에너지 전환
운송 부문의 전기화 또한 중요한 요소다. 이미 지하철을 비롯한 철도망이 상당 부분 전기화됐으며 도로 교통에서도 전기차가 빠르게 보급되고 있다. 다만 전기차의 핵심 부품인 배터리를 생산하는 과정에서 온실가스가 적지 않게 배출된다는 점을 고려해야 한다. 전기차에 사용되는 전기를 화력발전으로 생산할 경우, 차량의 전체 생애주기에서 전기차가 내연기관차보다 더 많은 온실가스를 생성한다. 이는 차량의 전기화가 재생에너지로의 전환과 함께 추진돼야 함을 뜻한다. 2009년 기준 유럽의 전력 포트폴리오를 바탕으로 계산해보면 전기차의 탄소배출량이 내연기관에 비해 탄소 배출량이 최대 56% 적은 것으로 나타난다.
다만 에너지전환의 다른 요소에 비해 운송 부문의 전기화에는 오랜 시간이 걸릴 것으로 보인다. 현재 시점에서 비행기와 대형 화물 트럭, 선박의 전기화는 어려운 편이다. 이들 운송수단은 대출력이 필요해서 장착해야 하는 배터리의 용량도 큰데, 배터리의 무게로 인해 기체 중량이 지나치게 증가하므로 효율성이 낮아지기 때문이다. 대출력이 필요한 운송수단에는 대안으로 전기로 생산한 바이오연료나 수소를 이용하는 방안이 연구 중이다.
에너지시스템의 변환은 수십 년의 시간 동안 여러 단계에 걸쳐 이루어지는 장기적인 변화다. 따라서 에너지전환 과정은 환경과 우선순위에 따라 다양하게 나타날 수 있다. 많은 연구자들이 에너지전환 과정을 체계화했지만 룬트의 3단계 모델과 헤닝 및 피셰딕의 네 단계 모델이 널리 받아들여진다. 독일에서는 4단계 모델을 도입해 에너지전환을 추진하고 있다.
첫 단계에서는 에너지전환의 필요성을 인식하고 필수적인 기술을 개발하는 단계다. 이후 개발된 기술의 단가를 실용성 있는 수준으로 충분히 낮추고, 전력망에서 재생에너지가 화석연료를 대체하는 단계로 이행된다. 이 과정에서 파편화되거나 독립적으로 구성되어 있던 전력망이 거대한 단일 스마트망으로 통합된다. 한편 통합되어 재구성된 전력망은 수요 중심의 유연한 체계를 갖추도록 재편된다. 에너지효율 개선은 전 과정에 걸쳐 꾸준히 추진돼야 한다.
첫 번째 단계에서는 재생에너지 기술을 개발하고 시장에 진입할 수 있도록 단가를 낮춘다. 단순히 기술 개발을 통해 발전효율을 높이는 데 그치지 않고, 대량생산과 규모의 경제를 실현해 재생에너지가 경제적 타당성을 확보하는 데 중점을 둔다. 전체 전력 포트폴리오에서 재생에너지 25%를 달성하는 것이 목표다. 독일에서는 이 단계가 마무리된 것으로 본다.
두 번째 단계에서는 재생에너지를 전체 전력망에 통합한다. 스마트그리드 구축과 부하조절 기술을 도입하고, 난방, 운송 부문과 발전 부문이 발전 부문과 강력하게 융합되도록 열펌프와 전기차 보급을 추진한다. 전기차와 ESS를 이용해 전력망의 안정성을 높이는 것 또한 중요한 과제다. 전체 전력 포트폴리오에서 재생에너지가 60%를 차지하는 것이 목표다.
3단계에서는 재생에너지로 생산된 전력이 충분해 잉여전력을 보관하는 방법을 중점적으로 모색한다. 파워투가스와 같은 기술을 활용해 전기를 화학적 에너지를 지닌 연료로 저장한다. 수소나 메탄이 유력한 후보로 거론된다. 수소는 수소연료전지의 연료로, 메탄은 연소용 연료로 활용된다. 화학적 형태로 변환된 에너지는 배터리에 비해 적은 중량에 더 많이 저장할 수 있으므로 운송 부문과 연계해 활용할 수 있다. 필요 전력의 100%를 재생에너지로 공급하는 것이 목표다.
