녹색성장 해답은 새로운 에너지 | 나라경제

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칼럼

연중기획녹색성장 해답은 새로운 에너지

안지운(에너지경제연구원 책임연구원) 2009년 05월호

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작년부터 화두로 떠오르고 있는 ‘저탄소 녹색성장’은 대통령 직속 ‘녹색성장위원회’의 주도 아래 범정부적으로 추진되고 있다. 비단 우리나라뿐만 아니라, 미국의 오바마 정부도 녹색성장과 관련해서 상당한 관심을 보이며 관련된 정책을 펼치고 있다. 이처럼 우리나라를 비롯한 세계 각 국은 수 년 전부터 지속가능한 저탄소 녹색성장에 총력을 다하고 있으며, 기존의 화석연료 기반 에너지 체계를 재생에너지원으로 전환하는데 주력하고 있다.

재생에너지와 더불어 기후변화 대응 및 화석에너지 고갈에 대응하는 분야 중 하나가 바로 ‘신에너지’ 분야다. 우리나라는 ‘신에너지 및 재생에너지 개발•이용•보급 촉진법’상에서 신에너지를 재생에너지와 통합하여 정의하고 있다. 이에 반해 EU는 태양에너지, 풍력과 같은 자연에너지를 재생에너지로 정의한다. 일본의 경우 ‘신에너지’라는 용어를 사용하는데, 이 역시 재생에너지 및 신에너지를 포괄하고 있다. 일본의 ‘신에너지’는 우리나라의 정의보다도 더 포괄적이어서 하천의 열에너지, 지하철폐열 등 다양한 미활용에너지들까지 포함하고 있다.

국가마다 신에너지에 대한 정의도 다르고, 그에 대한 인식과 활용가치도 다르겠지만 현재의 에너지 문제를 해결할 수 있는 새로운 에너지 기술로서 인정받고 있는 것만은 사실이다.

우리나라는 ‘석탄IGCC’, ‘수소’, ‘연료전지’의 세 가지 분야를 신에너지로 정의하고 있다.
석탄가스화 복합발전기술(IGCC:Integrated Gasification Combined Cycle)은 석탄, 중질잔사유 등의 저급원료를 고온•고압의 가스화기에서 수증기와 함께 한정된 산소로 불완전 연소시킨다. 이를 통해 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스가 만들어지면 정제 공정을 거친 후 가스터빈 및 증기터빈 등을 구동하여 발전하는 신기술이다. 기존의 화석에너지원을 보다 효율적이고 청정하게 사용할 수 있는 기법으로 세계국가 중 우리나라만 유일하게 ‘신•재생에너지’로 이를 분류하여 개발하고 있다.

수소에너지는 실제 신에너지에 있어 가장 핵심적인 부분을 차지하고 있다. 수소를 에너지로 이용하는 기술은 아직 기초기술 단계에 머물러 있고, 특히 수소 생산 및 저장 분야는 기술적인 실현 가능성 문제에서부터 대규모의 인프라 구축이 필요하다는 점까지 실용화에 많은 애로점을 내포하고 있다.
하지만 수소에너지는 이러한 문제점들에도 불구하고 향후 유망한 에너지 기술로서 부각되고 있다. 고갈되지 않으며 청정하다는 장점 때문에 현재의 에너지 시스템을 혁신할 수 있는 기술로 가장 큰 주목을 받고 있기 때문이다. 특히 수송부문에서 수소를 사용하는 경우, 가솔린차의 종합효율(Well-To-Wheel Efficiency)이 16~18%인데 비해 연료전지 자동차의 경우 최대 42%로서 약 2.5배의 차이를 나타낸다. 또한 환경오염의 면에서 볼 때도 연료전지 차량이 내연기관에 비해 50% 이상의 CO2 배출량 감축효과를 보이는 등 여러 가지 경제적•환경적 이점을 가지고 있다.

수소에너지는 석유나 석탄처럼 하나의 에너지원(resource)라기보다는 에너지 매체(carrier)에 가깝다. 따라서 수소에너지의 도입은 단순한 에너지원의 변화가 아닌 사회 전반의 에너지시스템 및 인프라의 변화를 가져오게 된다. 그리고 수소가 에너지매체로서 사용될 경우 전력 및 수송 부문 간 에너지 수급이 가능해져 - 예를 들어 원자력 발전을 통해 생산된 수소를 이용하여 수소연료전지 자동차를 운행하는 것과 같이 - 에너지를 보다 효율적이고 유연하게 사용하는 것이 가능해진다.

따라서 수소에너지 기술 개발 및 수소경제 구축은 재생에너지 개발 이상의 적극적인 에너지 패러다임의 변화를 꾀하는 방법이라 할 수 있다. 수소는 직접 연소할 수도 있긴 하지만 연료전지를 통하여 이용하는 것이 훨씬 유리하다고 알려져 있다.

또 수소 이용 분야의 많은 부분이 연료전지 기술과 관련이 깊다. 우리나라는 신•재생에너지에 수소와 연료전지를 별도로 분류하여 정의하고 있으나 미국 등 다른 나라에서는 같이 묶어서 다루는 경우도 많다. 지금까지 용융탄산염형(MCFC)와 고체산화물(SOFC), 고분자전해질(PEMFC) 등 여러 가지 방식의 연료전지가 개발되었으며, MCFC나 SOFC는 주로 발전용으로, PEMFC는 수송용 및 휴대용으로 사용될 예정이다. 그러나 연료전지 역시 수소 제조 및 저장 분야와 마찬가지로 기술적 애로사항이 산적해 있으며, 여타 신재생에너지원 중에서 선진국에 비해 다소 기술 수준이 낮은 상황이다.

이와 같은 신에너지들은 자연의 재생가능한 에너지원을 이용하는 재생에너지와 더불어 향후 에너지 문제를 해결할 수 있는 대안으로서 세계적인 주목을 받고 있다. 하지만 재생에너지보다도 그 분류 기준이 불명확하고 나라마다 정의 및 지원 분야가 다르기 때문에 국제협력에서도 어려운 부분이 상당수 존재한다. 수소 및 연료전지 분야는 전 세계적으로 신에너지로서 인정받고 있지만, 실용화 시점에 있어서 재생에너지들보다도 더 먼 미래가 될 것으로 전망하고 있으며, 단기적으로 큰 성과를 얻기는 어려울 것으로 보인다.

그러나 이러한 문제점들이 있다 하여 신에너지의 중요성이 과소평가되어서는 안 되며, 에너지 효율 및 재생에너지 육성 못지않은 중요한 분야임을 인식해야 할 것이다.

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