윤석열 정부가 원자력 발전 비중을 상향하고 재생에너지 산업을 육성하는 에너지정책 방향을 제시한 가운데 탄소중립을 위한 에너지원별 정책과제에 관한 논의가 활발해지고 있다. 현대경제연구원은 에너지원별 현안과 과제를 제안하면서 재생에너지를 위한 전력망을 혁신하고 재생에너지 산업 가치사슬을 위한 투자를 확대해야 한다고 강조했다.

또한 석탄발전 설비에 대한 체계적인 감축 전략과 지원방안이 함께 마련되어야 한다는 분석도 나왔다. 아울러 탄소중립 이행에 원전을 활용하기 위해서는 고준위 방사성폐기물 처분장 확보와 안전 조건을 충족하기 위해 노력해야 한다는 지적도 계속되고 있다.

◇ 윤석열 정부, 에너지정책 방향은?

윤석열 정부의 기후·에너지 공약 사항에 따라 향후 에너지원별 역할 및 전원별 비중이 상당히 재조정될 것으로 전망된다. 윤석열 정부는 제20대 대통령직인수위원회에서 ‘에너지정책 정상화를 위한 5대 정책 방향’을 발표하며 에너지정책의 밑그림을 제시했고 ‘윤석열정부 110대 국정과제’를 통해 공식화했다. 

정부는 국제적으로 약속한 탄소중립 목표는 존중하되 실행 방안은 원전 활용 등을 통해 실현 가능성을 높이는 방향으로 보완하겠다는 방침이다. 원자력 발전 비중을 상향하고, 재생에너지 보급을 지속 추진하는 한편, 석탄과 LNG 발전은 합리적으로 감축하겠다는 방향이 제시됐다. 

지난 문재인 정부는 기후변화 대응과 탄소중립 실현을 위해 재생에너지 확대의 기조에서 에너지원별 비중과 역할을 설정했다. 재생에너지 보급 확대와 LNG 발전 비중의 증가를 통해 석탄과 원전의 비중을 축소하는 방향성이 나타났다. 

현대경제연구원에 따르면, 재생에너지 발전량 비율은 2016년 4.8%에서 2021년 7.5%로 증가했고, LNG 발전량은 비율은 같은 기간 22.4%에서 29.2%로 늘어났다. 반면 석탄 발전량 비율은 2016년 39.6%에서 2021년 34.3%로 감소했고, 원자력 발전량 비중도 같은 기간 30%에서 27.4%로 줄었다. 

2020년 말 확정된 발전원 구성에 관한 최신 계획인 ‘제9차 전력수급기본계획’도 재생에너지 확대, LNG 유지, 석탄과 원전 비중 축소 기조로 수립된 것으로 평가됐다. 또한 2030년 국가온실가스감축목표(NDC)를 발표하면서 2030년까지 재생에너지 발전량 비중을 30%까지 높이기로 했고, 2050년 탄소중립 시나리오에서는 재생에너지 발전량 비중을 70.8% 또는 60.9%까지 높이겠다고 선언했다.

◇ 원전 비중 상향하고 재생에너지 산업 육성

윤석열 정부는 ‘원전과 신재생에너지의 합리적 조화’를 제시하면 원전 발전 비중 상향과 재생에너지 산업 육성을 강조하고 있다. 신한울 3·4호기 건설 재추진, 원전수출 추진단 신설, 원전 10기 수주 등 목표를 제시했고, 태양광·풍력에 대한 연구개발 및 실증 확대, 국내외 청정수소 공급망 구축, 수소 관련 연구개발 등을 추진한다는 계획이다. 석탄과 LNG 발전은 재생에너지 보급 추이와 전력 수급 계통 안정 등을 충분히 고려해 합리적으로 감축하겠다는 방향은 제시했으나, LNG 발전에 대한 구체적 계획은 제시되지 않았다.

현대경제연구원은 최근 발표한 ‘탄소중립 실현가능성 제고를 위한 발전 에너지원별 현안과 과제’ 보고서에서 “탄소중립 이행 과정에서 나타난 에너지원별 문제점을 살펴보고 환경과 산업을 동시에 고려하는 현실적인 에너지정책 방향을 제안하고자 한다”고 밝혔다.

