탄소중립이라는 도전을

어떻게 기회로 바꿀 것인가?

날로 심각해지는 기후변화와 에너지 위기 속에서 2050년 탄소중립 목표를 달성하기 위해 세계 각국이 치열한 노력을 경주하고 있다. 《대한민국 탄소중립의 현실과 미래》는 21세기 가장 중요한 화두로 떠오른 ‘탄소중립’과 관련한 다양한 첨단 기술과 시사 이슈를 다룬 책이다. 에너지, 국제관계, 환경과학기술 등 각 분야의 전문가 9인이 세계와 우리나라가 처해 있는 탄소중립의 현 상황을 개괄하고, 구체적인 탄소중립 실현 방안을 다각도로 분석한다. 러시아-우크라이나 전쟁, 중동 분쟁 등 국제 정세 변화에 따른 에너지 안보 문제부터 친환경 에너지 전환을 위한 각국의 탄소중립 정책과 첨단 기술 경쟁에 이르기까지 다양한 쟁점을 살펴보고, 특히 소형모듈원자로(SMR), 페로브스카이트 태양전지, 이산화탄소 포집 및 활용(CCU) 기술 등 우리나라가 경쟁력을 가진 탄소중립 혁신기술들의 개발 현황을 소개한다. 《대한민국 탄소중립의 현실과 미래》는 탄소중립의 미흡한 현실적 문제들을 지적하고 그 해결 방안을 모색할 뿐 아니라, 탄소중립이라는 도전적 과제가 우리에게 새로운 도약의 기회가 되리라는 희망찬 비전을 제시한다.

[목 차]
  

축사

발간사

 

I. 국제 정세와 에너지 전환

1 글로벌 에너지 위기의 현황 __이재승(고려대학교 국제대학원 교수)

2 에너지 위기와 국제질서의 변화__남정호(한국언론진흥재단 미디어본부장)

3 글로벌 탄소시장의 동향 및 시사점__김용건(연세대학교 국제학대학원 교수)

4 탄소중립을 위한 대전환__김종남(한국에너지기술연구원 18대 원장)

5 기후변화 대응과 탄소중립 달성을 위한 핵심 요소__정태용(연세대학교 국제학대학원 교수)

 

II. 한국의 탄소중립을 위한 에너지 전환과 노력

1 원자력에너지의 이해와 SMR 개발 현황__임채영(한국원자력연구원 원자력진흥전략본부장)

2 태양전지의 이해와 앞으로의 과제__박남규(성균관대학교 화학공학·고분자공학부 종신석좌교수)

3 탄소중립의 게임체인저-CCU 기술__이영국(한국화학연구원장)

4 탄소중립 비전과 대한민국의 새로운 기회__남기태(서울대학교 재료공학부 교수)

 

주

[본 문]
  

탄소중립의 과제는 우선적으로 물량과 탄소 배출 그리고 가격에서 경쟁력을 갖춘 에너지 기술이 확보되어야 하고, 이를 정책적인 틀로 뒷받침해야 한다. 탄소중립은 하나의 단일한 방안이 아닌 여러 차원의 다양한 솔루션을 기반으로 한다. 아울러 에너지 전환 과정에서 에너지 안보를 손상시키지 않는 속도 조절과 국내외의 새로운 격차 발생을 최소화시킬 필요가 있다. - 28쪽

 

이월 제한의 폐지는 그 자체로 바람직한 것임에도 불구하고 이를 위해서는 몇 가지 병행되어야 할 조치들이 있다. 우선 우리나라의 탄소 배출권 시장이 갖고 있는 만성적 공급 부족 현상을 해소할 필요가 있다. 우리나라 탄소시장의 여유 배출권 규모는 다른 시장에 비해 크게 부족할 뿐만 아니라 할당량 규모에 비해 심각하게 부족한 수준이다. EU의 경우 연간 배출권 할당량의 22~46% 수준의 잉여 배출권이 유통 중인 데 반해 우리나라는 4% 수준에 불과한 수준이다. 따라서 배출권 공급 부족을 해소하기 위한 대책이 병행되어야 하는데, 대안으로는 상쇄배출권 공급 확대, 시장 안정화 예비분 활용과 함께 시장 안정화 조치의강화를 고려할 수 있다. - 62쪽

 

탄소중립은 매우 힘들고 어려운 길이다. 하지만 지속가능한 인류의 미래를 위해서는 피할 수 없는 길이다. 탄소중립으로 국내 무탄소 에너지 생산량이 증가하면 94.4%의 에너지 수입 의존도가 획기적으로 낮아져서 에너지 안보가 높아지고 무역수지 개선이 가능하다. 또한 지방의 소멸 위기 지역이 재생에너지 생산으로 소득이 높아지고 이를 활용하는 공장들이 들어서면 지역균형발전도 가능할 것이다. 세계적으로 무탄소 에너지로의 전환에 투자하는 자금이 급속히 증가하여 2023년에는 전통 화석에너지 투자액을 훨씬 넘어서는 $1.77조에 도달하였다. 이에 우리나라도 시대 흐름에 발맞춰 탄소중립 혁신기술 개발로 경제를 활성화시킬 뿐 아니라 향후 30년 동안 정치·경제·사회의 핵심이 될 기후위기에 잘 대처할 수 있기를 기대해본다. - 88~89쪽

