온실가스 배출이 많은 화력발전의 미래는?

지난 100년 동안 온실가스 농도가 100ppm 증가하여 지구의 온도가 1도 상승하였다. 이에 따라서 집중가뭄, 집중호우, 태풍, 지진 등 기후재난이 지속적으로 늘어나고 있다. 이에 지구 온난화는 2도 이내에서 억제되어야 한다는 450ppm 지키기 운동이 전 세계적으로 확산되고 있다.
2014년 11월, 제5차 기후변화 종합보고서에서는 ‘온실가스 배출량이 최근 10년간 평균이 지난 30년간 평균보다 70%나 증가하였다.’고  발표하였다. 이는 온실가스를 대량 흡수해왔던 해양이 급격한 산성화로 제 기능을 발휘하지 못하고 있기 때문이란다. 그래서 당초 2050년으로 계획되었던 감축목표는 2030년으로 앞당겨 실시해야 되기 때문에 전 세계적으로 온실가스 감축문제는 가장 큰 당면과제로 제기되고 있다.

세계적인 과학 잡지인 ‘피처스’는 지난 2015년 1월호에 ‘ 화석연료 사용을 중단하고 더 이상 채굴하지 말아야 한다.’는 특집기사를 실었다. 이어서 2015년 5월, 국제에너지기구(IEA)는 ‘에너지기술전망 2015’보고서에서 ‘전력 생산부문에서 약 70%가 화석연료에 의존하고 있어, 세계 전체 온실가스 배출량의 약 30%를 차지하고 있다.’는 사실을 밝혔다. 따라서 화석연료에 의한 전력 생산이 가장 먼저 감축시켜야 할 대상이라고 지적하는 있는  상황이다. 이에 따라서 원자력 발전과 화력발전만을 고집하고 있는 우리나라의 에너지 정책도 이젠 전면적인 재검토가 필요한 시기라고 생각된다.
현재 우리나라의 각 부문별 전력 생산 비중은 석탄화력 31%, LNG가스 28%, 원자력발전 26%로 되어 있다. 따라서 화력발전과 원자력 발전이 85%를 차지하고 있고 신재생에너지는 3% 미만이다.
그런데 6차 에너지 계획에서는 2020년까지 석탄화력은 34%, LNG 가스는 28%, 원자력 27%로 이들 비중이 89%로 오히려 약간 늘렸다. 1차 에너지 기본계획에서는 2030년에 원자력 발전의 비중이 41%로 크게 늘어났고 석탄화력 32%, LNG가스 19%로 감축되어 화력발전의 비중은 51%로 약간 축소시켰다. 그리고 신재생에너지 비중을 11%로 확대시키는 것으로 되어 있다.
2013년 2차 에너지기본계획에서 원자력발전은 22 -29% 범위로 축소되었으나
여전히 화력발전과 원자력 발전 위주에서 벗어나지 못하고 있는 실정이다.

정부를 이를 고집하고 있는 이유로 경제적인 이유를 들 고 있다. 그렇지만 경제적인 이유도 설득력이 부족하는 전문가의 의견이다. 즉 단위당 전력 생산원가를 살펴보면 석탄 화력이 60원, 원자력 발전의 40원으로 LNG 160원, 풍력 160원, 태양광 450원에 비해서는 월등히 싼 것으로 나타나고 있다. 그렇지만 화력발전의 경우 발전소의 건설비용에 석탄 수입가격과 발전소 운영비용만을 계산한 순수 원가개념으로 계산된 것이다. 여기에 온실가스배출에 따른 비용부담. 대기오염으로 인한 건강피해, 온배수로 인한 해양오염, 석탄재로 인한 토양오염, 송전선으로 인한 피해와 같은 부정적인 외부효과를 감안한다면 LPG보다 싸다고 할 수 없다고 한다. 또한 원자력 발전의 원가도 부지선정 갈등비용, 노후 원전 폐기비용, 사용 후 핵연료 처분 비용, 사고 시 보상비용 등을 고려할 경우 LNG가스와 비슷한 수준까지 상승하게 된다는 것이다.

세계적인 환경단체인 그린피스가 '콜록콜록 초미세먼지' 라는 캠페인을 벌리고 있다. 이는 초미세먼지로 인한 건강피해와 온실가스 문제로 지탄을 받고 있는 화력발전을 반대한다는 의미다. 당장 화력발전을 폐기하자는 것이 아니라 중장기 계획을 수립하여 점차 축소시켜 나가자는 운동이다.
사실 전 세계적으로 석탄 화력발전은 폐쇄시켜 나가는 추세가 이어지고 있다.
- 미국은 560기의 석탄 화력발전 중 지난 5년간 200기를 폐쇄하였다.
- 영국은 탄소포집저장 기술이 없는 화력발전은 중단시키기로 결정하였다.
- 독일은 2020년까지 화력발전은 완전 폐쇄키로 결정하였다.
- 중국은 석탄소비 총량제를 도입하고 석탄사용을 지속적으로 감축시켜 나가기로 결정하였다. 이와 같은 추세에서도 화력발전과 원자력 발전을 고집하는 이유는 설득력이 부족하다는 비난을 면할 수 없다. .

