탄소중립의 핵심과제는 지역 특성에 맞는 최적의 기술을 찾아내는 일

탄소중립은 지금까지 아무도 가보지 않은 전혀 새로운 길이라고 한다. 즉 지금까지 우리들은 화석연료에 기반을 둔 일상생활을 하여 왔다. 그런데 단 한시라도 전기가 없다면 모든 활동이 중단될 수밖에 없는 일상생활을 하고 있기 때문에 화석연료 사용을 중단하는 것은 우리 일상생활에 치명적인 영향을 미칠 수밖에 없다. 더욱이 이런 화석연료 사용을 중단시키는 기술들은 아직까지 개발 단계에 있어 이를 지역별 특성에 맞는 기술을 선택한다는 일은 대단히 위험스럽게 어려운 일이다.

그런데 2021년 IEA가 발표한 넷제로 보고서에서는 “탄소 배출량 감축은 약 40% 이하는 순수하게 저탄소 기술의 적용을 통해 이루어지고 추가적으로 55%의 감축은 저탄소 기술의 보급과 시민과 소비자의 적극적 참여를 통해서만 달성 가능할 수 있다”고 밝히고 있다. 그렇다면 탄소중립은 결국 95%가 기술에 의존하고 있으며 나머지는 행태변화와 물질효율 개선을 통한 에너지 수요를 감축시켜 달성되어야 한다고 밝히고 있다.

이는 결국 탄소중립을 완성시켜 나가는 일은 그에 맞는 기술을 선택하는 일이며 중장기적으로 이를 활용하여 화석연료 사용을 중단시켜 나가는 일이다. 그리고 그 투자비용은 대부분 중앙정부의 재정자금에서 받아내야 하는 일이기 때문에 다른 지방정부보다 앞서서 최적의 기술을 선택하여 지역특성에 맞는 탄소중립 방안을 마련해야 한다.

한편 탄소중립은 20, 30년 중장기 프로젝트이기 때문에 4년짜리 선출직 공무원이 이끄는 지방정부가 주도적으로 추진해 나가기에도 부적합하다. 결국 지역주민이 중심이 되는 배출업체, 전문가, 지방정부, 지역주민 등이 구성되는 민관거버넌스체제를 구축하여 구체적인 방안을 논의할 수 있는 플랫폼을 만들어 집단지성을 발휘할 때 성공적인 탄소중립을 완성시킬 수 있는 길이 열리게 된다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면, 화력발전 설계수명이 통상 30년 수준임을 감안 할 때, 선진국에서는 2030년까지 잔존 수명이 남아 있는 비중이 79%, 2040년까지 약 43%가 되고 인도, 중국 등 신흥국의 경우 2030년 기준으로 83%, 2040년 기준 약 61%가 남아 있는 것으로 추정된다고 밝히고 있다. 따라서 2050 탄소중립을 완성시키기 위해서는 불가피하게 CCUS(탄소 포집 저장 활용)기술 도입이 요구되고 있다.

그런데 CCUS기술은 도입 초기 개발단계에 있어 운영비용은 탄소배출권의 100배 이상이나 부담해야 된다. 때문에 조속히 상품화과정을 통하여 CCUS 운영비용을 크게 낮춰 나가는 과제를 안고 있다고 한다.

특히 우리나라와 같이 재생에너지 비중이 7%에 불과한 국아에서는 2050년 넷제로를 만들려면 우선 LNG발전 + CCUS기술을 활용하는 탄소감축정책을 도입해야 되기 때문에 CCUS기술은 필수적인 기술로 인식되고 있다.

탄소중립의 기술이란 탈탄소화, 분산화, 디지털화라는 3가지 핵심기술을 도입하여 활용해야 하는 일이다. 즉 탄소중립이란 우선 화석연료를 무탄소 청정에너지로 전환시키고 ICT를 적용한 에너지 수요관리 플랫폼을 구축하여, 지역 공동체 내 이용자끼리 에너지라는 공공재를 거래하는 에너지 공유경제체제를 만들어나가야 한다. 이는 사물인터넷(IoT), 기계와 기계(M2M) 등 기술개발로 연결 범위가 확대시키는 초연결사회가 되어야 하고 지속적으로 저탄소사회를 만들어 나가야 되는 초연결 저탄소사회가 되어야 한다

우선 탈탄소화란 화석연료를 무탄소 청정에너지로 전환시켜 나가는 작업이다. 무탄소 청정에너지로는 수소가 가장 적절하다고 많은 전문가들이 인정하고 있으나 아직까지 화석연료(LNG가스 개질)를 통하여 이뤄지기 때문에 화석연료를 사용하는 것보다 2배 이상이 비용과 기술을 활용해야만 가능한 일이다.

