[시시비비]탄소중립 위해 전력산업 변화해야

탄소중립은 어려운 과제다. 100개가 넘는 국가가 탄소중립을 선언했으나 법으로 탄소중립을 명시한 나라는 몇 개국 밖에 안된다. 세계 1, 2위 탄소배출국인 중국, 미국 등 대부분 국가는 아직 선언적 수준이다. 우리나라도 지난해 10월 탄소중립을 공표했으나 계획 단계에 있다.

탄소중립을 위해서는 에너지 절약, 효율 향상, 탄소포집, 수소 및 재생에너지 이용, 에너지 이용의 전기화 등의 방안이 제시된다. 가장 큰 효과는 에너지 이용의 전기화와 무탄소 에너지를 이용한 전기생산에서 나온다. 예를 들면 내연기관차를 전기차로 대체하고 취사와 난방용 도시가스를 전기로 전환하는 것이다. 국제에너지기구에 따르면 탄소중립을 하려면 현재 에너지 소비의 20%를 차지하는 전기가 2050년엔 50% 이상이 되고 무탄소 에너지로 전기를 생산해야 한다.

우리나라 에너지소비의 전기 비중도 20% 정도다. 지난해 전기소비량은 520TWh(테라와트시·1000GWh) 수준이고 한국전력의 전력판매 금액은 58조원이다. 에너지 소비 증가가 에너지 절약과 효율로 상쇄된다고 가정하고 지난해 수준의 에너지 소비의 50%를 2050년 전기로 소비한다면 전기소비량은 1300TWh로 지난해 인도의 소비량보다 많다. 금액으로는 150조원 규모가 된다. 30년 안에 전력산업이 3배 가까이 커질 것이라는 얘기다. 전원 구성 측면에서도 큰 변화가 예상된다. 우리나라 발전은 석탄과 가스발전 등 화력발전이 60~65%, 원자력이 25~30%, 재생에너지가 10% 못 미치는 수준이다. 재생에너지는 2019년에만 1000MW급 원전 4기에 이르는 정도로 설비는 크게 늘었지만 간헐성(전력 생산량이 일정하지 않는 특징) 때문에 발전량에서의 기여도는 낮다. 국제에너지기구의 탄소중립 시나리오에 의하면 현재의 주력인 화력발전은 2050년엔 모두 재생에너지와 원자력으로 대체돼야 한다. 탄소포집 기술의 발전 여하에 따라 일부 남을 수 있지만 규모는 크지 않을 것이다. 그나마 바이오에너지를 활용하는 화력발전만이 탄소중립에 적합할 것이다.

전력산업의 변화는 전원구성의 변화뿐 아니다. 재생에너지는 소규모 분산 전원부터 대규모 발전단지까지 다양하다. 원자력도 소형모듈원전의 등장으로 대규모 단지에서 분산형 전원으로 나타날 수 있다. 전력망의 규모도 커지고 분산전원을 위한 초소형 전력망에서 대규모 전력망까지 구성도 복잡해진다. 여기에 재생에너지 확대에 따른 잉여전력 등 간헐성 관리를 위해 중국, 러시아와의 전력망 연결도 필요하다. 전력망은 지금보다 훨씬 커지고 복잡해질 것이다.

2050 탄소중립을 위해 전력산업은 비약적으로 확대되지만 막대한 투자재원이 필요한 데다 산업구조와 전력시장에서 큰 변화가 찾아올 것이다. 예견되는 변화에 대처하기 위한 전력산업계의 고민이 필요하다. 한전 중심 공기업체제가 변화에 효율적일지, 제한적으로 개방된 현재 전력시장이 적합할지 등에 대한 고민은 물론, 화력발전사들이 탄소중립에 적응해 재생에너지로 전환하고 탄소포집기술로 돌파구를 찾을 수 있는 지원도 있어야 한다. 기업의 경영환경도 탄소중립의 영향을 갈수록 받는다. 유럽이 2023년부터 실시하는 탄소국경세가 대표적인 예다. 이를 피하려면 대규모 전기소비 기업이 재생에너지뿐 아니라 원전과도 직접계약을 맺어 무탄소 전기를 쓸 수 있도록 전력거래를 열어줘야 한다. 탄소중립이 가져올 전력산업의 변화에 대한 준비는 당장 시작해도 결코 빠르지 않다.

정동욱 중앙대 에너지시스템공학부 교수

세종=문채석 기자 chaeso@asiae.co.kr