[Remake] RE100의 꿈, CF100의 현실 : 탄소중립을 위한 현실적 접근

[Remake] RE100의 꿈, CF100의 현실 : 탄소중립을  위한 현실적 접근

대학생신재생에너지기자단 26기 김승진, 류호용, 이서진, 27기 김나영, 정환교

22기 김혜윤, 22기 이지원 선배님의 "지는 해 RE100, 뜨는 해 CF100" 기사의 Remake 버전입니다.

기사 작성에 도움을 주시고 배려해 주신 22기 김혜윤, 22기 이지원 선배님에게 감사드립니다.

 

탄소중립 시계는 빨리 간다, 현실적 대안은 CF100

[자료 1. CF100]

출처: SK E&S

에너지 산업은 기존의 화석연료 중심에서 재생에너지로의 전환을 통해 친환경적이고 지속 가능한 미래를 꿈꾸고 있다. 특히, 글로벌 기업들은 RE100(Renewable Electricity 100%)을 채택하며 ESG(환경·사회·지배구조) 경영을 강화하고, 탄소 배출 감축을 위한 노력을 기울이고 있다. 이에 맞춰 각국 정부도 탄소 중립 목표를 설정하고, 재생에너지 확대를 위한 정책을 적극 추진하고 있다.

하지만 RE100이 탄소 중립을 달성하는 최적의 해법인지에 대한 의문이 제기되고 있다. 재생에너지는 기후 조건에 따라 간헐성이 커 안정적인 전력 공급이 어렵고, 이를 보완할 저장 기술(배터리, 수소 등)은 아직 경제성과 효율성에서 한계를 보이고 있다. 또한, 대규모 재생에너지 발전소 구축을 위한 토지와 송전망 확보 문제도 중요한 장애물이다. 특히, 우리나라는 국토 면적이 좁고 산지 비율이 높아 RE100을 통해 글로벌 환경 목표를 달성하기에는 불리한 상황이다.

이에 따라, 원자력과 재생에너지를 결합한 CF100(Carbon-Free 100%)가 현실적인 대안으로 주목받고 있다. CF100의 방안으로 원자력 등 무탄소 에너지원을 활용해 안정적인 기저 부하를 확보하고, 재생에너지로 첨두부하를 충당하는 방식을 사용한다면 탄소 배출 없이 지속 가능한 전력망을 구축할 수 있다.

본 기사는 RE100의 한계를 분석하고, CF100의 필요성과 가능성을 조명하여 보다 현실적이고 포용적인 탄소 중립 접근을 제시하고자 한다.

 

RE100의 기술⋅환경적 한계

RE100 기업이 사용하는 전기를 재생에너지만으로 충당하겠다는 자발적인 캠페인을 말한다. 이는 2014년, 탄소정보공개프로젝트, CDP(Carbone Disclousre Project)와 파트너십을 맺은 비영리기구인 ‘더클라이밋그룹(The Climate Group)’ 주도로 시작됐다. 이때, RE100에서 인정하는 재생에너지는 태양광, 풍력, 수열 등 화석연료와 원자력과 달리 무공해에 해당하는 에너지원을 말한다.

[자료 2. 2023년 주요 국가별 RE100 참여 기업]

출처: 한국일보

RE100이 제안된 이후 10년 차에 해당하는 2024년 5월, 정부는 제11차 전력수급계획에서 한국의 2030년 재생에너지 발전량의 목표가 21.6%임을 공개했다. 이는 2년 전과 같은 수준으로, OECD 37개국 중 최저에 해당하며, 영국과 미국, 일본 등 세계 주요국의 2030년 설정목표와 큰 차이를 보인다. 클라이밋 그룹에서는 RE100 캠페인에 가입한 국내 36개 기업들이 전력의 약 9%만을 재생에너지로 공급받고 있는데, 이는 전 세계 회원사 평균인 50%에 비해 낮은 수준이라고 밝혔다. 이에 클라이밋 그룹 최고 책임자, 헬렌 클락슨은 "매우 실망스러운 일이라고 생각합니다. 한국은 2030년까지 재생에너지 비율을 3배로 늘리겠다고 약속했습니다”라고 말했다. 이러한 계획이 발표되는 동안 한국은 원전투자에 집중했다. 정부는 2038년까지 원전 4기의 건설계획을 발표했다.

