[박상욱의 기후 1.5] 재생에너지로의 전환과 기회의 창

'먼 미래'에서 '내 일'로 찾아온 기후변화 (308)

땅속에 매장된 자원의 유무에 따라 지위가 결정됐던 화석연료의 시대를 지나 기술과 자본이 있다면 어디서든 에너지의 생산이 가능해진 재생에너지의 시대를 맞이하면서 에너지전환은 글로벌 패권 다툼의 새로운 전구(戰區)가 됐습니다.

이는 지난주 연재에서 살펴본 아래의 통계를 통해서도 확인됩니다. 미국과 소련의 양강 구도를 지나 미국과 중국, G2의 시대에 이르기까지 좀처럼 '옛 영광'을 되살리지 못한 유럽은 누구보다 빠르게 이러한 전환에 나섰습니다. 소련의 붕괴 이후, 엄청난 속도의 경제 성장과 함께 미국의 경쟁자로 나선 중국도 누구보다 빠르게 전환 중입니다. 공론화와 설득, 그리고 투표를 비롯해 기타 민주적 절차를 젖혀둔 채 '오직 성장'만을 향해 달려왔음에도 '세계 최대 원유 생산국' 중 하나인 미국과 비교했을 때, 에너지는 중국의 치명적인 약점이었기 때문입니다. 화석연료 시대에서 든든한 에너지 매장량을 기반으로 글로벌 패권을 거머쥔 미국은 이러한 에너지전환 속 패권을 유지하기 위해 재생에너지 발전비중을 주요 경쟁상대와 보조를 맞추며 견제 중입니다. 수십년 전, 두 차례의 걸친 오일 쇼크를 통해 미국은 에너지에 있어 우위를 점하는 일이 얼마나 중요한지 몸소 경험한 덕분입니다.

인류가 대규모로 석유를 시추해 활용한 이래로 미국은 독보적인 '세계 1위 석유 생산국'입니다. 오늘날 우리는 '석유' 하면 당연히 중동을 떠올리지만, 1970년 이전까지만 하더라도 걸프 지역의 여러 나라가 새로운 '석유의 샘'으로 떠올랐음에도, 미국 한 나라의 생산량에는 비할 바가 안 됐죠. 그러나, 서구의 자본과 기술이 점차 이들 지역에 투입되면서 걸프 국가들의 비중은 점차 커졌습니다. 1972년엔 GCC(Gulf Cooperation Council, 걸프협력회의) 6개국(사우디아라비아, UAE, 쿠웨이트, 카타르, 오만, 바레인)의 석유 생산량은 6,647TWh로 당시 미국의 생산량(6,138TWh)을 넘어서기에 이르렀습니다. 걸프 역내 석유 생산량이 세계에서 가장 많았지만, 정작 그 지역에서 목소리를 내고, 이권을 가져가는 것은 서구 선진국들이었습니다. 이는, 걸프 지역 국가들이 힘을 합쳐 목소리를 내고, 단체 행동에 나설 수 있는 계기가 됐습니다. 1973년 1차 오일 쇼크가 바로 그 결과입니다.

미국과 소련의 냉전은 1945년부터 시작됐습니다. 공교롭게 러시아의 석유 생산량이 급증하기 시작한 때 역시 그즈음입니다. 그리고 소련은 1975년, 5,708TWh의 석유를 생산하며 당시 미국의 생산량(5,463TWh)을 넘어서기에 이르렀죠. 석유는 소련이 냉전을 지속할 수 있었던 든든한 배경이 됐습니다. 이후 소련은 미국보다 석유 생산량에 있어 우위를 점했습니다. 그리고 공교롭게도 두 국가 사이에 다시금 석유 생산량이 역전된 것은 1992년, 소련이 붕괴한 때였습니다. 러시아의 생산량(4,638TWh)이 미국(4,804TWh)보다 적어진 겁니다. 그리고 블라디미르 푸틴이 러시아를 이끌기 시작한 1999년부터 러시아는 다시 석유 생산량을 크게 늘려 2001년 대미(對美) 우위를 되찾았고요.

미국의 석유 생산량은 1970년 6,204TWh를 정점으로 조금씩 감소세로 돌아섰습니다. 경제구조의 변화로 '자국 내 생산'에 주력하기보단, '미래 먹거리'에 집중한 겁니다. 그렇다고 석유 생산을 아예 멈춘 것은 아니었습니다. 에너지 패권의 균형을 유지하는 수준에서 생산량을 '관리'한 것이죠. 하지만, 과거 냉전 시절로 회귀한 것처럼 러시아가 힘을 되찾으려는 노력을 방관할 수 없었습니다. 그 결과, 2006년 3,541TWh까지 감소했던 미국의 석유 생산량은 다시 증가세로 돌아섰고, 2015년 이후 다시금 우위를 되찾았습니다.

