[기후논단] 에너지 전환 해법, ‘첨단 제조업의 역할 바꾸기’

에너지전환 시대, 성장‧기후대응 두 마리 토끼 다 잡아야
제조기술, 에너지 한계 돌파하는 패러다임 전환 일어나야

▲ 이상협 KIST 기후환경연구소장실 책임연구원

[수소신문] 에너지(Energy)라는 단어는 우리 삶의 곳곳에서 긍정과 희망을 투영하는 마법 같은 세 글자다.

'에너지가 넘친다'는 개인의 활력부터 '에너지가 충분하다'는 국가적 안도감에 이르기까지, 이는 단순한 물리량을 넘어 생존의 척도가 됐다.

특히 오늘날 에너지는 국가 경제의 심장을 뛰게 하는 핵심 혈류이자, 영토 주권만큼이나 중요한 '안보의 핵'으로 급부상했다.

이제 경제와 안보는 별개의 톱니바퀴가 아니다. 첨단기술 확보가 국가 경쟁력의 정점이 된 지금, 경제와 안보는 '일심동체'로 작동하며 그 가장 깊은 곳에는 이를 구동하는 근원적 동력, 즉 '에너지 주권'이 자리하고 있다.

최근 인공지능(AI)의 진화는 경이로움을 넘어 공포에 가깝다. 하지만 화려한 알고리즘 이면에는 '전기 먹는 하마'라는 냉혹한 진실이 숨어 있다.

국제에너지기구(IEA)에 따르면, 챗GPT와 같은 생성형 AI의 한 번의 쿼리는 일반 구글 검색보다 약 10배(2.9Wh 대 0.3Wh) 이상의 전력을 소모한다.

2026년까지 전세계 데이터센터의 전력소비량은 일본 전체의 연간 전력 사용량과 맞먹는 1000TWh에 달할 것이라는 전망도 나온다. 이제 AI 전쟁의 승패는 소프트웨어가 아니라 이를 뒷받침할 '에너지 확보 기술'에서 갈릴 것이라는 뜻이다.

여기에 인류는 '기후위기'라는 전 지구적 재앙에 직면해 있다. 탄소배출을 억제하면서 폭발적인 전력 수요를 감당해야 하는 이 모순적 상황은 인류에게 비 화석연료와 신재생에너지로의 강제 이주를 명령하고 있다.

그러나 태양광과 풍력 같은 재생에너지는 자연 조건에 따른 '간헐성'이라는 치명적 약점을 안고 있다. 이를 보완할 에너지저장장치(ESS) 기술 등은 여전히 완성 단계에 도달하지 못했다.

결국 안전성 논란 속에서도 원자력 발전, 특히 2035년까지 시장 규모가 약 3000억달러(한화 약 400조원)에 달할 것으로 보이는 소형모듈원자로(SMR)가 구원투수로 등판하는 이유다.

이 혼돈의 시대에 우리는 인류와 에너지가 동행해 온 역사를 돌아봐야 한다. 태동기 인류는 태양에너지에 전적으로 의존했다. 태양의 빛과 열은 생존 그 자체였고, 당시 인류에게 태양은 절대적인 신이었다.

에너지를 스스로 만든다는 개념조차 없던 시절, 인류는 자연이 부여하는 에너지를 수동적으로 수용할 뿐이었다.

그러나 '불'의 발견은 이 수동적 관계를 전복시킨 첫 번째 혁명이었다. 불을 통해 인류는 에너지를 직접 조절하고 활용하는 주체로 거듭났으며, 이는 문명 진화의 기폭제가 돼 지구상에서 가장 강력한 존재로 군림하게 했다.

18세기 후반, 인류는 불을 간접적으로 활용해 기계를 돌리는 '산업혁명'이라는 대전환점을 맞이한다. 화석연료 기반의 이 거대한 변화는 에너지 소비 규모를 상상할 수 없을 만큼 팽창시켰다.

1950년대 이후 70년간 인류가 소비한 에너지량은 빙하기 이후 1만 1700년 동안 사용한 총량과 맞먹는다는 사실은 가히 충격적이다. 이러한 에너지의 폭식은 현대의 풍요를 빚어냈지만, 동시에 지구의 지질학적 환경마저 뒤흔드는 부메랑이 돼 돌아왔다.

지금까지 대한민국은 이 화석연료 기반의 에너지 대량 소비를 동력 삼아 '한강의 기적'을 일궈왔다. 우리나라는 에너지 수입 의존도가 93%에 달하는 자원 빈국임에도 불구하고, 이를 효율적으로 가공해 세계 10대 경제 강국으로 올라선 저력의 국가다.

하지만 이제 대한민국은 '성장'과 '기후대응'이라는 양립 불가능해 보이는 두 마리 토끼를 잡아야 하는 절체절명의 과제에 직면해 있다. 인류 역사는 이 두 토끼를 동시에 잡을 수 없다고 가르쳐 왔으나, 우리는 그 금기를 깨는 새로운 지혜를 창조해야만 한다.

그 해답은 바로 '첨단 제조업의 역할 바꾸기'에 있다. 지금까지 대한민국은 고품질의 풍부한 에너지를 '소비'해 반도체, 자동차, 조선 등 세계 최고의 첨단 제조업을 일궈냈다. 에너지가 제조업을 먹여 살린 시대였다.

그러나 이제는 우리가 보유한 세계 최고 수준의 첨단 제조업 기술을 바탕으로, 탄소배출이 없는 고품질의 에너지를 스스로 '생산'하고 '공급'하는 기반을 구축해야 한다. 즉, 제조기술이 에너지의 한계를 돌파하는 '역할의 역전'이 일어나야 한다는 뜻이다.

우리가 만든 차세대 반도체가 에너지효율을 극대화하고, 우리의 배터리 기술이 재생에너지의 간헐성을 극복하며, 우리의 원자력 제조기술이 안전한 SMR을 전세계에 공급할 때 대한민국은 비로소 에너지의 속박에서 벗어날 수 있다.

에너지가 제조업을 키웠던 20세기를 지나, 이제 첨단 제조업이 에너지를 새롭게 정의하는 21세기형 패러다임 전환이 절실하다.

이것이 대한민국이 글로벌 패권 경쟁에서 살아남는 유일한 길이자, 인류의 지속가능한 미래를 빚어내는 위대한 소명이다. 에너지는 이제 단순한 자원이 아니라, 대한민국 제조업이 전세계에 던지는 가장 강력한 혁명의 메시지가 돼야 한다.