한국이 이러한 결정을 내린 것에는 이유가 있다는 점이 자명하며, 그 이유를 재생에너지의 간헐성(변동성)으로 분석할 수 있다. 대표적으로 태양광에너지와 풍력에너지로부터 쉽게 찾아볼 수 있다. 태양광의 경우 낮과 밤이 존재하는 한국의 경우 간헐성이 두드러진다. 이로 인해 에너지 공급이 낮시간에 최대에 이르되, 이후 급격히 감소되는 덕커브(Duck Curve) 현상이 나타난다. 

[자료 3. 덕커브에 대한 에너지저장장치 도입효과]

출처: 전기저널

또한 풍력의 경우 바람이 많이 부는 지역이 제한적이며, 이런 지역들 마저 바람이 간헐적으로 부는 경우가 잦아 일정한 풍력에너지를 공급하기 어렵다. 또한 위 두 가지 재생에너지원을 비롯하여 재생에너지들은 발전량의 간헐성과 더불어 발전지역이 제한된 제약, 토지 및 생태계 파괴의 문제가 대두된다. 실제로 태양광패널이 설치되는 과정에서 토지를 가공하기 위해 생태계가 파괴되는 문제가 발생하며, 풍력발전의 경우 소음의 문제점으로부터 지역사회에서 갈등이 끊임없이 거론되고 있다.

[자료 4. ESS가 설치된 예시]

출처: Solar Power World

단순히 재생에너지의 발전에서만 한계가 나타나는 것이 아닌, 발전 이후 이를 실용화하는 과정에서도 한계가 나타난다. 덕커브를 비롯한 재생에너지원의 간헐성을 해결하기 위해서 우리는 ESS(Energy Storage System)을 도입하여 활용하고 있다. 그러나 재생에너지를 저장한다는 목적성에 불구하고, ESS 또한 기존 재생에너지원에서 연계가 된 한계가 지적된다. 현재 주로 사용하는 리튬이차전지(LIB), 레독스흐름전지(RFB)에 있어서는 화재위험성과 과도한 토지사용의 문제점이 지적된다. 또한 사용하는 희토류 광물로부터 가격적인 변동성을 면치 못하며, 설치에 있어 비용적 문제와 발전단가의 추가적 상승이 나타난다.

 

CF100의 개념과 장점

그렇다면 새로운 대안으로 떠오르고 있는 CF100은 무엇일까. CF100은 ‘Carbon Free 100%’의 약칭으로 무탄소에너지만을 사용하자는 캠페인이다. 무탄소에너지란 재생에너지뿐만 아니라 탄소를 배출하지 않는 원전과 청정수소, 탄소 포집·저장(CCS) 등을 포괄하는 개념이다. 태양열이나 풍력, 수력처럼 재생 가능한 천연에너지만을 100% 사용하자는 RE100과 다르다. RE100은 원전이나 수소를 재생에너지로 인정하지 않는다. 그러나 24/7 Carbon-Free Energy Compact(CFE 24/7)로 알려진 CF100은 무탄소 에너지 미래를 실현하는 사명감이 있는 기업, 정책 입안자, 투자자 및 조직으로 구성된 글로벌 그룹으로서 1년 365일 매일 매시간 매분 매초 실시간 사용하는 에너지가 무탄소가 되도록 하는 것을 목표로 한다.

[자료 5. RE100과 CF100 비교]

출처: 비즈워치

CF100과 RE100의 큰 차이점 중 하나는 원자력의 유무를 꼽을 수 있다. RE100과 달리 CF100은 원자력을 사용해 재생에너지의 단점을 보완한다. 보통 태양광과 풍력만 있는 곳이라면 실시간 모든 전력을 무탄소로 공급하는 것이 매우 어렵다. 태양광, 풍력 등 주요한 재생에너지 자원을 활용한 전기 생산은 날씨 등 외부요인에 따라 좌우되기 때문이다. 이러한 특성을 간헐성이라 부른다. 태양광과 풍력이 주인 재생에너지의 경우 태양광은 밤에는 전력이 나오지 않는 것, 풍력의 경우에 바람이 불지 않거나 강풍의 경우에는 정지해 전력이 나오지 않는 것을 예시로 들 수 있다.

그러나 원자력은 탄소 배출이 없으면서도 안정적인 전력을 공급할 수 있는 베이스로드 전원이다. 간헐성이 없는 원자력은 실시간으로 원전에서 원하는 양을 공급받을 수 있다. 외부 환경에 영향을 받지 않고 기본적인 전력 수요를 안정적으로 공급한다. 또한, 국제에너지기구(IEA)에 따르면 원자력발전의 CO2 배출량은 단위전력(kWh) 생산 당 석탄발전의 약 1/1000에 불과하며, 태양광의 1/5 수준, 풍력과 유사한 수준이며 수력발전 다음으로 적다. 이처럼 원자력은 탄소 배출과 간헐성의 우려 없는 에너지로 CF100 달성에 기여한다.