연구원은 “재생에너지 발전량 비중은 역대 정부에서 꾸준히 증가해온 추세이며, 탄소중립 정책 방향이 유지됨에 따라 앞으로도 지속적으로 확대될 것”으로 전망했다. 기존 계획에 따르면 2030년 기준 재생에너지 발전설비 용량은 전체 에너지원의 33.6%까지 증설되고, 발전량 비중은 30.2%까지 확대될 것으로 예상된다.

◇ 현대경제硏, “재생에너지 전력망 부족하고 국산화율 낮아”

하지만 보고서는 “전력 공급 안정성 측면에서 전력망의 재생에너지 수용성이 부족하고, 산업적 측면에서 국산화율이 낮으며 특정 국가에 대한 수입의존도가 높은 상황”이라고 지적했다. 재생에너지를 전력망에 연결하는 송전선로 및 에너지 저장설비가 부족하고 전력 계통의 유연성이 미흡해 재생에너지 활용의 효율성이 저하되고 있다는 지적이다. 

한국은 인근 국가와 전력망이 연결되지 않아 잉여 전력을 거래할 수 없고, 전력 생산지역과 소비지역의 불균형으로 전력망 보강에 대한 부담이 더욱 커지고 있는 것으로 분석된다. 연구원에 따르면, 재생에너지 발전량이 비중이 높은 제주도의 경우 전력 과잉 공급으로 2020년 77회에 걸쳐 출력제어가 실시되면서 19,449MWh의 전력 손실이 발생했다. 

또한 재생에너지 산업은 핵심 소재 및 부품의 국산화율이 낮아 무역수지 적자를 기록하고 있으며, 특정 국가에 대한 수입의존도가 높은 상황이다. 연구원 분석 결과, 태양광의 경우 잉곳과 웨이퍼의 무역수지 적자는 연간 약 2.6억 달러(약 3,300억원)이며, 2021년 기준 잉곳은 100%, 웨이퍼는 93.4%를 중국의 의존하고 있는 것으로 나타났다. 풍력은 대용량 발전시스템의 무역수지 적자가 연간 약 2,300만 달러(약 294억원)이고, 2020년 기준 국가별 수입의존도는 중국 44.5%, 독일 24.5%, 덴마크는 15.7% 수준이었다.

◇ LNG, 온실가스 배출량 기준 충족해야

보고서는 “천연가스는 최근 주요 발전원 중 가장 큰 폭의 발전량 증가를 보였으며, 2030년까지 설비용량 비중은 소폭 증가되지만 발전량은 감소할 것”으로 전망했다. 기존 계획에 따르면 2030년 기준 LNG 발전설비 용량은 전체 에너지원의 32.1%까지 증설되고, 발전량 비중은 19.5%까지 축소될 것으로 예상된다.

연구원은 “천연가스는 탄소중립 과정에서 유연성 전원으로서의 역할이 요구되나 수급 불안정, 온실가스 배출기준 강화 등의 문제에 직면해 있다”고 분석한다. LNG 가격은 지난 10년간 안정적인 수준을 유지해왔으나 지난해부터 공급망 차질이 발생하며 가격이 급등했다. 연구원은 최근 러시아산 공급 부족과 폭염, 한파 등 이상기후에 다른 수요 급등, 환경규제에 따른 대체 수요 증가 등이 LNG 가격의 불안전성을 심화시키는 요인으로 작용한다고 분석했다.

또한 보고서는 “LNG 발전이 한국형 녹색분류체계(K-taxonomy) 기준을 만족시키기 위해서는 추가적인 탄소배출 감축 노력이 요구된다”고 지적한다. LNG가 녹색분류체계에 포함됐지만 2030~2035년까지 한시적으로 인정되며 온실가스 배출량 기준을 충족해야 한다는 것이다. LNG발전은 에너지 생산량 대비 온실가스 배출량이 설계 명세서 기준으로 340(gCO2/kWh) 이내여야 하며, 설계수명 기간 평균 250(gCO2/kWh)을 달성할 수 있는 중장기 감축 계획을 제시해야 한다.

