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화석에너지의 몰락, 신재생에너지의 부흥

 

 

 화석에너지에서 신재생 에너지로의 에너지 전환은 처음 있는 현상이 아니다. 수 백 년 전 반세기 이상에 걸쳐 목재에서 석탄으로의 이행이 있었다. 150여 년 전, 미국 펜실베니아주 타이터스빌 인근에서 유정이 발굴되어 미국의 유정개발사업은 닻을 올렸다. 이 당시에는 석유 생산량이 많지 않았다. 1998, 프래킹 공법(수압파쇄법)이 상용화에 성공하면서 석탄과 석유를 주원료로 움직이는 경제가 탄생하였다. 그러나 지금은 수력, 태양, 풍력, 지력 등을 원동력으로 하는 경제로 우리를 이끄는 에너지 전환이 진행 중이다.

[그림 1. 프래킹 공법 구조도]

출처: North American Energy News

 

에너지 전환이란?

 보다 친환경적이고 고갈되지 않는 에너지원을 선택하여 기존의 제한적인 자원에서 멀어지고자 하는 움직임이다. 기후변화와 환경오염을 해결함과 동시에 경제적 기회를 놓치지 않기 위해서는 빠르면서도 바르게 전환하는 것이 중요할 것이다.

 전 세계에서 재생가능에너지 지원 정책을 보유하고 있는 국가는 176개국에 이른다. 이처럼 에너지 시장은 대전환이 이뤄지고 있다. 최근 트럼프 대통령이 파리협정을 탈퇴하고, 미국 내 화석 연료 개발 및 생산 확대를 통해 에너지 독립을 하겠다고 주장했으나 재생에너지 산업의 성장을 막기 힘들 것이다.

 

? 화석에너지에서 재생에너지로 대규모 전환에 박차를 가하고 있을까?

1) 기후변화로 인한 우리 미래에 미치는 영향 때문이다.

 석탄, 석유, 천연가스의 연소에 의한 이산화탄소 배출이 기후변화의 원인이라는 가설이 가장 유력하다. 산업혁명을 기준으로 대기 중의 이산화탄소가 35%로 급격히 증가하여 지구온난화를 가속화 시켰다는 것이다. 또한, 지구의 기온 상승으로 인해 빙하가 녹으며 해수면 상승, 세기가 커지는 폭풍우, 작물 수확량 감소 등의 심각한 문제가 초래되고 있다. 그렇기에 에너지 생산방식을 대규모로 전환하는 움직임을 보이는 것이다.

[그래프 1. 연도별 이산화탄소, 메탄, 산화질소 변화]

출처: IPCC

 

2) 에너지 가격 통제권

 에너지 생산과 에너지 안보 전반을 생산지역에서 자체적으로 제어하고자 하는 욕구가 있다. 에너지 가격 통제권을 가지고 있다면 정치적, 군사적 위협의 도구로서 에너지 공급 중단 조치가 이뤄지더라도, 자국 내 에너지 생산량을 늘려 에너지 사용을 안정화할 수 있다.

 

3) 쇠퇴하는 석유, 석탄, 원자력

 석탄과 석유는 에너지 밀도가 높은 매우 우수한 연료이다. 그러나 환경을 오염하고 기후를 불안정하게 만들며 최종적으로는 고갈되는 물질이다.

 석탄은 화석 연료에서 배출되는 이산화탄소 배출량의 44%를 차지하고 있으며, 미세먼지와 유해물질을 발생시켜 대기를 오염시키고, 채굴에서 연소와 처리에 이르기까지 수자원이 오염된다. 석유 또한 채굴과 정제, 수송 및 소비의 과정에서 환경오염을 초래한다. 만일 석유가 유출되었을 때, 그 일대가 장기간 생태계 파괴되는 일이 일어난다는 것은 누구나 아는 사실일 것이다.

 원자력발전은 소비에트 연방 우크라이나 체르노빌 원전사고, 미국 펜실베이니아주 스리마일섬, 일본 후쿠시마 원전사고에서 증명된 바와 같이, 예상치 못하게 재앙을 일으킬 수 있다는 위험성을 내포하고 있다.

[그래프 2. 발원별 이산화탄소 배출량]

출처: IAEA (국제 원자력 기구)

 이러한 문제점을 인지하고 있는 사람들이 증가함에 따라 여러 캠페인과 시위가 일어나며 에너지의 전환에 대규모로 박차를 가하고 있다.