[자료 6. 대한민국 포함 주요 국가들의 에너지 공급원 현황]

출처: 뉴닉

CF100의 에너지 공급원에 대한 유연한 접근은 재생에너지로만 국가의 전력을 안정적으로 공급하는 것이 어려운 국가에 현실적인 해결법이 될 수 있다. 한국의 경우, 좁은 국토와 높은 인구 밀도 때문에 재생에너지 인프라를 늘리기 어렵다. 태양광 패널 설치 공간이 부족하고, 해상풍력은 어민들의 반발에 부딪힌다. 수력발전이 많은 유럽의 국가나 미국의 특정 주는 재생에너지만으로 산업용 전력을 충당하는 것이 가능할 수 있겠으나 수력과 같은 안정적 재생에너지가 거의 없는 국내 환경에서는 안정적 공급이 불가능한 것이 현실이다. 그러나 CF100의 에너지 믹스는 재생에너지의 한계를 원자력과의 조화를 통해 보완해, 탄소 중립을 달성할 방법을 제공한다.

 

글로벌 사례와 한국의 상황

[자료 7. 주요국 원전 확대 정책 현황]

출처: 매일경제

① 프랑스: 원자력 중심의 탄소 중립 전략

프랑스는 원자력 발전을 에너지 정책의 핵심으로 삼아 탄소 중립을 선도하고 있다. 현재 프랑스 전력의 약 70%를 원자력이 공급하며, 이로 인해 독일, 이탈리아 등 주변국 대비 탄소 배출량이 현저히 낮다. 1973년 오일쇼크 이후 에너지 안보 강화를 위해 원전 확대 정책을 추진한 결과, 안정적인 전력 공급과 탄소 감축을 동시에 달성했다. 특히, 프랑스는 원자력의 경제성과 환경적 이점을 극대화하기 위해 지속적으로 기술 혁신을 이어가고 있다. 최근에는 CF100 목표를 위해 기존 원전 설비를 점검하고, 소형모듈원자로(SMR) 등 신형 원자로 개발에도 적극적으로 투자하고 있다. 프랑스 정부는 “원자력은 탄소 중립을 위한 필수적인 에너지원”이라며 원전 확대 의지를 재차 강조했다.

② 미국: 원자력과 재생에너지의 균형 잡힌 에너지 믹스

미국은 세계 최대 원전 보유국으로, 전체 전력의 약 20%를 원자력이 차지한다. 미국 정부는 탄소 중립을 위해 원자력을 무탄소 기저부하 전원으로 평가하며, 재생에너지와의 조화를 강조하고 있다. 바이든 행정부는 2050년까지 원전 발전 용량을 3배로 늘리는 계획을 발표했으며, 풍력과 태양광 등 재생에너지 확대 정책도 병행하고 있다. 특히, 미국 에너지부(DOE)는 원자력의 기술 혁신을 지원하기 위해 SMR 개발에 약 6억달러를 투자할 예정이다. 이를 통해 미국은 CF100 달성을 위한 다각적인 전략을 추진 중이다.

③ 영국: 원자력과 해상풍력의 시너지

영국은 2050년 탄소 중립 목표를 위해 원자력과 재생에너지를 균형 있게 활용하는 정책을 펼치고 있다. 영국 정부는 2024년 7월 신규 원전 건설 추진 계획을 발표했으며, 해상풍력을 중심으로 재생에너지 발전 용량을 확대하고 있다. 영국 정부는 원자력의 안정성과 재생에너지의 잠재력을 결합해 탄소 중립을 달성하려는 전략을 구체화하고 있다. 특히, 영국은 2030년까지 해상풍력 발전 용량을 50GW로 확대할 계획이며, 이를 통해 재생에너지의 간헐성 문제를 원자력으로 보완할 예정이다. 동시에 ‘그레이트 브리티시 뉴클리어(Great British Nuclear)’에서 소형 모듈형 원자로(SMR) 개발도 적극적으로 진행 중이다.