이러한 경험은 민주-공화 정치적 색에 상관없이, 현재까지 꾸준히 재생에너지 설비가 증가하고, 실제 발전비중에 있어서도 재생에너지의 역할이 커질 수 있었던 배경입니다. 지난해 261번째 연재 〈[박상욱의 기후 1.5] '미 대선 탓'할 틈 없는 기후위기 대응〉에서 분석했듯, 1990년 이래 미국의 온실가스 배출과 발전믹스 추이를 봤을 때, 트럼프 1기는 아버지 부시 행정부부터 바이든 행정부까지 통틀어 가장 급격하게 온실가스를 줄이고, 가장 급격하게 재생에너지 비중을 높인 시기였던 것처럼요.

재생에너지로의 전환과 전기화라는 에너지전환의 두 축을 놓고, 글로벌 기후에너지 싱크탱크인 Ember는 각 국가들을 다음과 같은 그래프로 표현하고, 사사분면으로 구분했습니다. OECD 회원국은 초록색으로, 개도국은 파란색으로, 걸프 지역 등 기존 화석연료 생산국은 주황색으로 표시됐습니다. 그리고 국가별 원의 크기는 해당 국가의 인구수를 나타내고요. 각 국가가 위치한 지점은 해당 국가의 2010년 이래 전기화 비율 변화와 VRE(Variable Renewable Energy, 태양광과 풍력 등 변동성 재생에너지) 발전비중의 변화를 의미합니다. y축으로 높은 위치에 있을수록 재생에너지로의 전환에 나선 국가이고, x축을 따라 오른쪽에 있을수록 전기화에 앞선 나라인 셈입니다. 둘 다 상당한 수준을 달성해 사사분면에서1사분면에 해당하는 나라를 Ember는 전기 국가(Electrostate) 선도국으로 칭했습니다.

공교롭게도, 1사분면에 위치한 나라는 우리가 생각하는 '주요 선진국'이 아니었습니다. 중국과 베트남 단 두 나라만이 여기에 들었을 뿐입니다. 인도는 느린 전기화 확대 속도 속 태양광 및 풍력의 발전비중 증가 속도는 평균 수준으로 평가됐습니다. 독일과 영국 등 주요 유럽 선진국들은 재생에너지 확대에서 가장 선도적인 위치에 있는 것으로 평가됐지만, 과거 대비 전기화의 증진 측면에선 별다른 두각을 나타내지 못했습니다.

그런데, 개도국 중 가장 눈에 띄는 재생에너지 확산 국가가 있었으니, 바로 브라질입니다. 2024년 기준, 브라질에서 태양광과 풍력의 발전비중은 각각 9.56%, 14.6%에 달했습니다. 전력수요의 4분의 1을 이 두 발전원으로 충당한 것이죠. 여기에 55.4%에 달하는 수력과 7.81%의 바이오 에너지, 2.12%의 원자력이 더해져 화석연료의 발전비중은 고작 10% 조금 넘는 수준에 그쳤습니다. 미국과 일본은 모두 VRE의 확대에 있어 '빠른 축'에 속했습니다. 문제는 한국입니다. 재생에너지의 확대 속도는 더뎠고, 그렇다고 전기화의 속도 또한 그다지 빠르지 못했습니다. 개도국도 아닌데, 그렇다고 대왕고래 프로젝트가 유효해서 '세계적 산유국 대열'에 들 수 있는 것도 아닌데, 그런 나라들과 비슷하게 행동해 온 것이죠.

Ember는 전기국가로의 전환이 에너지 안보에 어떤 영향을 미치는지에 대해서도 구체적으로 설명했습니다. 화석연료 수입에 전적으로 의존하는 경제구조 하에선 국가 내 경제활동이 기술의 도입 시점을 넘어, 그렇게 도입한 기술로 경제활동을 진행하는 과정부터 그 기술이 도태되고 새로운 기술이 도입되기에 이르기까지 화석연료 수입 리스크에 취약할 수밖에 없습니다. 화석연료 수입의 중단이나 제약이 국가 내 산업에 즉각적인 영향을 미치게 되는 겁니다.

