한국, 탄소중립은 가능한가…재생에너지 잠재량 분석

[한국경제ESG 구현화 기자 김승완 넥스트 대표] 입력2023.01.06 06:02 수정2023.08.08 10:09.

우리나라는 탄소중립을 달성하는 데 필요한 재생에너지 잠재량을 충분히 보유하고 있으며 온실가스 배출량을 정부 목표보다 추가 감축할 수 있다. 이를 위해서 재생에너지의 신속한 공급이 중요하며, 실제 재생에너지 설비 비용의 하락을 이끌어내는 것이 중요하다

[한경ESG] 스페셜 리포트
탄소중립 달성의 핵심 방안으로 크게 재생에너지원의 확대를 통한 전력 부문의 저탄소화와 수송, 산업 등 주요 배출 부문 사용 연료의 전기화 등이 거론된다. 우리나라의 전력과 산업 부문은 2019년을 기준으로 각각 전체 온실가스 배출량의 36%, 37%(직접배출량 기준)를 차지했으며, 이들의 성공적 감축을 달성하는 것이 국가적 탄소중립을 달성하는 데 가장 중요한 과제다. 이 글에서는 우리나라가 탄소중립을 달성하는 데 필요한 재생에너지의 잠재량을 충분히 보유했다는 것을 정량적으로 분석한 사단법인 넥스트의 연구결과를 소개하고 정책적으로 개선할 점을 제언한다.

넥스트는 2020년에 설립한 민간 에너지·환경 정책 싱크탱크로, 계량적 방법과 데이터 분석을 통해 객관적 정보에 근거한 탄소중립 로드맵과 세부 이행 정책을 제안하고 정책 결정에 실질적 영향을 미치는 것을 목적으로 하고 있다. 우리나라 탄소중립에 필수적 요건과 연구 수요를 고려해 최근에는 재생에너지 잠재량을 반영한 발전원 최적의 믹스와 산업의 탈탄소 전략 연구에 매진하고 있다.

 

한국, 탄소중립은 가능한가…재생에너지 잠재량 분석

온실가스 감축 경로까지 제시한 K-맵

 

2022년 2월에 공개한 ‘탄소중립시나리오 K-맵(K-Map)’은 넥스트를 포함한 국내 3개 민간 싱크탱크(녹색에너지전략연구소, 녹색전환연구소)와 독일의 에너지·기후변화 민간 싱크탱크인 아고라 에네르기벤데가 공동연구한 탄소중립 시나리오로 정부의 2050 탄소중립 시나리오, 2030 국가온실가스 감축 목표(NDC) 상향안보다 더욱 강력하면서도 과학적 근거에 기반한 온실가스 감축 목표를 제시했으며, 전환·산업·건물·수송·농업 부문별로 구체적 달성 방안을 제안했다. 2050년까지 온실가스 감축 경로를 제안하는 것이 기존 연구와 다른 점이다.
K-맵에 따르면 우리나라 탄소중립 달성의 핵심 과제로 재생에너지 비중의 확대·건물·수송·산업의 전기화와 수소화가 꼽힌다. 부문별로 핵심 내용을 요약하면, 전환에서는 연평균 18GW 이상(해당 수치는 현 정부의 원자력 확대 등을 고려하면 일부 달라질 수 있음)의 태양광 및 풍력의 보급을 통해 2035년 탈석탄을 달성해야 하며, 산업·수송 등에서는 그린수소 집중 활용을 위한 선제적 인프라 구축, 2030년까지 총 1000만 대 보급을 목표로 전기자동차 등 친환경 수송 수단 보급 그리고 2040년 내연차 판매 금지 조치가 필요하다.

건물과 관련해서는 건축물 그린 리모델링 가속화 및 히트 펌프와 지역난방 보급을 확대하고, 농업에서는 가축 분뇨를 에너지화하는 등 축산의 생산성을 개선해야 한다. 아울러 비용 효과적인 탈탄소전환이 가능하도록 범국가적으로 다양한 혁신적 규제와 지원 프로그램의 도입이 필요하다.

 

K-맵 시나리오에 따르면 2030년 온실가스 배출량을 정부 목표보다 2520만 톤(국외 감축과 CCUS까지 고려할 경우 6900만 톤) 추가 감축할 수 있으며, 2050년까지 총 16억3300만 톤을 줄일 수 있다. 이로 인한 온실가스 감축 편익이 연간 50~110조원으로 추정되며 K-맵 시나리오 이행을 위해 필요한 연간 45조원의 투자 비용을 상회해 탄소중립 이행에 대한 투자가 최종적으로 한국 사회에 경제적 이익으로 환원될 것으로 전망된다.

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재생에너지의 신속한 공급 필요
물론 이를 위해서는 재생에너지의 신속한 공급이 최우선적으로 추진되어야 한다. 2022년 8월에 공개한 제10차 전력 수급 기본계획(이하 제10차 전기본) 실무안에서는 재생에너지 설비용량이 2022년 28.9GW에서 2030년 71.5GW, 2036년 107.4GW로 큰 폭의 확대가 필요함을 언급하고 있다. 최근 넥스트가 미국의 로렌스 버클리 국립연구소(LBNL)와 공동 수행한 연구에 따르면 노후 원전을 20년 수명연장해도 2035년 탈석탄을 위해 태양광 99GW, 풍력발전 73GW를 설치해야 하므로 제10차 전기본보다 더 많은 용량의 신규 재생에너지 설비가 새롭게 추가되어야 한다.

