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김해창 교수의 에너지전환이야기<80>독일 2038년까지 석탄화력발전 완전 폐기 선언

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  •  |  입력 : 2019-02-10 14:14:50
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2019년 들어 독일이 2038년까지 석탄화력발전을 완전 폐기하겠다고 발표했는가 하면, 스웨덴의 에너지기업이 탄소제로 시멘트 생산시설을 추진하겠다는 방침을 밝혀 재생가능에너지의 확대가 눈에 띈다.

독일 언론 슈피겔(Spiegel)의 지난달 26일 자 기사에 따르면 독일 석탄위원회는 최근 논의 끝에 2022년까지 7GW(기가와트)의 석탄화력발전소를 폐쇄하고, 2035년에서 2038년까지 독일 내 석탄화력발전소를 완전 폐쇄할 것이라고 발표했다. 기존 폐쇄예정 발전소에다 7기를 합쳐 2022년까지 12GW의 석탄화력발전을 우선 폐쇄하기로 한 것이다. 이로써 독일은 2022년까지 원전 완전 폐기에 이어 석탄 영구 퇴출을 선언하게 됐다.

독일은 현재 84기의 석탄화력발전소가 독일 전력공급의 39%를 차지하고 있다. 이러한 독일조차도 ‘파리협정 1.5도’ 목표를 달성하려면, OECD국가가 2030년까지 석탄화력발전을 폐쇄해야 한다는 약속에 비하면 독일의 2038년 석탄 퇴출도 어느 면에서는 느리다고 볼 수 있다고 슈피겔은 지적했다.

이에 따라 독일 정부는 석탄 퇴출 시점을 2035년으로 앞당기는 방안을 추가로 검토하고 있는 것으로 알려졌다. 독일이 이러한 결정을 한 배경은 독일 국민 대다수가 더 빠른 탈석탄화를 지지하고 있는데 힘입은 것으로 분석된다. 지난달 25일 발표된 독일 공영방송 ‘체트데에프(ZDF)’의 여론조사에서 응답자의 73%가 석탄화력발전의 조기 폐쇄가 필요하다고 답했다.

2018년 독일의 재생에너지 비중은 40%로 석탄화력발전(39%)을 처음으로 추월했다. 독일의 재생에너지 비중은 2030년에는 65%에 이를 것으로 전망된다. 또한 이번 조치로 지난해 6월 5만 명이 채굴 확대 반대시위를 벌였던 독일 최대의 갈탄노천광산이 있는 서부 노르트라인베스트팔렌주 함바흐숲의 원시림 보존 가능성이 높아졌다고 한다. 독일 정부는 이번 조치로 석탄 관련 지역의 에너지전환을 위해 20년간 400억 유로를 지원할 방침을 밝혔다. 또한 2020년까지 석탄발전소 조기 폐쇄에 대한 기업 보상 방안을 추후 논의하기로 했다는 것이다. 독일 정부의 이러한 노력으로 독일의 이산화탄소 배출량은 2030년까지 1990년 대비61~62% 감소할 것으로 예상하고 있다고 한다.

   
한겨레 온라인 캡처
한겨레신문 지난달 27일 자는 그동안 석탄 발전 중단 방침을 밝힌 나라는 영국 캐나다 스웨덴 등 30개국에 이르지만 독일처럼 확실한 계획표를 마련하지는 못했다. 세계 4위 경제 대국인 독일이 석탄 발전을 전면 중단한다면 그 자체로 실질적이고 상징적인 효과가 있다고 그 의미를 분석했다. ‘독일도 계속하는데…’라며 핑계를 대온 다른 국가들을 자극하는 효과도 예상된다는 것이다. 독일 정부는 관련 산업에 대한 보상과 재취업 프로그램을 위해 400억 유로(약 50조 원)가 필요하다고 본다. 발전소 폐쇄지역에 공무원 일자리 5000개를 늘리거나 재배치하고, 전기료 상승을 막기 위한 재원도 확보할 방침이다. 독일 정부는 원자력·석탄 발전의 공백을 메우기 위해 10여 년에 걸쳐 풍력이나 태양력 같은 재생에너지 발전 비율을 65%로 끌어올리기로 했다는 것이다.

그동안 원전 완전 폐쇄를 선도적으로 추구하면서도 석탄화력발전에서는 벗어나지 못하고 있다는 일부 비난을 들어왔던 독일이 명실상부한 ‘에너지전환 로드맵’을 내놓으면서 세계는 에너지전환의 새로운 전기를 맞고 있다고 할 수 있다.

이와 아울러 스웨덴에서는 에너지기업과 시멘트업체가 ‘탄소제로의 시멘트 생산시설’을 건설하기로 했다는 소식이 전해졌다. 풍력으로 전기를 조달하고 화학공정에 플라즈마기술을 적용해 대표적인 이산화탄소 배출업인 시멘트산업에서조차 에너지전환을 이뤄내겠다는 방침이어서 세계가 주목하고 있다.

‘바이오에너지 인터내셔널’ 지난달 30일 자는 스웨덴의 대표적인 에너지 유틸리티업체인 바텐폴(Vattenfal)과 시멘트 생산업체인 세멘타(Cementa)가 2030년까지 국가의 이산화탄소 배출량을 5% 감축하겠다는 야망을 갖고 ‘셈제로(CemZero) 프로젝트’를 추진하고 있다고 밝혔다. 셈제로 프로젝트의 파일럿 연구 결과는 전기 시멘트 생산에 기술적인 전제 조건이 존재하는데 이 연구를 통해 시범 공장의 건설 방법을 조사하는 데 청신호를 제공하고 있다는 것이다.