화석연료 기반의 경제 시스템을 전기화 중심으로 전환하면 어떻게 될까. 설사 전기화 기술을 해외에 의존한다 하더라도, 그 기술의 도입 이후 이를 기반으로 경제활동을 하는 기간 동안은 외부성의 영향으로부터 상대적으로 자유로울 수 있습니다. 에너지원 자체는 자국 내에서 조달이 가능한 덕분입니다. 물론, 이런 신기술의 도입부터 국산화가 가능하다면, 그때부턴 완전한 에너지 독립이라는 선순환에 접어들 수도 있습니다. 유가가 어떻게 출렁이든, 에너지를 두고 국제적 분쟁이 관세나 환율 전쟁을 넘어 실제 물리적인 전쟁으로 이어진다 하더라도, 자국 내 경제활동에서의 에너지 사용은 안전할 수 있는 것이죠.

자동차를 예로 들어 이를 살펴보면, 그 차이를 쉽게 확인할 수 있습니다. 정유 설비와 기술을 해외에서 도입하고, 이후 원유를 수입해 자동차에 휘발유나 경유 등을 공급하는 시스템에선 그 어느 한 해도 에너지 무역의 예기치 못한 변동에 자유로울 수 없습니다. 통상적인 산업 설비의 수명인 30년을 기준으로 새로운 설비를 도입한다고 했을 때에도, 기술과 에너지원 모두 수입에 의존하다보니 첫 30년 동안, 그 다음 30년에도, 에너지 무역이 일시적으로 위기를 겪는 상황에도 모든 것이 흔들리게 되는 것이죠.

그런데, 화석연료 기반의 내연기관 자동차를 재생에너지 기반의 전기차로 전환하면 어떻게 될까요. 당장 태양광 패널이나 간헐적인 태양광발전에 대응하기 위한 배터리팩을 수입해 도입한다 하더라도, 그 이후 설비의 수명이 다하는 30년의 세월 동안은 에너지 독립이 가능합니다. 대외 여건의 급변에도 국내 수송부문엔 아무런 흔들림이 없는 겁니다. 위의 그래프에서 사례로 거론된 태양광발전과 이차전지를 이용한 BESS(Battery Energy Storage System, 배터리 에너지저장시스템), 그리고 BEV(Battery Electric Vehicle, 배터리 전기차)는 우리나라에게 특히 더 중요합니다. “시기상조야”, “우리나라에선 안 돼”라는 저주에도 꾸역꾸역 세계 최고의 기술력을 확보한 한국의 '특장점'이기 때문입니다.

우리나라의 태양광 패널 기술이 세계적인 것은 두말할 나위 없는 '팩트'입니다. 국내 시장의 외면으로 대대적인 확산이 더뎌지면서 생산량의 증가와 시장 점유율의 확대라는 양적 성장에 따른 비용의 감소 속도는 더디지만, 기술력 자체는 누구와 견줘도 경쟁력이 있습니다. 열악한 환경 속에서도 학계와 산업계에서 태양전지에 대한 R&D를 멈추지 않은 덕분입니다. 더불어, 태양광발전의 여건 또한 나쁘지 않습니다. 전 지구에 걸쳐 일사량이 우수한 지역을 '선벨트'라고 일컫습니다. 그리고 대한민국은 이러한 선벨트에 위치한 나라 중 하나입니다. 되려 에너지전환에 열심인 유럽은 높은 위도 탓에 선벨트를 벗어나 한국 대비 태양광발전 여건이 나쁩니다.

주요 선진국 중 선벨트에 위치한 나라는 몇 안 됩니다. 미국은 남쪽 절반, 일본도 후쿠시마현 이남만 선벨트에 해당할 뿐, 국토 대부분이 선벨트에 속하는 OECD 회원국은 한국과 호주, 멕시코와 칠레, 이스라엘 등 일부입니다. 그리고 이들 국가는 한국을 제외하곤 모두 재생에너지의 신속한 확대에 사활을 걸고 있고요.

자동차 산업은 한국이 전 세계적으로 두각을 나타내는 주요 산업 중 하나입니다. '왕년의 강호' 미국과는 자동차 수출량 격차를 더욱 벌리고 있고, 서로 엎치락뒤치락 1, 2위를 차지하고 있는 '탑 티어', 일본 및 독일과의 격차를 빠르게 좁혀가고 있죠. 그런데, 우리가 수십 년에 걸쳐 지금의 위치에 오르기 위해 피땀흘린 것이 무색할 만큼, 중국은 불과 4년도 채 안 되는 시간에 '자동차 수출 1위'에 올랐습니다. 길게는 백 년 넘게, 짧게는 반세기 동안 주요 자동차 생산국이 쌓아온 내연기관 노하우를 단숨에 따라잡아서 그런 걸까요? 그렇지 않습니다. 내연기관 엔진 노하우와 무관한 '새로운 탈 것', 전기차로의 전환은 중국 자동차 수출의 급증을 가능케 한 배경이었습니다.