그래서 값싼 수소를 대량으로 생산할 수 있는 기술이 아직 개발되지 않아 앞으로 2040년 이후에나 가능한 일이라고 한다. 따라서 지금은 태양광 발전이나 풍력발전을 기반으로 재생에너지를 통하여 에너지 전환이 가능하다. 그렇지만 우리나라와 같이 비좁은 나라에서는 재생에너지는 많이 공간이 요구되고 때문에 비싼 에너지가 되어서 이를 활용하기를 주저하고 있다.

우리나라는 재생에너지 비중이 전체의 7%에 불과한 세계 가장 저조한 실적으로 나타내고 있다. 이를 보완하기 위한 방법으로 중간다리 역할을 담당하도록 하는 ‘LNG가스 + CCUS기술’와 암모니아 수소를 혼용하여 사용할 수 있는 발전방식을 도입, 단계적으로 암모니아 수소 비중을 확대시켜 수소 전용 발전시스템을 전환시켜 나가겠다는 방침을 세워놓고 있다.

지금까지 전력공급을 중앙집중형으로 서해안에서의 화력발전, 동해안에서 원전을 생산하여 공급하고 있다. 그렇지만 재생에너지로 전환되면 기존의 송배전 시스템을 활용할 수 없어 별도의 전력공급시스템을 구축해야 한다. 이는 송배전 시스템에 많은 투자와 10%이상의 에너지 손실이 감수하는 방식인 것이다.

이를 분산화로 추진해 나간다면 연료전지 방식으로 전력을 생산하기 때문에 각 지역별로 에너지 자립이 가능하다. 때문에 전력의 피크타임에 대한 우려가 없으면서 송배전 비용도 절감될 수 있다. 더욱이 연료전기의 효율성은 화력발전의 전력발전의 2배나 되는 효율성을 나타내고 있어 분산화를 통한 전력공급체제로 전환시켜 나가야 한다. 그런데 초기에 분산형 전력공급체제에 많은 투자비용이 요구되기 때문에 주저하고 있는 것이다.

디지털화란 재생에너지화와 전기화를 통하여 에너지 효율성을 향상 시키기 위해서 빅데이터 등 첨단 디지털 기술을 활용하여 공급측 자원과 수요측 자원을 연동하는 에너지 융복합시스템을 구축하여 새로운 서비스 시장이 확산시켜 나가는 일이다. 즉 에너지 디지털화란 빅데이터, 인공지능, 블록체인, 클라우도, 사물인테넷 등 4차산업혁명 기술을 활용하여 에너지 생산, 저장, 유통, 소비시장의 에너지 생태계에 구조적인 변화를 일으키게 될 것이다.

이에 따라서 미래 에너지는 프로슈머 개념이 도입되고 분산형 재생에너지 자원과 함께 스마트 홈을 중심으로 하는 에너지 소비체제가 혁명적인 전환을 가져오게 된다. 이런 전기화의 추세에 맞춰 스마트 수요반응, 재생에너지 통합, 전기차 스마트 충전, 소규모 분산전원 확대 등을 실현시켜 나가야 하는 기술개발이 요구된다고 할 것이다.

이와같이 탄소중립이란 아직까지 개발단계에 있는 기술들을 선정하여 지역 특성에 맞는 최적 기술을 찾아내는 일이 핵심과제이며 이에 대한 의사결정은 집단지성을 통한 이뤄져야 한다. 이를 위해서 배출업체, 전문가, 지방정부 등과 함께 지역주민이 나서서 이를 결정해 나가는 민관거버넌스 체제를 구축해야 탄소중립을 성공적으로 추진해 나갈 수 있다.