마지막 단계에서는 재래식 에너지원을 전혀 사용하지 않고 재생에너지로만 필요한 에너지를 조달한다. 이 단계에서는 과도기적 화석연료인 가스화력조차 사용되지 않는다. 이 단계에서도 다양한 재생에너지원이 상호 경쟁하며 발전함으로써 전체 전력망의 효율성을 끌어올린다. 다만 이 단계가 실제로 가능한지는 환경에 따라 달라질 수 있다. 에너지 안보 관점에서 국내에서 생산되는 재생에너지만으로 필요량을 모두 충당할 수 있는지가 관건이기 때문이다.
대한민국 에너지 전환의 기본 이념은 제19대 문재인 대통령 ‘고리1호기 영구정지 선포식’ 기념사(2017년 6월 19일)에서 찾아볼 수 있다. 문재인 대통령은 동 기념사를 통해 “국민의 생명과 안전이 무엇보다 중요하다는 것이 사회적 합의로 자리잡았”으므로 “국가의 에너지 정책도 이러한 변화에 발 맞춰야” 하며 에너지 정책이 추구할 목표는 “국민 안전을 최우선으로 하는 청정에너지 시대”라고 밝히고 있다.
에너지 정책 주무부처인 산업통상자원부도 국민의 생명, 안전, 환경에 대한 요구에 부응하기 위해 에너지 전환이 필요하다고 하였다. 아울러 미래에너지 정책의 방향은 “(기존 전통적 에너지원으로부터) “안전하고 깨끗한 에너지로 전환”하는 것이라고 밝히고 있다. 정부의 에너지 정책의 기조는 기존의 수급안정과 경제성 대신 안전성과 친환경성을 중시하고 발전원의 구성은 원전과 석탄 위주 대신 신재생 등 청정에너지 중심으로 전환하는 것을 목표로 하고 있다.
정부의 에너지 전환정책 방향은 2017년 10월 24일 대통령 주재로 개최된 제45회 국무회의에서 산업통상자원부 장관이 보고한 『신고리 5⋅6호기 공론화 후속조치 및 에너지전환 로드맵』에 담겨 있다.
그 주요내용은 첫째, “원전의 단계적 감축”이다. (1) 신고리 5‧6호기는 공론화 결과에 따라 공사를 재개하되, 현재 계획된 신규원전 건설계획은 백지화 (2) 노후원전은 수명연장을 금지하며, 월성 1호기는 전력수급 안정성 등을 고려하여 조기 폐쇄 (3) 에너지전환(탈원전) 로드맵에 따라 원전은 ‘17년 24기에서 ‘22년 28기, ’31년 18기, ‘38년 14기 등으로 단계적으로 감축되며, 이러한 원전의 단계적 감축방안을 제8차 전력수급기본계획(~‘31년)과 제3차 에너지기본계획(~’38년)에 반영 (4) 원전의 단계적 감축과 관련하여, 적법하고 정당하게 지출된 비용에 대해서는 정부가 관계부처 협의 및 국회심의를 거쳐 기금 등 여유재원을 활용하여 보전하되, 필요시 법령상 근거 마련을 추진한다는 세부계획을 포함하고 있다.
에너지 전환 로드맵의 주요내용은 둘째, “재생에너지 확대”이다. (1) 현재 7%인 재생에너지 발전량 비중을 ‘30년 20%로 확대함으로써 원전의 축소로 감소되는 발전량을 태양광, 풍력 등 청정에너지를 확대하여 공급 (2) 세부적으로 ⅰ) 폐기물‧바이오 중심의 재생에너지를 태양광‧풍력 등으로 전환, ⅱ) 협동조합‧시민 중심의 소규모 태양광 사업에 대한 지원  ⅲ) 계획입지 제도 도입을 통해 난개발 방지 ⅳ) 관계부처, 공공기관 협업을 통해 사업발굴 확대 (3) 재생에너지 확대를 위한 구체적 추진방안은 연내 ‘재생에너지 3020 이행계획’에 반영될 계획이다. 에너지 전환 로드맵의 세 번째 주요내용은 “지역‧산업 보완대책”이다.
