리 등이 확 낮아져요. 캘리포니아 ISO 즉, 캘리포니아의 전력망 관리하는 사람들이 그린 그림이에요.”

빨간색이 수요고 파란색이 공급이에요. 공급이 초과할 때 또는 안될 때 이것을 역사적인 데이터를 가지고 그려본 것이거든. 저만 이런 것을 하는 게 아니고 OECD 기구에서 한 건데, 여기도 빨간색이 수요고 파란색이 재생에너지의 발전이야. 어떤 때는 거의 0(제로)에 가깝고 이렇잖아요.” 

“이런 것을 일일이 쫓아다니면서 대응하지 않으면 기기가 나가거나 정전이 되거나 이런 일이 벌어지거든요. 이 사람들도 이런 것을 하는데 이게 재생에너지 75%일 때 이런 그림이 나온다는 거예요. 재생에너지가 10%일 때는 별로 문제가 안돼. 근데 75%가 되면 이런 일이 벌어지거든요. 저는 이 그림을 그리고 나서 나중에 찾아봤어요. 근데 우리 것과 거의 비슷해. 비슷할 수밖에 없어요.” 

재생에너지 늘리면, 문제는 ‘돈!’ 

재생에너지는 생산과 공급을 제어하기 매우 어려운 발전원입니다.

기상 변화에 영향을 받는 재생에너지의 특성상 과잉 또는 과소발전은 늘 발생할 수밖에 없습니다.

여기서 주목해야 할 게 있습니다. 바로 ‘비용’입니다.

노 박사는 “전력 계통을 유연하게 대응하기 위해 추가 발전설비와 다른 발전기의 운영계획 변경에 따른 비용이 함께 늘어나게 된다”며, “계통 통합 비용이 상승할 수밖에 없다”고 주장했습니다. 그러면서 “이번 시나리오에 가장 핵심인 비용 문제가 빠졌다”고 덧붙였습니다.

[노동석 | 서울대학교 원자력정책센터 연구위원 ] :

“탄소중립 시나리오에도 나오지만 태양광을  지금 20기가 정도 된다고 하면 눈에 안 보이는 것까지 전력 시장에서 거래되는 것은 5기가와트(GW), 5백만 킬로와트(KW) 정도 되는데, 460기가와트 정도를 지어야 돼요. 그러니까 23배.. ‘보기에 따라서는 40배다’라고 얘기하는 사람도 있는 거고.”

재생에너지가 재생에너지 자체의 비용도 있지만 실제로는 이렇게 수요가 낮아질 때 다른 발전기의 출력을 줄여야 돼요. 그래야 수요와 정확하게 발전량이 맞을 것 아니에요. 이렇게 많이 내려가면 다른 발전기들이 출력을 줄여야 돼요. 올라가면 이렇게 늘려야 돼요. 이것을 수급의 밸런싱이라고 해서 밸런싱 코스트(Balancing Coast)라고 해요. 이렇게 발전할 줄 알았는데, 안되면 어떻게. 하나도 안되면 원래 수요로 돌아가야 할 것 아니에요. 그래서 이것의 백업 설비를 지어야 돼요.” 

프로파일 코스트(Profile Coast)라고도 하는데 백업 설비를 지어야 되고 그다음에 가동 중인 발전기들이 출력을 줄였다 늘였다 하루 중에도 계속 이렇게 해야 하는데 이게 자동차도 같은 속도로 쭉 달리면 연비가 좋아요. 고속도로에서 80킬로면 80킬로, 100킬로면 100킬로 쭉 달리면 연비가 좋은데, 시내에서 연비가 안 좋은 게 가다가 서기도 하고 30으로 갔다 60으로 가기도 하고 이러잖아요.” 

딱 그겁니다. 연비가 나빠져요. 그게 바로 밸런싱에 들어가는 비용이에요. 그래서 직접비용  건설해서 보내는 데까지 드는 비용 외에 프로파일 백업 코스트, 그다음에 밸런싱 코스트 그다음에 그리드 망 비용 이런 것들이 소요되는데 이런 것을 합쳐야 비로소 시스템 코스트가 완성된다. 이렇게 얘기하거든요. 그래서 이 비용이 또 듭니다.” 

VRE가 베리어블 리니어블 에너지(Variable renewable energy)인데요. 재생에너지의 계통 통합비용이에요. 이게 기준 비용이고 다른 나라랑 전력망이 연결돼있으면 이 비용으로 되는데 망이 연결돼있지 않으면 이만큼 더 드는 거라.” 

우리는 대개 안 좋아요. 전력 시스템이 비용을 낮출 수 있는 조건이 아니에요. 만약 재생에너지가 들어왔는데 재생에너지가 통합되려면 지금은 양이 적어서 그래도 괜찮은데, 양이 많아지면 많아질수록 이 비용이 엄청나게 늘어나요.”

