부문별 재생E 비중 목표치에 매몰되면 ‘낭패’
경제 파급, 신산업·신기술 육성 전략 담아야

박종배 건국대학교 전기전자공학부 교수

2021년 신축년(辛丑年), 하얀 소의 해, 첫 날이 어김없이 밝았다. 하지만, 코로나 19가 여전히 우리를 둘러싸고 있어 새해를 맞는 느낌도 예년과는 달리 기대보다는 우려가 앞선다. 코로나 19가 세계 경제와 사회를 덮친 2020년, 우리나라를 포함한 전 세계는 탄소 중립이라는 선택에 직면하였다. 2050 탄소중립  목표를 일찌감치 발표한 EU를 이어, 미국 바이든 당선자, 일본, 심지어 중국도 탄소 중립 목표를 선언한 한 해였다. 우리나라도 지난 10월 28일 문재인 대통령이 국회에서 탄소 중립을 천명하였으며, 이후 정부는 탄소중립 추진 전략과 비전을 12월 7일 발표한 바 있다.

2021년은 에너지 산업을 중심으로 향후 30년의 부문별 탄소 중립 방안을 구체적인 설계를 하는 원년(元年)이 될 것이다. 유의할 점은 전력, 산업, 수송, 빌딩 등 부문별 재생에너지 비중, 즉, 목표 수치의 설정에 매몰되면 안된다는 것이다. 탄소 중립이 우리 경제에 미치는 영향의 평가, 우리나라 기술력 및 산업 육성 전략 등을 반드시 포함해야 한다. 즉, 우리나라가 반드시 확보해야 하는 신산업과 혁신 기술을 총 망라해야 할 것이다. 비교적 단기인 2030년까지는 상용화된 기술을 바탕으로 공급 비용의 최소화를 추구하되, 2040년까지는 유망한 기술과 산업을 선정하여 지속적인 지원을, 장기인 2050년까지는 완전히 새로운 혁신 기술의 발굴에 집중해야 한다. 우리나라는 제조업이 국내 총생산에서 차지하는 비중이 28%로 절대적으로 높다. 경쟁국인 독일은 22%, 일본은 21%, 미국은 12% 불과하다. 문제는 우리나라의 주력 제조업이 에너지 집약형이고 탄소 의존도가 높다는 것이다. 따라서 탄소 중립으로 달려가는 향후 30년 동안, 우리 경제를 지탱하고 있는 제조업의 부담을 줄여가면서 장기적으로 대체할 신산업과 신기술을 확보하지 못하면 우리의 미래가 없어질 것이다. 즉, 경제 성장과 탄소 중립을 양립할 수 있는 실용적인 방안을 받드시 마련해야 한다.

탄소 중립을 선도하고 있는 유럽연합(EU)은 이의 달성을 위하여 지난 30여년간 꾸준히 준비하였다. 즉, 1996년 1차 에너지패키지에서 전력과 가스 소비자의 공급자 선택권을 일부 보장하였고, 2003년 2차 에너지패키지를 통해 역내 모든 국가에서 소매개방과 제3자 전력망 접속을 개방을 보장하였고, 2009년 3차 에너지패키지에서 송전망의 독립적 운영 기반을 구축하였고, 2019년의 청정에너지 패키지에서 역내 전력시장 연계와 표준화를 추진하였다. 이러한 단계적이고 지속적인 개혁은 이후 2050 탄소중립을 선언하기에 이르렀다. 즉, 유럽연합은 전력시장 개방을 통하여 역내 재생에너지의 경쟁 촉진과 경제적 개발을 지원하였다. 또한, 직류 및 교류 계통연계 활성화는 역내 관성 공유와 超장거리 전력거래를 가능케 하였다. 이 결과, 2019년 전력부문에서 재생에너지의 비중이 36%에 이르게 되었으며, 재생에너지 평균 단가도 지속적으로 하락하였다. 2019년의 평균 단가는 태양광 55$/MWh, 풍력 55$/MWh 수준이며, 특히 해상풍력은 75$/MWh로 글로벌 경쟁력을 확보하고 있다.

한편, 2019년 우리나라의 신재생 발전 비중은 5.4%에 불과하다. 또한, IRENA에 의하면 대규모 태양광의 단가가 11.5$/MWh 정도로 세계 평균인 6.8$/MWh의 1.7배에 이르고 있다. 제9차 수급계획에서는 2034년 신재생 설비용량을 77.8GW, 발전 비중을 26.3%로 설정하고 있다. 탄소 중립과 냉난방, 증기, 수송의 전기화 등을 향후 고려할 경우에는 2034년뿐만 아니라 그 이후의 신재생 비중이 극단적으로 높아질 수 있다. 문제는 어떻게 경제적으로 신재생을 확보하며, 전력공급의 안정성을 담보할 것인가이다. 2020년 제주 전력계통의 신재생 비중은 15% 수준인데, 신재생 차단량은 2%에 이르고 있다. 3단계 HVDC 연계가 지연될 경우, 향후 차단량은 급격하게 증가할 전망이다. 우리나라는 국토가 좁고 전력 계통이 고립되어, EU나 북미의 광범위한 계통에 기반하는 최적지 신재생 개발을 통한 경제성 확보, 관성 공유에 따른 유연성 증가, 시차에 기반한 부하 분배 등의 편익을 누릴 수 없다. 이는 역으로 중국, 일본과의 계통 연계, 즉, 동북아 계통 연계가 필연적임을 알 수 있다. 또한, 해외 저렴한 신재생 개발을 통한 그린 수소의 생산과 수송 산업의 육성도 적극 고려해야 한다. 이는 기존의 자원개발과 LNG선 등 수송 산업의 육성과 매우 유사하다. 뿐만 아니라, 다양한 에너지저장장치, SMR 등의 차세대 원전, 연료전지, VPP 등의 산업의 육성 등도 막라할 필요가 있다.

즉, 부문별 탄소 중립은 비용을 포함한 경제에 미치는 영향 분석, 부문별 대응 방안, 새로운 산업과 기술의 육성 등을 포함하는 실용적인 목표에 바탕을 두어야 한다.