[EE칼럼] 에너지 문제, 현실적이고 과학적으로 풀라

박종운 동국대 교수

[EE칼럼] 에너지 문제, 현실적이고 과학적으로 풀라 

▲박종운 동국대 교수

우리나라는 2015년 현재, 화력, 원자력 발전설비 용량은 87.6%이나 재생에너지는 7.6%에 불과, 선진국이나 소국들에 비해 매우 낮다. 많은 사람이 그 이유가 국가에서 전력수요를 과다 예측하고 발전단가를 핑계로 화력과 원자력에만 치중하기 때문이라 비판한다.

이런 측면도 있고, 사실 재생에너지 발전단가 하락으로 화력이나 원자력의 상대적 경제성도 떨어져 가고 있음을 부인할 수는 없다. 근래 들어 특히 원전의 지진 안전성과 사용후 연료에 대한 부정적 인식으로 향후 20여년 내 제로화 공약도 대두된다. 그럼 기후온난화와 미세먼지 유발의 화력 제로화 계획은 왜 없을까?

화력, 원자력 모두 없애고 재생에너지로만 전력을 공급한다고 하자. 미국 국립재생에너지연구소의 2012년 재생에너지 소요 면적을 기준으로 보면, 한국의 총설비용량 100 GW 공급에는 총 면적의 20%인 2만 평방km가 된다.

이것이 그럼 가능한가? 태양광은 에너지밀도가 8배 정도 높아 땅 면적이 덜 필요하겠으나 토지 겸용이 불가능하여 마찬가지다. 그 뿐인가? 한국의 재생에너지 설비용량이 7.6%인데 발전량은 반에도 못 미치는 3.3%임에서 보듯이, 재생에너지 발전은 날씨에 따라 변동이 심해 이용율은 평균 30% 수준에 불과하다.

그래서 불안정한 발전량 변동을 메우기 위해 몇 배 용량을 설치하거나, 천연가스 같은 재빠른 대기 발전기 혹은 초대형 배터리나 액화수소탱크 같은 대규모 에너지저장장치를 추가 설치해야 한다. 땅과 돈만으로 되는 것도 아니다. 수요변동에 공급을 정확히 맞춰야 하는데 여기저기 흩어진 풍력발전기를 중앙에서 통제하기도 불가능하다.

이런 재생에너지의 제한점으로 인해 독일은 세계 최대 전기요금을 수용하는 부국임에도 재생에너지 발전량 변동을 아직도 42%의 화력으로 메꾸고 있으며, 최악의 갈탄(Lignite) 발전은 2000년 이래 그대로이다. 이 나라는 비록 원전을 폐지하고 있으나 인접 프랑스는 최소 50% 정책을 유지하며 유사시 서로 전기 매매가 가능하다. 독일만 섬처럼 따로 떼어 보면 안되는 것이다.

최근 스웨덴은 2040년 원전 제로화 계획이 가능한 것을 풍부한 수력과 인접국에서 전기 수입도 가능하기 때문이라고 밝히고 있으며, 무엇보다 여기는 땅 면적이 우리의 5배이고 인구는 1000만명에 불과, 우리보다 25배 상황이 좋다.

반면 미국은 막대한 국토 면적에도 2015년 재생에너지 발전이 11%에 불과하며, 오히려 자국에 풍부하고 싼 천연가스 발전을 2030년까지 33%로 늘릴 계획이며, 9.4%에 불과한 100여기의 원전을 대폭 줄인다는 계획도 없다. 영국도 석탄화력 발전량이 최근 4년간 6분의 1로 감소되었고, 2015년에는 전년대비 재생에너지 발전비중이 19.1%에서 24.6%로 증가되었으나 원자력 비중도 19%에서 21%로 증가되었다. 석탄보다는 덜하나 여전히 탄소를 배출하는 가스 발전은 30% 그대로이다. 즉, 석탄 발전만을 우선 재생에너지와 원자력으로 대체하고 있는 것이다.

우리나라 가정용 전력수요는 14% 수준이므로 전기수요 예측을 현실화하면 2040년까지 재생에너지 비중을 20% 정도로 늘리고 석탄과 원자력 비중을 그만큼 감소하는 것은 기술적으로 가능하리라 본다. 그러나 이에는 부지 확보, 요금 상승 수용과 소비 절약이 전제되어야 한다. 그 이상 확대는 전술한 기술적, 입지적 그리고 경제적 이유로 크게 제한됨을 간과할 수 없다.

기후변화와 환경, 안전을 고려하여 석탄과 원자력 비중을 줄여가더라도 3~4가지 유형으로 시간과 공간적으로 상호 보완할 수 있는 융통성 있는 전력공급원을 가지는 게 현실적이다. 각 전력공급원들의 장점과 한계를 객관적으로 인식하고 우리와 현실이 비슷한 나라의 사례를 참조하여 과학적이고 현실적으로 논의해야 한다. 오히려 이것이 더 빠르고 안전한 것이다.