 

재생에너지 잠재량 제대로 활용해야

 

우리나라는 좁은 면적에 천연자원이 적은 나라인 만큼 재생에너지원을 통한 탄소배출 감축 역량이 부족할 것이라는 인식이 지배적이다. 하지만 넥스트의 자체 분석 결과 우리나라가 탄소중립을 달성하는 데 충분한 재생에너지 잠재량을 보유한 것으로 확인되었다. 2022년 상반기 식스티헤르츠와 함께 일반 연구자와 대중을 대상으로 이를 비교적 쉽게 파악할 수 있는 웹솔루션을 개발하고 공개했다. 이는 국내 비영리 연구 단체가 소셜 벤처와 협업해 개발한 최초의 사례로, 기존 신재생에너지 백서(한국에너지공단, 2020년)에 상세한 데이터가 공개되어 있지 않은 한계점을 극복하기 위한 노력으로 추진되었다.
분석 범위와 잠재량 도출 방법을 소개하면, 신재생에너지 백서에서 공개한 정보를 토대로 대한민국 국토를 격자의 지리 정보 형태로 재구성했으며, 각 격자의 면적에서(1km2) 지리적 혹은 기술적으로 설치가 불가능한 면적을 제외한 후 재생에너지 설비를 설치한다고 가정했다. 태양광의 경우 육상 태양광과 옥상형 태양광 패널뿐 아니라 신재생에너지 백서에는 포함되지 않은 수상 태양광 잠재량 역시 분석 범위에 포함했다. 풍력발전의 경우 육상풍력과 고정식 해상풍력 발전 설비에 부유식 해상 풍력발전의 잠재량도 포함했다.
분석 결과 우리나라가 보유한 태양광의 기술적 잠재량은 약 1117GW(1632TWh)이며, 고정식 해상풍력은 110GW(275TWh), 부유식 해상풍력은 265GW(891TWh)로 확인된다. 기술적 잠재량으로만 보면 국내 총발전량인 576TWh를 훌쩍 뛰어넘는 수치다.
중요한 것은 이토록 상당한 재생에너지 잠재량을 활용할 수 있는 현실적 방안을 찾는 것이다. 첫 번째 방안은 재생에너지를 설치할 만한 공간을 확보해야 한다. 현재 우리나라 전국 기초 지자체 중 절반 이상(57%)은 주민의 민원을 미연에 방지 또는 해소하기 위한 것을 주목적으로 조례에 태양광 이격거리 규제를 도입하고 있다. 과도한 이격거리 규제는 국토 활용도를 현저히 제한할 뿐 아니라 태양광발전 시설의 입지를 이미 개발된 지역이 아닌 자연과 근접한 지역에 위치시킨다는 한계점이 있다.
넥스트가 전국의 기초 지자체를 대상으로 도로 및 주거지역 이격거리의 변화에 따른 태양광 기술적 잠재량을 분석한 결과, 현재의 이격거리 규제는 태양광발전 잠재량을 80% 가까이 제한하는 것을 알 수 있다(‘합리적 이격거리 규제, RE100을 위한 첫 걸음’, 이슈브리프, 2022년 11월). 각 지자체에서 규정한 도로 이격거리 규제만 산업부의 ‘태양광발전 시설 입지 가이드라인’에서 권고하는 100m 이하 수준으로 완화해도 태양광에서만 약 798TWh의 추가 잠재량을 확보할 수 있는 것으로 확인된다.

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기사 원문: [한국경제ESG 구현화 기자 김승완 넥스트 대표] 입력2023.01.06 06:02 수정2023.08.08 10:09.

(김승완+넥스트 대표)2023 한경+ESG+특별기고_최종본 한국 탄소중립 가능한가 -- 재생에너지 잠재량 분석.docx

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녹색에너지전략연구소, 사단법인 넥스트, 녹색전환연구소가 독일의 Agore Energiewende와 함께 만든 대한민국 2050 탄소중립 시나리오 설명 영상입니다. https://www.youtube.com/watch?v=gw_0G5Q3_2w

관련 보고서는 녹색에너지전략연구소 홈페이지 https://gesi.kr/forum/view/202264 에서 다운받으실 수 있습니다.

 

<핵심 메시지>
재생 에너지, 전력화, 수소 이용을 통한 2050 탄소 중립 달성
재생 에너지 전력의 비중을 2030년까지 53%, 2050년까지 84% 확대하여, 2035년 석탄 발전 폐지. 건물, 수송, 산업 부문의 전력화, 수소화 등을 통해 대담한 온실가스 감축 이행.

신속한 기후 행동 필요
2022년 5월 출범할 새로운 대한민국 정부가 다음의 전략 이행을 통해 신속한 기후 행동에 나설 것을 촉구. (1) 연간 18GW 이상의 태양광 및 풍력 보급을 통한 재생 에너지 확대, (2) 산업, 수송 부문 등에서의 그린 수소 집중 활용을 위한 선제적 인프라 구축, (3)
2030년까지 총 1천만 대 보급을 목표로 전기 자동차 등 친환경 수송 수단 보급 및 2040년 내연차 판매 금지, (4) 건축물 그린 리모델링 가속화 및 히트 펌프와 지역난방 보급 확대, (5) 농업 부문의 가축 분뇨 에너지화, 농업 에너지 전환, 축산 생산성 향상, (6) 비용
효과적인 탈탄소 전환을 위한 혁신적인 규제 및 지원 프로그램 도입 필요.

탄소 중립 이행 투자는 한국 사회에 경제적 이익으로 환원
K-Map 시나리오 이행을 위해 요구되는 연평균 45조 원(2020년 실질 국내 총생산의 2.5%), 2050년까지 총 1,300조 원의 투자는 연간 50~110조 원의 온실가스 감축 편익을 이끌어 국민의 삶의 질 개선에 이바지할 전망.