미래형 화력발전에도 기대할 수 없어 대체에너지 전환이 요구돼
화력발전이란 석탄, 천연가스 등 화석연료를 연소시켜 생성되는 열에너지를 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다. 크게 석탄 화력발전 및 천연가스 복합 화력발전으로 구분된다.
전 세계 발전 용량의 68%, 국내 발전 용량의 65.9%을 차지하고 있다. 화력발전은 연료의 연소과정에서 발생되는 온실가스로 인하여 지구온난화의 주된 원인으로 부각되고 있다. 그리고 많은 독성물질이 배출되고 있다.
정부도 국가 온실가스 감축목표를 발표하면서 발전 부문의 감축 수단으로 전원믹스 개선, 신재생에너지 확대, 스마트그리드 구축, 이산화탄소 포집·저장기술(CCS) 상용화 등 4가지를 제시하고 있다. 그렇지만 현실적으로 불가능한 수단들이다.
초초임계발전(USC)이나 가스복합 화력발전 기술은 투자비용 대비 온실가스 감축 효과는 크지만 신규 발전소 설계 시에만 적용할 수 있어 기존 발전소의 온실가스 감축에는 효과가 없다. 온실가스 감축 기술로 주목받고 있는 이산화탄소 포집·저장기술(CCS)은 화력발전이나 철강업체들에서 나오는 온실가스를 90% 이상 감축시킬 수 있다고 한다. 그렇지만 이는 석탄 사용량이 2배 이상으로 늘어나고 엄청난 설비투자비용이 요구되고 있어 유효성 여부에 아직까지 의문을 갖고 있다.그리고 아직 기술개발 단계로 2020년에나 상용화가 가능할 전망이다. 스마트 그리드는 송전과정에서 전력소모를 줄일 수 있는 기술에 불과하다. 결국 신재생에너지 확대에 기대할 수밖에 없는 실정이다.

우리나라의 전력수요는  2011년 3,910만TOE(석유환산)에서 2035년 7,200만TOE로 80%나 증가될 것으로 나타났다. 2차 에너지 기본계획에서 원자력 발전 비중은 22 -29%를 유지하기로 하여 당초 41%에서 크게 감축되었으나 수요증가분 만큼 늘어나기 때문에 결국 현재 23기 원전규모를 추가로 건설해야 된다는 것이다.
지난 2013년에 발표한 제2차 에너지기본계획에서 화력발전은 현재 54기(26GW)에서 2029년까지 20기(21GW)를 추가 건설한다는 계획이다. 결국 화력발전과 원자력 발전이라는 기본 틀에서 크게 벗어나지 못한 채 계속 늘려만 나가고 있다.
단위별 온실가스 배출량을 나타내는 석탄 온실가스 배출계수는 0.823으로 LPG가스  0.362의 2배가 넘는다. 온실가스 감축을 위해서는 화력발전을 크게 감축시켜야만 목표 달성이 가능한 일이다.
이미 100여 개가 넘는 나라에서 태양광으로 생산하는 전력의 가격이 석탄과 원자력에서 생산되는 전력가격과 동일해지는 '그리드 패리티(Grid Parity)' 상태에 도달해 있다고 한다.
도이치 뱅크는 ‘2017년이면 전 세계 80% 나라가 그리드 패리티에 도달할 것이라 예측하고 있다. 따라서 신재생에너지가 초미세먼지와 핵폐기물 해결을 위해 엄청난 비용을 부담해야 되는 화력발전이나 원자력 발전에 비해서 오히려 유리하다는 결론을 내놓고 있다.
그런데 우리나라는 1차 에너지 기본계획에서는 2030년 신재생에너지 비중을 11%로 높이는 것을 목표로 하고 있다. 독일은 전체 전력의 21.9%를 재생가능에너지로 전환시켜 나가고 있고 앞으로 이들 비중을 더욱 높여 100% 재생가능에너지로 전환해 나갈 것을 선언하고 있다. 따라서 우리나라에서도 화력발전에 대한 전면적인 재검토가 불가피하게 요구된다고 할 것이다.
 
지난 6월 30일, 우리나라는 유엔기후변화협약 사무국에 ‘2030 감축목표’를 배출전망치(BAU)대비 37%로 최종 확정하여 제출하였다. 이는 2009년 11월, 발표한 ‘2020 온실가스 감축목표’인 배출전망치(BAU)대비 30%와 비슷한 수준이다. 즉 2020년 목표 배출량이 5억 4,300만톤인데 2030년 목표 배출량이 5억 3,590만톤인 것이다. 이는 온실가스 감축 노력을 하지 않겠다는 것으로 비춰져 비난의 대상이 되고 있다.
국제적으로 온실가스 감축목표는 ‘후퇴금지’라는 원칙을 유지시켜 나가야 한다. 즉 2009년 11월, 발표한 ‘2020 온실가스 감축목표’인 배출전망치(BAU)대비 30%이라는 감축목표를 발표하였으므로 이 수준을 유지시켜 나가야 하는 것이다. 한편 2020년 온실가스 배출전망치는 7억톤, 2030년에는 9억톤이 되며 증가분만 감축시킨다고 해도 4억톤 가량을 감축시켜야 한다는 계산이다.  
온실가스 배출내역을 살펴보면 에너지 84%(건물 등 40%, 수송 27%, 전력생산 26%), 산업공정 11%, 농업 2.5%, 폐기물 2.2%로 되어 있다.
산업공정은 에너지 효율성 향상, 완전 연소기술 개발(열병합발전, 연비율 향상) 등으로 이뤄지고 농업은 농약 비료 사용을 억제하고 유기농 체제로 전환해야 하며 폐기물은 재활용, 순환경제 체제 구축 등으로 감축될 수 있다. 이런 분야는 장기간 지속적인 친환경기술 투자가 뒷받침되기 때문에 당장 요구되는 온실가스 감축목표를 달성해 내기 어렵다. 
결국 전기 차나 대체에너지를 통하여 획기적인 감축을 하지 않고는 온실가스 감축목표를 달성해 내기가 어렵다.
당진시에는 국내 최고의 화력발전단지로 태안 화력발전이 인접해 있어 이를 합할 경우 국내 화력발전량의 32%나 차지하고 있다. 정부의 화력발전 정책이 전면적인 수정에 대비해서 새로운 진로를 모색해 나가야 할 것이다.

환경전문기자 김종서