◇ 석탄발전, 좌초자산 문제 발생할 것

연구원은 “석탄화력발전소는 온실가스 및 미세먼지의 주요 배출원으로 지목돼 지속적인 감축이 시행 중이며, 이에 따른 좌초자산 문제가 발생할 것”으로 내다봤다. 좌초자산은 시장의 환경 변화 등 예상하지 못한 이슈로 자산 가치가 하락해 상각하거나 부채로 전환되는 자산을 의미한다.

제9차 전력계획에 따르면, 석탄발전 설비는 2020년 58개소에서 2034년 30개소로 줄어든다. 보고서는 “탄소중립 이행 과정에서 발생하는 좌초자산에 대해 국가적 차원에서 어떻게 보상할 것인지 등에 대한 국민적 합의가 필요하다”고 지적했다. 국내 석탄발전소를 2040년까지 모두 폐쇄할 경우 손실액은 1,060억 달러로 분석되며, 이에 따른 투자자 손실, 노동자 실업, 지역경제 위축 등 문제가 우려된다는 지적이다.

윤석열 정부는 유럽연합(EU) 사례를 참고해 원전을 녹색분류체계에 포함할 계획이다. 연구원은 “EU의 ‘지속가능금융 분류체계(Green Taxonomy)’에 원전이 포함되면서 명문화된 두 가지 전제조건은 실질적인 규제요인으로 작용할 것”으로 전망했다. 

EU기준에 의하면 2050년까지 고준위 방사성폐기물 처분장을 확보하고 운영할 세부계획을 제시해야 한다. 하지만 국내에는 이미 포화상태에 도달한 월성 원전을 시작으로 고준위 방사성폐기물 포화가 예상되고 있으나 최종처분시설을 확보하지 못해 원전 부지에 임시저장 중이다. 또한 사용후핵연료와 고준위 방사성폐기물 처리를 위한 고준위 특별법안이 국회 상정되었으나, 지역 수용성 등의 문제에 직면해 있다.

◇ 원전, 폐기물 처분장 확보·사고저항성 핵연료 조건 충족 필요

연구원은 “또한 2025년부터 사고저항성 핵연료를 적용해야 한다는 조건도 충족하기 쉽지 않은 상황”이라고 진단한다. 사고저항성 핵연료는 원전의 심각한 손상 및 대량의 방사성 물질 누출량을 최소화하거나 지연시킴으로써 후쿠시마 원전 사고와 같은 대형사고 발생을 방지할 수 있는 핵심 요소 기술로 활용될 수 있는 기술을 의미한다. 보고서에 따르면, 지금까지 사용되어 온 지르코늄 피복 핵연료는 냉각에 실패할 경우 피복이 용융되면서 화재, 폭발 사고가 이어질 수 있는 위험이 존재했다. 이에 따라 2019년부터 웨스팅하우스사는 미국 에너지부의 지원을 받아 고온에서도 견딜 수 있는 사고저항성 핵연료를 연구개발 중이다.

현대경제연구원은 “탄소중립을 실현하면서 지속가능한 성장을 이루기 위해서는 전원믹스를 구성하는 에너지원별 당면과제를 해결하는 데 국가적 역량을 집중할 필요가 있다”고 강조했다. 이를 위해 연구원은 재생에너지 확대 경로에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 전력망 혁신 및 국내 재생에너지 산업 가치사슬 강화를 위한 투자를 확대해야 한다고 제안했다.

또한 천연가스 수급 리스크를 분산하기 위한 민간의 역할을 확대하고 탄소 포집·저장·활용(CCUS) 기술의 상용화를 앞당겨야 하고, 온실가스 감축과 대기 환경 개선을 위해 좌초자산화되는 석탄발전 설비에 대한 체계적인 감축 전략과 지원 방안이 함께 마련되어야 한다고 분석했다. 아울러 탄소중립 이행을 위해 원전을 활용하기 위해서는 고준위 방사성폐기물 처분장을 확보하고 사고저항성 핵연료 조건을 충족하기 위해 노력해야 한다고 강조했다.

smkwon@greenpost.kr