 

그동안 한국을 포함하여 경제발전의 성공모델 중 하나는 정부 주도로 계획하고 효과적인 자원 배분으로 빠르게 경제성장을 달성하는 것이었다. 그러나 현재 기후변화 문제를 해결하는 방법은 민간이 주어진 상황과 여건에 따라서 가장 적합한 기술을 개발하고 상용화하며 시장으로 발전시키기 위한 재원을 다양하게 마련하고 인력도 확보하는 것이다. 그리고 민간의 빠르고 투명한 의사결정을 정부가 정책적으로 뒷받침하고 제도적으로 지원하는 형태의 새로운 발전 전략을 수립하고 이행하는 것이다. 이러한 새로운 절차와 과정을 통해서 정부와 민간, 학계, 시민단체 등 모두가 참여할 수 있는 거버넌스를 구축하는 것이 새로운 발전 도약의 전제조건이 될 것이다. 이 과정에서 기후변화 문제가 필연적으로 안고 있는 세대 간의 형평성 문제도 포함하여 다루게 될 것이다. 기후변화 문제에 대한 통합적인 인식과 혁신적인 이행 그리고 학습을 통한 지속적인 변화를 모색하는 국가가 새로운 기회도 창출하고 기후변화 문제 해결에 선도적 역할을 할 국가임에 분명하다. -112~113쪽

 

이외에도 SMR은 여러 장점이 있는데, 작은 규모의 원자로를 사용하므로 안전하게 설계할 수 있고 출력을 유연하게 운영할 수 있다. 공학적으로 대형 원전의 경우에도 이미 충분한 안전성을 갖췄지만, 대중을 안심시키고 투자 안정성을 위해서는 더 높은 수치로 올릴 필요가 있다. 그런 면에서 SMR이 굉장한 장점이 있는 셈이다. 더불어 SMR는 재생에너지를 이용하기에 효율적이지 않은 열원과 동력원을 무탄소로 공급하는 데 요긴하게 쓰일 수 있고 다양한 용도에 활용될 수 있다. 예를 들어, 750°C 정도의 고온 수증기를 만들어 화학공단에 공급할 수 있고, 고온 수증기를 전기분해하여 수소를 제조하는 고온수전해 방식으로 해상용 선박의 동력 등에 쓰일 수 있다. - 124쪽

 

화석연료의 전환을 위해서, 이산화탄소 배출이 없는 발전 방식인 자연의 태양 빛을 사용하는 태양광 발전 그리고 바람을 이용하는 풍력 발전 등의 신재생에너지 기술을 채택하는 것은 상당히 현실적인 방향이다. 넷제로 2050을 위한 태양전지의 누적 설치량은 20테라와트(TW)가 되어야 한다. 전 세계 태양전지의 누적 설치량은 2022년 1.1TW를 달성했다. 매년 누적 설치량 약 200~300기가와트를 통해 달성한 용량이다. 넷제로 2050 목표인 20TW를 달성하기 위하여는 매년 675GW 이상의 태양전지가 설치되어야 한다. 즉 현재의 설치량 속도를 유지하면 탄소중립에 도달하기 어렵다. 설치량 속도를 높이기 위해서는 현재 사용하는 실리콘 소재의 실리콘 태양전지 기술보다 발전단가 및 성능에서 더 경제적이면서 더 우수한 새로운 기술의 등장이 필요하다. - 136쪽

 

우리나라가 2018년 온실가스 배출량 대비 40% 감축을 목표로 하는 2030 NDC와 2050 탄소중립을 달성하기 위해서는 정부에서 CCU 기술을 선택이 아닌 필수 기술로 지정하고 연구개발에 집중적인 투자를 해야 한다. 6년 남짓 남은 2030년까지 우리나라는 CCU 기술을 통해 640만 톤의 이산화탄소를 저감해야 하며, 이를 위해 산학연관의 연구 역량을 결집해야 할 때이다. 뿐만 아니라 EU는 탄소국경조정제도(CBAM)를 도입하여 우리나라의 수출기업에 공격적인 과세를 부과할 것으로 예상된다. 탄소조정국경제도는 제품 생산 전주기의 탄소 배출 여부를 판단하므로 국내 발생과 배출 여부를 기준으로 하는 NDC보다 근본적인 감축이 요구되고 있다. - 173쪽

 

저자가 속해 있는 서울대학교의 1년간 탄소 배출량은 14만 톤이다. 삼성전자가 약 2,000만 톤을 배출하고 있고, 농축산업 분야에서 약 2,000만 톤을, 시멘트 분야에서는 3,400만 톤을 배출하고 있다. 또 화학산업계는 4,600만 톤을 배출하고, 철강산업계는 1억 톤을 배출한다. 자동차는 약 1km를 운전하면 100g의 이산화탄소를 배출한다. 이처럼 탄소 배출원은 굉장히 다양하고, 우리가 생산해서 수출하는 많은 제품도 우리나라 탄소 배출량에 포함된다. 우리나라의 NDC 목표를 달성하기 위해서 단순하게 몇 가지의 기술들을 이용한 산업계나 정부의 노력만으로 해결되지는 않을 것이고 전반적인 시스템의 변화, 각 섹터별의 치열한 노력과 여러 분야의 협업, 동시에 개인의 노력이 같이 동반되어야 한다. - 194쪽