이런 상황에서 한국이 ICE에 더욱 몰두해 일본과 독일의 엔진과 경쟁을 하는 것이 효율적일까요? 아니면 중국과 함께 글로벌 BEV 전환을 더욱 가속화해 새로운 시장에서 일본과 독일을 '왕년의 강호'로 눌러두는 것이 효율적일까요? 우리는 이제 '선택의 기로'에 놓였습니다. 우리나라의 GDP에서 자동차 산업이 차지하는 비중은 무려 14%에 달합니다. 한국보다 자동차 수출량이 많은 일본(자동차 산업의 GDP 비중 10%)이나 독일(자동차 산업의 GDP 비중 5%)보다도 자동차 산업의 역할이 훨씬 큽니다. 국가 내 모든 노동력 가운데 자동차 산업에 종사하는 이들의 비중 또한 한국은 12%로 일본(8%)이나 독일(6%)보다도 더 많습니다. 이 선택의 기로에서 어떤 선택을 하냐에 따라, 그리고, 그 선택을 얼마나 신속하게 하냐에 따라, GDP도 일자리도 좌지우지되는 것이죠.

최근 15년간 OECD 회원국들의 발전원별 발전설비가 어떻게 달라졌는지를 살펴보면, 에너지전환의 흐름은 더욱 분명히 드러납니다. 바로 '탈화석연료'와 '재생에너지 확대'입니다. 석탄화력발전은 2011년부터 해마다 발전설비가 크게 줄어들었습니다. 그 결과, OECD 회원국 전체에 걸쳐 2010년 658GW 규모였던 석탄화력발전소는 2024년 441GW로 그 용량이 33% 감소했습니다. 가스화력발전소의 경우, 같은 기간 814GW에서 1,066GW까지 늘었습니다만, 그 증가세는 점차 줄어들고 있습니다. 2010년, 전년 대비 33GW가 늘어났지만, 2024년엔 9.38GW 증가하는 데에 그쳤죠. 원자력발전소의 경우, 신규로 추가된 설비보다 가동이 중단된 설비의 용량이 훨씬 많았습니다. 그 결과, 2010년 314GW였던 OECD 회원국들의 원전 설비 용량은 2024년 271GW로 14% 줄었습니다.

태양광과 풍력의 경우, 전통적인 3가지 주력 발전원과는 '전혀 다른 보법'을 보였습니다. 당장 연간 증감 폭 자체가 이들 발전원과는 달랐습니다. 그래프 y축의 숫자를 보더라도, 자릿수 자체부터 비교가 불가할 정돕니다. 더불어, 해마다 '꾸준한 증가세'를 보이는 것을 넘어 해마다 추가되는 설비용량은 시간이 흐를수록 더욱 커지고 있죠. 2010년, 전년 대비 태양광발전설비는 16.9GW, 풍력발전설비는 15.4GW 증가했습니다. 그런데, 2024년엔 전년 대비 태양광은 120GW, 풍력은 24.2GW 더 추가됐습니다. 그 결과, OECD 회원국의 태양광 및 풍력발전설비 용량은 2010년 174GW에서 2024년 1,195GW로 거의 7배가 됐습니다.

점차 성장 곡선의 기울기가 평탄해지는 상황을 타개하고, 그리하여 새로운 엔진을 달아 성장을 이어가고, 오랜 시간 에너지 주권의 부재로 대외적인 요소에 국가 경제가 휘청였던 시기를 벗어나 에너지와 그에 기반한 경제활동의 주권을 회복하기 위해서, 우리는 이러한 에너지전환의 흐름에 올라타는 것을 넘어, 여기서 새로운 기회의 창을 열어야만 합니다. 국내 에너지전환의 가속화를 발판 삼아, 관련 산업군의 트랙 레코드 확보와 수출 확대를 꾀해야 하는 것이죠.

이는 앞서 언급한 태양광 발전설비나 전기차에만 해당하는 것이 아닙니다. 글로벌 BESS 설치용량은 마치 로그 함수 그래프처럼 급증하고 있습니다. 2010년, 전 세계를 통틀어 90MWh 수준이었던 BESS 설치용량은 2024년 169GWh를 넘어섰습니다. 14년만에 1,878배가 된 겁니다. 시장 규모가 커지면서 가격은 kWh당 2,571달러에서 192달러로 저렴해졌습니다. 그 결과, 전력수급의 유연성 자원으로써의 수요를 넘어 가정용, 상업용 등 다양한 용도로 BESS는 현실에 적용되고 있습니다. 그런 BESS는 반도체 못지않은 수출 경쟁력을 지닌 분야입니다.

