신재생만으론 탈탄소 한계…원전 늘려 'AI 전력난' 돌파

에너지 탄소감축 앞당기려면
태양광, 공급 불안정한데다
탄소배출량도 원전의 5배
韓 신재생 중심 RE100 아닌
원전 포함 '무탄소에너지' 주도
영국·프랑스 이어 IEA도 지지

◆ 원전 르네상스 ◆

전 세계적 화두인 온실가스 감축에 한국도 박차를 가하고 있다. 온실가스를 2018년 대비 2030년에 40% 감축한다는 것이 정부의 국가온실가스 감축목표(NDC)다. 온실가스 배출의 71%를 차지하는 에너지와 산업 분야 탄소 배출량 감축이 지상과제다. 이를 위해선 현재 석탄·석유 발전을 재생에너지와 원전으로 속도감 있게 대체해야 한다.

특히 탄소 배출에 있어 태양광 등 재생에너지보다 원전이 '비교우위'에 있는 만큼 윤석열 정부는 지난 정부가 추진했던 RE100(재생에너지 100% 사용)에서 벗어나 무탄소에너지(CFE) 이니셔티브로 전환하는 데 속도를 내고 있다.

3일 국제에너지기구(IEA)에 따르면 주요 발전원 중 온실가스를 가장 적게 배출하는 것은 원전이다. 탄소배출계수(kwh당 g)는 태양광이 54인 반면 원전은 10이다. 발전설비 건설부터 부품 공급과 발전까지 전 주기별 탄소 배출을 비교한 결과다.

대표적인 친환경 발전원인 태양광이 원전보다 탄소를 5배 이상 더 배출하는 것이다. 원전과 비교했을 때 탄소 배출량이 액화천연가스(LNG)는 55배, 석유는 78배, 석탄은 99배에 달할 정도로 차이가 크다.

탄소 순배출량이 '제로'가 되는 탄소중립이라는 궁극적 목표를 달성하기 위해선 원전을 적극적으로 활용해야 한다는 지적이 나오는 배경이다. 실제 2023년 한국의 에너지 부문 탄소 배출량은 2018년보다 24.1% 줄었는데, 이는 원전과 같은 무탄소 전원 발전량이 늘어났기 때문이다. 이 기간 무탄소 발전량은 68.1TWh 늘었고 원자력 발전이 증가분의 69%를 차지했다.

최근 6년간 에너지 부문 온실가스 배출량이 유일하게 늘어난 2021년 사례도 주목할 만하다.

원전 발전을 줄이고 빈자리를 신재생과 화석 발전으로 채우자 탄소 배출량이 증가했다. 원전 발전량은 2020년 160.2TWh에서 2021년 158TWh로 1.4%가량 줄었고, 신재생 발전량은 36.5TWh에서 43.1TWh로 18.1% 늘었다. 석탄과 LNG 등 화석 발전량이 24.2TWh(7.1%) 늘면서 에너지 부문 온실가스 배출량이 2.5% 증가했다.

파리협정에 따라 내년에 목표치를 높인 '2035 NDC'를 수립해야 하는 정부는 원전 비중을 강화하며 이에 대응할 계획이다. 전임 정부가 비중을 뒀던 RE100에서 CFE 이니셔티브로의 전환에 나선 배경이다.

원전을 통해 탄소 배출을 줄여야 하는 한국으로선 RE100만으로는 목표를 달성하는 게 사실상 불가능하다. RE100은 2050년까지 기업이 사용하는 전력량의 100%를 재생에너지로 조달하자는 국제 캠페인이다. 탄소중립 수단으로 태양광과 풍력, 수력, 지열, 바이오매스를 비롯한 특정 재생에너지만을 인정하며 원전은 인정하지 않는다.

RE100에 동반되는 불안정성도 문제다. 권석준 성균관대 화학공학과 교수는 "한국은 2047년까지 10개 안팎의 메가팹(대규모 반도체 시설) 신설을 추진 중인데 전력 공급이 안정적으로 이뤄지지 않는다면 불가능하다"며 "비탄소전원의 중요성이 커지는 상황에서 간헐성이 크고 전압이 불안정한 재생에너지만 사용하는 것은 한계가 있다"고 강조했다.

CFE 이니셔티브는 재생에너지원뿐 아니라 원자력 발전과 수소, 탄소포집·활용·저장(CCUS) 같은 다양한 무탄소에너지원을 탄소중립 수단으로 인정한다. 또 전력과 산업의 무탄소화를 함께 추진하면서 제조업 생산 공정에서 발생하는 탄소 배출까지 줄이는 것을 목표로 한다.

현재 영국과 프랑스를 비롯한 8개국의 지지를 확보하고 있다. 파티 비롤 IEA 사무총장의 방한과 함께 IEA가 CFE에 대한 지지 의사를 공식적으로 밝히면서 확장에 탄력이 붙을 전망이다. 정부는 다음달 브라질에서 열리는 청정에너지장관회의에서 'CFE 글로벌 작업반'을 출범하고 무탄소에너지의 구체적인 범위와 인증 방법을 비롯한 'CFE 이행체계' 전반을 수립할 계획이다.

전문가들은 탄소 배출 감축의 필요성에는 공감하지만 현실적인 문제로 RE100 달성이 어려운 국가들을 중심으로 CFE 이니셔티브를 확산할 수 있도록 국제적 공감대를 쌓아야 한다고 강조했다.

박종배 건국대 전기전자공학부 교수는 "CFE 확대는 전력의 탄소 배출량 감소로 이어져 유럽연합(EU) 등의 탄소 규제 대응에도 도움이 될 것"이라며 "한국과 같은 제조업 발달 국가와 개도국들의 참여를 유도해야 한다"고 조언했다.

[홍혜진 기자 / 이진한 기자]