④ 일본: 후쿠시마 원전 사고 이후 안전 규제 강화 및 에너지 안정성 확보

일본은 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후, 안전 규제를 대폭 강화하고 독립적 원자력 규제 기관인 '원자력규제위원회(NRA)'를 설립하는 등 원전 안전 관리 시스템을 정비 및 구축했다. 이를 바탕으로 기존 원전에 대한 안전 검증을 거친 후 10기 이상의 원전을 가동 재개했다. 특히, 간사이전력 다카하마원전 3, 4호기는 운전 기간을 20년 연장함으로써 안정적인 전력 공급과 온실가스 감축 목표 달성에 기여하고 있다. 이와 동시에, 일본 정부는 다양한 재생에너지 분야에 대한 투자와 정책 지원을 확대해, 2030년까지 재생에너지 발전 비중을 늘릴 것이라고 발표했다. 이처럼, 일본은 원자력과 재생에너지의 상호 보완적 활용을 통해 CF100이라는 목표를 향해 나아가고 있다.

그러면 한국의 상황은 어떨까? 한국은 2017년 탈원전 정책을 추진하며 신규 원전 건설을 중단하고, 기존 원전의 조기 폐쇄를 결정하는 등 원자력 발전 비중을 축소해 왔다. 대신 재생에너지 확대에 주력했으나, 태양광과 풍력의 간헐성 문제, 에너지 저장 기술의 한계 등으로 안정적인 전력 공급에 어려움을 겪고 있다. 특히, 2022년 여름 전력 수요 급증 당시 재생에너지의 불안정한 공급으로 인해 전력난 위기가 발생하기도 했다. 이에 따라 원자력 발전의 역할을 재평가해야 한다는 목소리가 커지고 있으며, 현 정부도 원전 비중을 점진적으로 확대하는 방향으로 정책을 전환하고 있다. 한국에너지공단에 따르면, 2030년까지 원자력 발전 비중을 30% 이상으로 확대할 계획이다.

결과적으로, 프랑스, 미국, 영국 등 주요 국가들은 원자력을 탄소 중립의 핵심 수단으로 활용하며, 재생에너지와의 조화를 통해 CF100 달성을 추진하고 있다. 반면, 한국은 탈원전 정책으로 원자력 비중을 축소한 결과, 재생에너지의 한계를 극복하지 못하고 있다. 이에 따라 한국도 글로벌 추세에 발맞춰 원자력과 재생에너지의 균형 잡힌 에너지 믹스 전략을 수립할 필요가 있다.

 

탄소 중립을 위한 포용적 접근

RE100은 탄소 중립 목표를 향한 중요한 단계로, 재생에너지의 확대를 촉진하는 핵심 원칙이다. 그러나 그 한계도 분명하다. 재생에너지의 간헐성, 배터리 저장 기술의 미성숙, 대규모 토지 사용 문제 등은 탄소 중립을 달성하는 데 있어 중요한 장애물로 작용할 수 있다. 또한 아직 관련 인프라가 부족한 아프리카 등에서는 RE100이 산업발전에 거대한 장애물로서 작용할 수 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 RE100만으로는 충분하지 않으며, 보다 현실적이고 종합적인 접근이 필요하다.

CF100(Carbon-Free 100%)을 위한 접근은 이러한 현실적인 대안을 제시한다. 원자력 발전은 탄소 배출 없이 안정적인 전력을 공급할 수 있는 핵심적인 에너지원으로, 재생에너지의 간헐성을 보완하며 기저 부하를 안정적으로 공급할 수 있다. 또한, 재생에너지를 첨두부하 발전에 활용하는 방식은 탄소 중립을 달성하는 데 있어 균형 잡힌 에너지 믹스를 구현할 수 있다.

글로벌 사례를 보면, 프랑스, 미국, 영국 등은 원자력 발전을 탄소 중립 전략의 중심으로 삼고 있으며, 이는 그들이 탄소 배출을 크게 줄이는 데 기여한 중요한 요인이다. 반면, 한국은 탈원전 정책으로 인해 원자력의 역할이 축소됐고, 이에 따라 재생에너지 확대만으로는 탄소 중립 목표를 달성하는 데 한계가 있을 수 있다는 점을 명확히 인식해야 한다. 

한국은 위와 같은 한계를 극복하기 위해 최근 CFE 이니셔티브 같은 한국판 CF100 정책을 구상 중이다. CFE(Carbon Free Energy) 이니셔티브는 한국 정부 주도의 국제 협력 구상으로, ‘무탄소 에너지’를 활용해 탄소 중립 달성을 목표로 하고 있다. CFE 이니셔티브는 ‘기술 중립성(Technol-ogy Neutrality)’을 기반으로, 재생에너지뿐만 아니라 원자력, 수소, CCUS(탄소 포집·활용·저장) 등 모든 무탄소 에너지원을 포괄해 현실적인 탄소 중립 달성 방안을 모색한다는 점에서 차별성을 가진다. 