오트랜드(otland)섬에 있는 슬라이트(Slite) 시멘트 공장은 연간 250만 t의 시멘트 제품을 생산하는데 이 플랜트는 현재 지역난방과 그리드망의 전력 공급을 RDF(생활폐기물계고형연료)와 폐목재를 활용함으로써 종래에 사용되던 석탄의 약 40%를 대체했다고 밝혔다.
2017년 6월, 독일 국영 하이델베르크시멘트(HeidelbergCement AG)의 100% 자회사인 스웨덴의 국영 에너지기업인 바텐폴과 시멘트 생산기업인 세멘타가 탄소제로를 목표로 전기 시멘트 생산에 대한 공동 파일럿 연구인 셈제로 프로젝트를 시작했는데 이것이 달성된다면 스웨덴의 총 이산화탄소 배출량을 5%를 줄이는 효과를 낳는다는 것이다.

셈제로 프로젝트의 목표는 화석연료 없는 스웨덴의 에너지 시스템에서부터 전기를 공급받는 전기 시멘트 생산을 이룩하는 것이다. 셈제로 프로젝트는 1단계 사업의 결론이 날 시점에 있으며 최종보고서가 곧 스웨덴 에너지국에 제출될 예정이라고 한다.

그동안 시범 연구에서는 전통적인 연료대신에 에너지원으로 화석연료를 사용하지 않는 전기를 사용하여 시멘트 공정에서 가열을 위한 다양한 기술을 조사했다.

이 연구는 다음과 같은 주요 결론에 이르고 있다고 한다. 시멘트 공정에서의 가열은 기술적으로 가능할 것으로 보이며 무엇보다도, 플라즈마기술에 전적으로 기초하여 일정량의 시멘트 클링커(clinker: 연소중에 고온으로 생긴 물질이 합하여 덩어리로 이루어진 응고물)를 생산하는 것으로 나타났다는 것이다.

시멘트 생산을 위한 전기화 해법은 이산화탄소 배출량의 급격한 감축을 달성하기 위해 다른 대안에 비해 경쟁력이 있는 것으로 밝혀지고 있다. 이 연구는 시멘트의 생산비용을 2배 정도 늘린 것이지만 궁극적으로 완성된 건물이나 인프라의 경우 2% 정도의 비용 증가에 수준에 머문다는 것이다.

시뮬레이션에 따르면 고트란트(Gotland)에 있는 세멘타(Cementa) 공장의 전기화는 고트란트의 풍력에너지 확장 계획과 함께, 에너지균형 개선을 통해 부분적으로 잘 수행될 것으로 전망되며, 풍력에너지가 여의치 않을 경우에도 최대 잉여 용량을 감소시킴으로써도 목표달성이 가능하다는 사실을 보여주고 있다고 밝혔다.

2030년까지 시멘트 제품에서 발생하는 이산화탄소 배출량 제로에 대한 시멘타(Cementa)의 비전을 실현하려면 무엇보다 기술적인 전환이 필요하다. 바텐폴(Vattenfall)의 경우, 산업 프로젝트는 모든 고객에게 ‘기후스마트에너지’를 제공해 이번 세대 안에 화석연료를 퇴출시키는 생산을 이뤄내는 것이 중요한 전략의 한 부분이라는 것이다. 전기화는 또한 생산과 관련해 발생하는 이산화탄소의 공정 배출물을 보다 쉽게 포착하는 기회를 촉진하며 동시에 이산화탄소를 저장 또는 사용하는 솔루션, 즉 탄소포집 및 저장(CCS)이나 탄소포획 및 활용(CCU)의 필요성이 강조된다.

이들 회사는 프로젝트의 성공을 위해 산업, 에너지부문과 스웨덴 에너지국 간의 협력의 중요성을 강조하고 있으며, 스웨덴대학들과 함께 연구활동을 강화하고 있다고 밝혔다. 이들 회사는 2019년에 파일럿 플랜트 건설 방법에 대한 심층적인 연구를 진행할 것이며 기술위험을 줄이고 규모 확장과 적용 전에 중요한 정보를 제공하기 위해 플라즈마 기술을 테스트하겠다는 것이다.

바텐폴 회장 겸 CEO 매그너스 홀(Magnus Hall)은 “우리가 시멘트산업을 전기화하는 작업을 추진할 수 있다는 점은 매우 긍정적이다. 이것은 화석연료 없는 미래를 창조하기 위한 노력에 실질적으로 공헌할 수 있는 기술 개발을 위한 새로운 협력의 가장 중요한 사례 중 하나이다”라고 강조했다.

문재인 정부 들어 에너지전환을 강조하고 있지만 아직도 에너지와 관련한 기득권의 반발로 논란만 계속되고 있다. 그러나 선진국은 이미 에너지전환이라는 시대적 흐름에 과감한 목표를 설정하고 정부와 산업계가 손을 잡고 이를 차근차근 실행해나가고 있다. 우리는 언제 ‘에너지쇄국정책’에서 벗어나 세계의 흐름을 앞서 갈 수 있을까? 김해창 경성대 환경공학과 교수

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