당장 일반 시민들의 생활 속에서 BESS 시장에 뛰어든 기업들은 다양합니다. 국내에서 '백만돌이'라는 캐릭터로 일반 소비자들에게 익숙한 에너자이저도, 국내에선 전기차 브랜드로만 알려진 테슬라도, 가정용 BESS 시장을 차지하기 위해 노력중입니다. 글로벌 컨설팅 기업인 우드맥킨지에 따르면, 2024년 글로벌 BESS 시장 점유율 Top 5 기업은 테슬라, 선그로우, CRRC, 엔비전/화웨이, 그리고 하이퍼스트롱으로, Top 5 중 2~5위 모두 중국 기업이 차지했습니다. BESS Finder가 집계한 생산역량 기준 순위에선 중국 CATL이 40GWh 이상의 규모로 1위를 차지했고, 이어 미국의 테슬라와 중국의 BYD, 미국의 프루언스, 중국의 선그로우가 Top 5에 이름을 올렸습니다.

이차전지 분야에서 세계 최고의 기술력을 자랑하는 한국이지만, 정작 BESS에선 그만큼의 입지를 보여주지 못하고 있습니다. 자국 내 열악한 시장 기반이 그 이유 중 하나입니다. BMI(Benchmark Mineral Intelligence)에 따르면, 2024년 기준, 중국(215.5GWh)과 미국(82.1GWh), 영국(7.5GWh), 호주(5.6GWh), 그리고 칠레(3.8GWh) 순으로 BESS가 설치됐습니다. 한국은 1.1GWh로 이들 나라와의 격차가 매우 큰 상황이죠. 우수한 기술력이라는 기틀을 갖춘 상태에서 국내 BESS 시장의 확대와 한국 이차전지 기업들의 생산역량 확대가 이뤄진다면, 우리는 에너지전환이라는 글로벌 패권 다툼의 치열한 전구에서 또 다른 기회의 창을 열게 될 것입니다.

풍력발전에서도 기회의 창은 아직 닫히지 않았습니다. 전 세계적으로 풍력터빈을 자국 기술로 생산할 수 있는 나라는 그리 많지 않습니다. 전 세계에서 2024년 기준 설치된 풍력터빈의 제작 국가를 살펴보더라도, 한국은 중국을 제외한 기타 아시아 지역에서 3%의 비중을 차지하고 있습니다. 물론, 과거 녹색성장 시절 다수의 대형 중공업 기업들이 대거 풍력터빈 사업에 뛰어들었다가 대부분 철수했기에, 2024년 '주문 기준'에서 한국은 찾아볼 수 없는 상황이지만요.

국내 풍력발전 시장 자체가 오랜 시간 사실상 멈춰있었던 만큼, 해상풍력 확대를 발판 삼아 다시금 풍력터빈 공급국가로서 이름을 올린다면, 우리나라의 에너지 안보 확립은 물론, 재생에너지로의 전환 과정에서 새로운 기회의 창을 열 수 있을 것입니다. 터빈을 지지하는 타워와 하부 구조물, 그리고 바다 위 풍력발전기에서 만들어진 전기를 육지로 옮기는 케이블 등 터빈을 제외한 풍력발전의 주요 요소에 있어선 이미 한국 기업들이 세계적으로 우수한 경쟁력을 보유한 만큼, 이는 그저 '꿈만 같은 이야기'는 아닙니다.

지난 2023년 연말, 아랍에미리트 두바이에서 열린 제28차 유엔기후변화협약 당사국총회에서 국제사회는 2030년까지 재생에너지 발전설비를 3배 늘리겠다는 공통의 목표를 제시했습니다. 이후 현재까지 목표를 조정한 나라는 EU를 제외하곤 7개국 뿐입니다. 그중 2개국은 재생에너지 설비 목표를 되려 낮췄고, 목표를 상향한 것은 EU를 제외하면 5개국밖에 되지 않습니다. 이는 우리에게 주어진 '마지막 기회'이기도 합니다. 그간 벌어진 재생에너지의 격차를 좁힐 수 있는 마지막 기회이자, 탈화석연료를 통해 에너지 자립과 안정적인 성장동력의 기틀을 닦을 수 있는 마지막 기회 말입니다.

박상욱 기자 park.lepremier@jtbc.co.kr