구체적으로는 (1) 에너지전환에 따라 영향을 받게 되는 지역과 산업이 연착륙할 수 있도록 보완 대책도 강구 (2) 고리 1호기 영구정지(‘17.6월)를 계기로 58개 상용화기술 중 미확보 17개, 38개 원천기술 중 미확보 11개 기술 개발을 추진하며, 향후 성장이 예상되는 해외 원전해체시장을 선점할 수 있도록 동남권 원전해체연구소 설립방안을 위한 용역 추진 (3) 에너지전환에 따른 국내산업 보완대책으로 원전수출을 적극 지원 하기 위해 사우디, 체코, 영국 등에 대해 정상회담, 장관급 양자회담 등을 추진 (4) 신재생 이익공유, 온배수 활용 사업 등 주민, 지자체가 참여하여 소득을 창출할 수 있는 다양한 사업을 추진하며, 금년 중 정책연구용역을 통해 세부 시행방안을 마련 (5) 원전산업 중소‧중견기업의 판로 전환 등을 지원하기 위하여 산업계와 함께 참여형으로 에너지전환에 따른 보완대책 수립 (6) 한수원은 원전안전운영과 해체산업 중심으로 사업구조를 개편하고, 기타 신규사업 발굴을 추진하는 방향으로 검토하며, 원전 산업계의 의견을 적극 수렴 등의 내용을 포함하고 있다.
「에너지 전환 로드맵」의 주요사항 중 “원전의 단계적 감축”에 관한 사항은 제8차 전력수급기본계획(~‘31년)을 통해 구체화되었고 제3차 에너지기본계획(~’38년)에 반영될 예정이다.
전력수급기본계획은, 중장기 전력수요 전망 및 이에 따른 전력설비 확충을 위해 전기사업법 제25조 및 시행령 제15조에 따라 15년 장기계획을 담아 2년 주기로 수립된다. ’02년 ｢제1차 전력수급기본계획｣을 시작으로 총 8차례 계획이 수립되었다. 제8차 전력수급기본계획은 2017년부터 2031년까지를 대상으로 하고 있다. 주요내용은 직전 계획에 대한 평가, 장기 수요전망, 수요관리 목표, 발전 및 송변전 설비계획, 온실가스 감축노력 등이다. 동 계획에 따르면 2030년 목표수요는 100.5GW이며 발전설비 용량은 적정 설비예비율 22%를 더하여 122.6GW로 산정하였다.
설비용량 계획시 고려사항을 발전원별로 살펴보면 다음과 같다. (1) 원자력 발전의 경우 월성1호기는 2018년부터 공급에서 제외하며 ‘23~30년간 노후원전 10기(8.5GW) 중단 및 신규 6기(신한울 3･4호기, 천지 1･2호기, 신규원전 1･2호기) 백지화 반영, 신고리 6호기(1.4GW) 준공 등이 핵심이다. (2) 석탄 발전의 경우 ’17∼’22년에는 노후 7기(2.8GW) 폐지하되, 신규석탄 7기를 건설(7.3GW)하며 ’23∼’30년에는 당진에코 1․2호기, 태안 1․2호기, 삼천포 3․4호기는 LNG로 연료전환(2.1GW) 한다. (3) 신재생에너지의 경우 재생에너지 3020계획에 따라 태양광 및 풍력 중심으로 58.5GW까지 확충하되 태양광(33.5GW) 및 풍력(17.7GW)은 ‘30년 신재생 전체의 88% 수준이 되도록 한다. (4) LNG 발전의 경우 제주도 전력수급 대응을 위해 0.125GW(’20.6월) 추가하고 석탄발전설비 6기를 LNG로 전환하는 등 ‘17년(37.4GW) 대비 '30년(44.3GW)까지 16% 증설한다. (5) 기타, 제7차 전력수급계획에 반영되었던 유류발전소 2.8GW 증설계획은 폐지한다.
