탈원전·탈석탄 해법?… '지속가능' 신재생에너지의 명암

[대한민국 에너지혁명, 길을 찾다-②]환경성·안전성 뛰어나지만 수급 안정성·경제성 여전히 취약

‘지속 가능한 에너지’. 세계가 고민 중인 에너지정책 패러다임 전환의 공통분모다. 태양광·풍력 등 신재생에너지가 낮은 경제성 등 약점에도 미래에너지로 주목받는 이유는 간단하다. 인류를 향한 최대 위협인 기후변화에 대응할 수 있기 때문이다. 화석에너지와 달리 온실가스 등 환경 문제없이 에너지 생산이 가능한 것은 다른 어떤 에너지원도 따라올 수 없는 강점이다. 특히 기술발전으로 설비효율이 향상되면서 신재생에너지의 ‘몸값’은 갈수록 높아지고 있다.

◇'환경·안전성' 최대장점=우리나라 역시 이런 흐름에 동참하고 있다. 문재인 정부는 2030년까지 신재생에너지 발전비중을 20%로 확대하겠다고 공약했다. 신재생에너지 발전비중은 지난해 말 기준 약 5%에 불과하다.

신재생에너지 최대 장점은 지속 가능한 청정에너지라는 점이다. 태양, 바람, 지열 등 자연에너지를 발전원으로 사용한다. 석탄, 석유, 천연가스 등 화석연료와 달리 ‘연소’ 과정을 거치지 않아 온실가스 배출량도 미미하다. 실제 태양광과 풍력의 온실가스 배출량은 kWh당 57g, 14g으로 △석탄 991g △석유 782g △천연가스 549g 등과 비교해 압도적으로 낮다.

신재생에너지가 특성상 분산형 전원이라는 점도 장점이다. 석탄화력, 원자력발전처럼 특정 발전단지에서 대규모 전력을 생산해 도시로 송전하는 형태가 아니라 소규모 전원을 전력수요 인접 지역에 분산해 배치하는 형태로 운영이 가능하다. 따라서 밀양 송전탑 사태와 같은 사회적 갈등에 따른 비용을 최소화할 수 있다.

신재생에너지 확대를 위한 기회요인도 확대되고 있다. 파리기후변화협약 발효로 각국이 온실가스 감축을 위한 투자 확대에 앞다퉈 나서고 있다. 당장 우리나라도 파리협약 당사국인만큼 2030년 온실가스 배출량을 배출전망치(BAU) 대비 37% 감축해야 하는 입장이다.

급속한 기술개발도 긍정적이다. 태양광의 경우 패널균등화발전원가(LCOE)는 현재 2009년의 25% 수준으로 떨어진 반면 단위면적당 발전량은 같은 기간 50% 이상 증가해 효율성이 크게 개선됐다. 풍력발전 역시 초기 1기당 설비용량이 1㎿에 불과했던게 이제는 3㎿를 넘어 5~6㎿ 상용화를 앞두고 있다.

이철용 에너지경제연구원 신재생에너지연구실장은 “신재생에너지는 메가 트렌드이며, 전 세계적으로 2030년까지 온실가스 감축을 위한 신규 투자가 12조3000억원에 이르는 등 투자가 활발하다”며 “우리나라도 신재생에너지 비중 20% 달성을 앞당겨 잡는 방향성은 맞다”고 말했다.


◇"수급 불안정·낮은 경제성은 약점"=반면 신재생에너지의 가장 큰 약점은 수급 안전성이 떨어진다는 것이다. 자연에너지를 그대로 활용한다는 점은 사용자가 발전설비를 통제할 수 없다는 의미다. 햇빛이 약하거나 바람이 불지 않을 때와 같이 발전여건에 대한 불확실성이 크다.

당초 정부가 신재생에너지를 2029년까지 전체 발전량 비중의 11.7%로 늘리려고 계획했을 때도, 신재생에너지의 피크기여도는 다른 에너지원에 비해 낮게 설정됐다. 피크기여도는 전력사용이 가장 많은 시간에 발전원이 기여하는 비중을 말한다.

산업통상자원부의 '제7차 전력기본수급계획(2015~2029년)'에서 2029년 피크기여도 기준 전원구성비는 원전 28.2%, 석탄 32.3%, LNG 24.8%, 신재생 4.6% 등으로 전망됐다. 설비비중이 19%에 달해도 전력피크때 전체 에너지 발전원 중 신재생에너지의 기여도 4.6%에 불과하다는 것은 특유의 불확실성을 반영한다. 에너지저장장치(ESS) 사용 등이 대안으로 떠오르고 있지만 아직까지 제한적인 게 현실이다.

낮은 경제성 역시 무시할 수 없는 약점이다. 지난해 기준 발전원별 전력구입단가는 1kW당 △원자력 68원 △유연탄 73원 △유류 110원 △LNG복합 101원 △신재생에너지(평균) 156원으로 신재생에너지가 가장 비싸다.

더욱이 태양광·바람·파도 등 신재생에너지 발전원은 에너지 밀도가 높지 않아 발전소가 차지하는 공간이 커진다. 전세계 신재생에너지 중 가장 많은 비중을 차지하는 풍력발전의 경우 동일한 양의 전력을 생산하기 위해 원자력의 60배에 달하는 부지가 필요하다. 우리나라는 산지가 많고 인구밀도가 높아 신재생에너지 활용이 더욱 어려울 수 있다. 주민 수용성 문제도 암초다. 주민 수용성을 이유로 지난해 발전사업 허가가 반려, 보류된 풍력·태양광 사업은 전체의 37.5%였다.

◇"정책적 지원으로 육성 시급"=하지만 신재생에너지는 ‘가지 않을 수 없는 길’이라는 점에서 정부의 정책적 지원으로 강점·기회는 극대화해 나가야 한다는 게 전문가들의 공통된 의견이다.

전문가들은 신재생에너지에서 간헐적 전원 비중에 따른 적정 예비력을 고려해 전력피크 때 대응하는 전략 수립이 필요하다고 조언한다. 또 기온 변동성 확대, 전력설비건설 차질 등 만일의 수급 불안 가능성에 대비해 안정적인 전력수급을 위한 적정예비율을 유지할 수 있는 설비 확충에도 나서야한다는 설명이다.

신현돈 인하대 에너지자원공학과 교수는 “태양광과 풍력 등은 정보통신기술(ICT)과 결합시켜 효율성을 향상시키고, 전력 소비량을 체계적으로 관리하는 게 중요하다”며 “또 지금 당장 기저발전인 원자력과 석탄을 줄이고 신재생에너지비중을 늘리기 위해선 전력량을 안정적으로 관리하고 전기 요금을 현실화하는 작업을 병행해야 한다”고 말했다.