 신재생에너지 중에서 특히 주목하고 있는 것은 태양 에너지와 풍력 에너지다. 초기 비용만 투자한다면, 그 이후로 낮은 비용으로 발전이 가능하며 최근 급속히 성장하는 등 잠재 가능성이 존재하는 에너지다. 게다가 초기투자 비용이 매년 하락하고 있다.

 

에너지 변화를 이끄는 주요국가

 기후 취약성 포럼(Climate Vulnerable Forum)에 속해있는 48개국의 개발도상국이 2050년까지 100% 재생가능에너지로 전력을 공급하기로 약속했다. 아프가니스탄, 필리핀, 방글라데시, 온두라스, 세네갈, 몽골 등의 나라가 이곳에 속해있다.

 EU 회원국 중 풍력발전 보급률이 10% 이상인 국가는 덴마크(36.8%), 포르투갈(24.7%), 키프로스(19.7%), 스페인(19.0%), 독일(16.0%) 등이다.

 덴마크는 1980년대 풍력발전을 도입한 이래 탈 화석연료 사회로 전환하는 데 있어 풍력이 중추 역할을 담당하고 있다. 풍력발전으로 2014년에 총 소비전력의 32%, 2015년에 42%를 생산하였다. 이에 그치지 않고 2020년까지 풍력발전으로 총소비전력의 50%를 공급하는 목표를 설정했다.

 독일은 2020년까지 온실가스 배출량을 1990년 대비 40%, 2050년에는 80~95% 감축할 계획이다. 2011, 앙겔라 메르켈 총리가 “2022년까지 모든 원자로를 폐쇄하겠다라며 탈 원전을 선언했다. 지멘스-가메사, 에너콘, 노르덱스 등 풍력 발전의 강자들을 보유하고 있어 재생에너지 산업은 독일의 주력 산업 중 하나로 자리 잡았다.

 호주(남호주) 전력공급비가 석탄화력 발전소보다 풍력발전단지가 더 많아졌다. 2014930일 풍력과 태양광 발전만으로 주 전체 전력 수요를 웃돌았다.

 중국은 2015년 세계 재생에너지 투자의 1/3을 차지하며 보급과 투자를 주도하고 있다. 또한, 중국은 풍력 발전 단지의 발전량이 원 자력 발전량보다 많아졌다. 설비용량 기준으로 중국은 수력, 태양광, 풍력, 태양열, 지열 난방 분야에서 모두 세계 1위를 차치하고 있다. 17천만 세대에 지붕 위 태양열온수기가 공급되어, 급탕하여 사용 중이다.

 미국은 아이오와주, 사우스 다코다 주에서 전력의 26% 이상 풍력발전단지에서 생산되고 있다. 텍사스주는 풍력발전으로 전체 전력 소비량의 10%를 충당하고 있다. 바이오 연료 생산을 브라질과 함께 주도하면서 풍력과 태양광 확대도 활발하다.

[1. 2016년 세계 재생에너지 투자순위]

출처: REN21

 

 태양광과 풍력발전의 비용하락을 배경으로 아프리카 지역에서 대규모 투자가 확대되고 있다. 블룸버그 뉴에너지 파이낸스에 따르면 20148월 아프리카의 재생에너지 설비 도입규모는 이전, 14년 동안의 재생에너지 도입 총량을 웃돌 것이라는 전망이다.

 파리협정의 체결로 2016년 초를 시점으로 173개국이 재생에너지 목표를 가지고 있고 146개국이 재생에너지 지원 정책을 시행하고 있다. 태양광을 전력으로 변환시키는 태양전지의 이용은 전 세계에서 매년 50% 넘는 속도로 확대되고 있다. 세계 재생에너지 발전설비 용량은 2017년 말에 2200GW 이상에 달할 것으로 예상된다. 세계는 화석에너지에서 신재생에너지로 대전환을 맞이하고 있다.

 

 

참고문헌

1. 레스터 브라운, 에너지대전환, 어문학사, 2016

2. 슬로우뉴스, “‘에너지 전환 가능할까?‘ 아닌 어떻게 해야할까?‘ 질문할 때”, 이진선, 그린피스 서울사무소, 2017

3. INDEPENDENT, “Nearly 50 countries vow to use 100% renewable energy by 2050”, 2016

4. TECH M, “탈원전 대안으로 떠오른 태양광·풍력 전망은”, 곽대종, 에너지 산업연구부 연구위원, 2017

 

 

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