에너지기본계획은 에너지 부문의 모든 분야를 총망라하며, 다른 에너지 관련 계획들과 체계적으로 연계하고 거시적인 관점에서 조정하는 종합계획으로서 에너지원별, 부문별 등 다른 에너지 관련 계획에 대해 원칙과 방향을 제시 하는 성격을 가지는 최상위계획이다. 저탄소녹색성장기본법 제41조에 의거, 동 기본계획에 포함되어야 하는 사항은 (1) 국내외 에너지 수요와 공급의 추이 및 전망 (2) 에너지의 안정적 확보, 도입․공급 및 관리를 위한 대책 (3) 에너지 수요목표, 에너지원 구성, 절약 및 에너지 이용효율 향상 (4) 신재생에너지 등 환경친화적 에너지의 공급․사용을 위한 대책 (5) 에너지 안전관리를 위한 대책 (6) 기술개발, 전문인력 양성, 국제협력, 자원개발, 에너지 복지 등이다.
「에너지 전환 로드맵」 주요사항 중 “재생에너지 확대”에 관한 추진방안은 2017년 10월 20일 산업통상자원부가 발표한 「재생에너지 3020 이행계획」으로 구체화되었다.
동 계획은 삶의 질을 높이는 참여형 에너지체계로의 전환을 비전으로 삼고 전력계통 안정성, 국내기업의 보급여건, 잠재량 등을 고려하여 2017년 현재 7.6%인 재생에너지 발전량 비중을 2030년에는 20%까지 늘린다는 목표를 설정하였다. 이에 따라 2030년까지 재생에너지 설비용량은 63.8GW로 늘고, 재생에너지 중에서도 청정에너지로 여겨지는 태양광, 풍력 등이 신규 설비용량의 95% 이상 공급될 예정이다. 이를 실현하기 위해 도시형 태양광 확대, 농가 태양광 확대, 협동조합 및 사회적기업 확대, 공공 및 민간주도 대규모 프로젝트 개발, 한국형 FIT 도입, 전력거래제도 개선, 규제완화 등의 세부과제를 추진한다는 계획을 담고 있다.
에너지기본계획은 에너지법 제10조 제1항을 근거로 수립되는데 20년을 계획기간으로 5년마다 수립·시행되며 2008년에 제1차 기본계획이 수립되었다.  2014년 발표된 제2차 에너지기본계획에서는 신재생에너지 발전 비중을 2025년 7.5%, 2035년 11%로 제시했으며 원자력발전소 비중을 26%에서 29%로 높이기 위해 7GW의 신규 원전의 추가 건설이 필요하다는 내용이 포함됐었다. 반면 제3차 에너지기본계획에서는 신재생에너지 비중을 2040년까지 30~35%로 확대하고, 원자력발전과 석탄발전은 단계적으로 감축하기로 방침을 정했다.
제2차 에너지기본계획과 제3차 에너지기본계획 비교 (산업통상자원부)
「에너지 전환 로드맵」 주요사항 중 “재생에너지 확대”에 관한 추진방안은 2017년 10월 20일 산업통상자원부가 발표한 「재생에너지 3020 이행계획」으로 구체화되었다.
동 계획은 삶의 질을 높이는 참여형 에너지체계로의 전환을 비전으로 삼고 전력계통 안정성, 국내기업의 보급여건, 잠재량 등을 고려하여 2017년 현재 7.6%인 재생에너지 발전량 비중을 2030년에는 20%까지 늘린다는 목표를 설정하였다. 이에 따라 2030년까지 재생에너지 설비용량은 63.8GW로 늘고, 재생에너지 중에서도 청정에너지로 여겨지는 태양광, 풍력 등이 신규 설비용량의 95% 이상 공급될 예정이다. 이를 실현하기 위해 도시형 태양광 확대, 농가 태양광 확대, 협동조합 및 사회적기업 확대, 공공 및 민간주도 대규모 프로젝트 개발, 한국형 FIT 도입, 전력거래제도 개선, 규제완화 등의 세부과제를 추진한다는 계획을 담고 있다.