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탄소중립 - 에너지전환편
KDI 경제정보센터 자료연구팀 2022년 02호

#1. 탄소중립은 인간 활동에 의한 온실가스 배출을 줄이고, 남은 온실가스는 흡수, 제거하여 실질적인 배출량을 0(zero)로 한다는 개념입니다.

#2. 그렇다면 국내 온실가스 총배출량에서 가장 큰 부분을 차지하는 분야는 무엇일까요?

#3. 바로 전기 및 열 등을 생산, 공급하는 ‘에너지 산업(38%)’입니다.

#4. 여기서 드는 의문! 안정적인 에너지 공급과 탄소중립은 양립가능한 목표일까요?
지금부터 같이 살펴보겠습니다.

#5. 그동안 우리나라는 제조업에 대한 집중 육성과 투자, 수출확대를 통해 경제 성장을 이뤄왔는데, 이를 달성하기 위해 안정적인 전력 공급은 필수적이었습니다.

#6. 그렇기 때문에 공급이 안정적이고 비용이 저렴한 화석연료를 기저발전원으로 채택했던 것이지요.

#7. 그 결과 우리나라 전체 발전량 중 석탄발전에 의한 발전량은 41.9%, 액화천연가스(LNG)에 의한 발전량은 26.8%로 화석연료가 공급하는 전력량이 전체의 70%에 달합니다.

#8. 이런 상황에서 탄소중립을 달성하기 위해서는 석탄과 LNG 등 화석연료를 통한 발전 비중을 줄이고, 현재 6.2%에 불과한 재생에너지의 비중을 늘려야 합니다.

#9. 하지만 태양광과 풍력으로 대표되는 재생에너지는 기상조건에 영향을 받기 때문에 발전량이 간헐적이고 변동성이 높습니다.

#10. 이렇게 발전량에 간헐성이 증가하면, 전력을 안정적으로 공급하는 데 문제가 발생합니다. 그리고 이는 전기 요금 변동성과도 연결됩니다.

#11. 실제로 영국은 전체 전력생산의 25%를 풍력발전에 의존하고 있는데, 지난해 여름 대기 정체로 바람이 불지 않게 되면서 전력 생산량이 크게 줄어들었습니다.

#12. 이로 인해 영국은 1년 만에 전기 요금이 7배나 치솟았으며, 영국과 전력망이 연결된 프랑스, 네덜란드, 독일에서도 전기 요금이 급등했습니다.

#13. 반대로 우호적인 기상여건 덕분에 재생에너지의 발전량이 급증하는 것도 좋은 것만은 아닙니다.

#14. 바람이 많이 불거나 햇빛이 좋아서 재생에너지 발전량이 크게 늘어나면 전력계통에 과부하가 생기면서 정전이 발생할 수 있기 때문입니다.

#15. 따라서 재생에너지의 간헐성 문제를 해결하기 위해서는 에너지저장시스템(Energy Storage Systems, ESS), 수소 연료전지 등 보조 발전원이 필요합니다.

#16. 에너지저장시스템(ESS)은 전기에너지를 적게 사용할 때 저장했다가 부족할 때 공급함으로써 에너지 이용 효율을 향상시키고 재생에너지 활용을 제고합니다.

#17. 수소 연료전지는 생산된 잉여전력을 수전해를 통해 수소로 전환하여 저장했다가 필요한 경우 다시 전력, 열 및 자동차용 연료로 공급하게 됩니다.

#18. 그렇다면 기존 기저 발전원이었던 석탄발전은 탄소중립 목표를 달성하기 위해 어떤 조치를 취해야 할까요?

#19. 석탄발전 시설은 단계적으로 축소하거나 상대적으로 이산화탄소 배출량이 적은 LNG 발전시설로 전환하고

#20. 이산화탄소 포집, 저장, 활용(Carbon Capture, Utilization & Storage, CCUS) 기술을 활용해 발전 과정에서 생기는 온실가스를 흡수하거나 제거해야 합니다.

#21. 저탄소 발전원을 중심으로 전력 믹스를 개선하는 동시에 안정적인 전력 공급 체계를 구축하는 것은 기후위기 대응과 경제성장이라는 두 마리 토끼를 잡기 위한 선결조건입니다.

#22. 전 인류의 공통과제인 탄소중립 목표를 달성하면서도 경제성장을 이끌어가는 것, 우리나라가 가진 인적자원과 기술을 활용한다면 지금부터 변화를 만들어갈 수 있습니다.