따라서 탄소 중립을 향한 보다 포용적이고 실현 가능한 접근은 RE100을 넘어서 CF100을 목표로 하는 정책적 방향으로 나아가야 한다. 정부와 산업계는 원자력과 재생에너지를 조화롭게 결합하여 시너지를 극대화할 수 있는 전략을 수립하고, 이를 바탕으로 지속 가능한 에너지 전환을 추진해야 한다. 이와 같은 전환이 이루어질 때, 우리는 진정한 탄소 중립 사회로 나아갈 수 있을 것이다.

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탄소 중립, RE100, CF100에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "중소기업, 탄소중립의 길을 묻다", 26기 김대건, https://renewableenergyfollowers.org/4689

중소기업, 탄소중립의 길을 묻다

2. "한국의 RE100은 어떻게 진행되고 있을까?", 21기 한세민, 24기 변지원, 25기 맹주현, 26기 류호용, https://renewableenergyfollowers.org/4545

한국의 RE100은 어떻게 진행되고 있을까?

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참고문헌

[탄소중립 시계는 빨리 간다, 현실적 대안은 CF100]

1) 정용훈, "무탄소 에너지 100%(CF100)으로 가는 길과 원자력", 전기저널, 2023.11.15, 

http://www.keaj.kr/news/articleView.html?idxno=5206

[RE100의 기술⋅환경적 한계]

1) 손성용, "재생에너지 확산과 미래의 시스템비용", 전기저널, 2022.01.07,
http://www.keaj.kr/news/articleView.html?idxno=4403

2) 장다울, “RE100은 무엇이며 왜 중요한가요? RE100에 대한 8가지 사실”, 그린피스, 2022.02.07, https://www.greenpeace.org/korea/update/21347/blog-ce-why-re100-is-important/

3) 현인아, ”[단독] RE100 "한국 매우 실망스럽다. 세계시장 잃는 실수될 것"”, MBC, 2024.06.10, https://imnews.imbc.com/replay/2024/nwdesk/article/6606518_36515.html

[CF100의 개념과 장점]

1) 김민성, “RE100 부담 느낀 기업들 'CF100 대안 될까'”, 비즈워치, 2023.06.06, 
https://news.bizwatch.co.kr/article/industry/2023/06/05/0018

2) 생감, "에너지 섞어볼까? 에너지 믹스(Energy Mix)", 뉴닉, 2024.07.23, 
https://newneek.co/@thithank/article/10958

에너지 섞어볼까?💫 에너지 믹스(Energy Mix)

3) 이재성, “RE100 건너뛰고 CF100 외치는 블랙 코미디 [유레카]”, 한겨레, 2023.05.22, https://www.hani.co.kr/arti/opinion/column/1092768.html

4) 정용훈, “무탄소 에너지 100%(CF100)으로 가는 길과 원자력”, 전기저널, 2023.11.15, http://www.keaj.kr/news/articleView.html?idxno=5206

[글로벌 사례와 한국의 상황]

1) 신정식, 한국에너지공단, “한국의 에너지 정책과 원전의 역할”, 2015.09, 
https://www.keei.re.kr/keei/download/seminar/150904/DI150904_a01.pdf

2) 영국 정부, “Government rips up rules to fire-up nuclear power”, 2025.02.06, 
https://www.gov.uk/government/news/government-rips-up-rules-to-fire-up-nuclear-power

3) International Energy Agency (IEA), “Nuclear Power in a clean energy system”, 2019.05, https://www.iea.org/reports/nuclear-power-in-a-clean-energy-system

4) IPCC, “Special Report on Global Warming of 1.5C”, 2018.10, 
https://www.ipcc.ch/sr15/

5) World Nuclear Association, “How can nuclear combat climate change?”, 2021.10,
https://world-nuclear.org/nuclear-essentials/how-can-nuclear-combat-climate-change

[탄소 중립을 위한 포용적 접근]

1) 김규현, “CFE 이니셔티브, 탄소 중립과 에너지 안보 두 마리 토끼 잡기”, ECONOMY Chosun, 2025.01.27, 
https://economychosun.com/site/data/html_dir/2025/01/24/2025012400038.html

2) 김창규, “탄소제로의 길, ‘포용성’ 높여야 할 때” , 이투데이, 2024.10.20,
https://www.etoday.co.kr/news/view/2411189