구체적인 로드맵 생략 

노 박사는 또 이번 시나리오에 탄소중립으로 가기 위한 구체적인 ‘로드맵’이 없는 것도 지적했습니다. 아주 구체적 내용까지는 아니더라도, 최소한 시나리오별 실행에 필요한 기술의 적정한 수준이 어느 정도여야 하는지는 대략이라도 제시했어야 한다는 겁니다.

[노동석 | 서울대학교 원자력정책센터 연구위원 ] :

“이것은 2050년 하나만 나와 있는데 근데 사실 중요한 것은 서울에서 부산을 가려면 수원, 대전, 대구, 부산 이런 식으로 경로를 잡잖아요. 그런데 이것은 경로가 아예 없어. 지난 5월달에 IEA라고 OECD 기구 국제에너지기구인데 거기서 2050년 넷제로(Net-Zero) 시나리오를 발표했어요. 거기를 보면 2030년에는 뭘 해야 되고 2040년에는 뭘 해야 되고 2050년에는 뭘 해야지 탄소중립이 된다.”  

탄소중립은 세 가지를 생각해야 돼요.  처음에 에너지 소비를 굉장히 많이 줄여야 돼요. 그렇지 않으면 안 돼. 그 에너지 소비를 줄이기 위해서 투자를 어마어마하게 해야 돼요. 등 전부다 LED로 바꿔야 돼요. 말하자면 이런 거죠. 자동차 연비 이런 것도 엄청나게 높여야 되는 거죠. 두 번째는 전기화해야 돼요. 일반적으로 우리가 쓰는 에너지의 거의 대부분을 전기로 써야 돼요. 집에서 전기로 취사를 해야 되고 전기로 난방을 해야 돼요. 후진국의 경우는 전력 수요가 3배 이상 늘어날 거라고  봐요.  IEA에 보면.. 세 번째는 ‘이렇게 전기 수요가 늘어나는 것을 어떻게 탄소 없이 공급할 거냐’.  이 세 개가 맞아야지만 탄소중립으로 가요. 탄소제로는 이것은 실현 가능성이 없다. 새로 써야 된다.” 

탄소중립 = 탈원전

국제에너지기구(IEA)가 지난 5월 발표한 ‘2050년 탄소중립 로드맵’에서 전 세계 에너지 공급에서 원자력이 차지하는 비율이 늘어날 것으로 전망했습니다.

저탄소 에너지원인 원자력이 전력뿐 아니라 수송과 난방, 산업용으로 쓰일 수 있어 활용도가 높아질 것으로 분석했습니다. 

그런데 우리나라는 그렇지 못한 것 같습니다. 노 박사가 이번 탄소중립 시나리오에 걱정스러운 눈길을 보내는 또 다른 이유입니다. 노 박사는 “저탄소 경제 실현을 위해서는 재생에너지와 함께 원자력 발전을 병행해야 한다”고 말했습니다.

[노동석 | 서울대학교 원자력정책센터 연구위원 ] : 

“’1979년에 그 당시 배럴 10불하던 유가가 호메이니가 회교 혁명을 일으키고 이란에서 유가가 29불에서 30불까지 한꺼번에 3배가 뛰었어요. 그때 우리나라 전기요금이 킬로와트 아워(KWh) 당 20원대, 22원, 그래서 3년 사이에 얼마가 됐냐면 3배가 넘게 올랐어요. 전기요금이.. 그래서 그때부터 우리가 탈석유 전원정책(을 했어요.). 지금은 석유발전 거의 없어요. 그래서 원자력, 석탄을 많이 지었거든요. 근데 얼마나 걸렸냐면 원자력 발전소 짓는 데 10년이 걸렸잖아. 에너지믹스는 쉽게 바꿀 수 없는 거예요.” 

“이것 갖고는 안 돼요. 지금 탄소중립이 되려면 원자력의 한계를 고려해서 원자력도 대안으로 들어와야 되고 이걸 도대체 얼마나 원자력을 반영할 수 있는가 그것에 대해서 고민해야 된다는 거죠. 단순하게 이렇게 엑셀 테이블 가지고 하면 안 된다는 거예요. 각 수단에 대해서 우리가 가지고 있는 기술 우리가 사회적으로 가지고 있는 인프라, 그다음 우리가 가지고 있는 자원 이런 것들을 다 갖다 놓고 각각의 장점, 단점 각각의 한계가 어디까지인지 이런 것을 다시 논의해야 된다.” 

5일 공개된 2050 탄소중립을 위한 3개 시나리오는 시민대토론회 등 국민적 의견수렴 과정을 거쳐 10월 말 최종안을 확정 짓습니다. 

위원회는 이번 시나리오를 “우리나라의 탄소 정책 방향과 전환 속도를 가늠하는 나침반 역할”이라고 밝혔습니다. 충분한 논의 없이 만든 그 나침반은 과연 정확한 방향을 가리킬 수 있을까요? 

NTD뉴스였습니다.

 

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