대선후보들의 환경 분야 토론진단-신총식박사의 용어해설
수소에너지는 재생이 아니라 신에너지
재생에너지는 햇빛·물·지열·강수·생물유기체
화석연료로 수소생산은 브라운 수소
팬데믹 속에서 새롭게 탄생되는 환경신조어를 정확히 인지한다는 것은 관련분야의 전문 학자가 아니고서는 실수의 연발이다. 충분히 이해되고 귀여운 실수‘마치 아동이 어른 흉내를 내며 단어를 잘못 사용했거나 외국인들이 한국어 표현을 어설프게 사용해도 미소로 응대할 수 있는 그런 기분’으로 간주할 수 있다. 감정적 상처보다는 좀 더 전문성이 여과된 지도자를 바라는 마음에서 말꼬리 잡기보다 명확한 인지를 바라는 마음이다. 그 누구라도 자신이 살아온 인생의 저편 이야기들은 헷갈리기 마련이므로 그동안 대선후보들의 갑론을박에서 튀어나온 용어들을 위주로 독자들과 학습하는 시간을 가져보고자 한다. 특히, 의학적 전문성과 국제적 기류에 전문성을 지닌 안철수 후보나 도지사와 시장을 역임한 이재명후보가 환경용어에 대해서 상대방에게 그 의미를 알고 있냐며 묻는 질문은 썩 좋은 인상을 주지 않는다. 오히려 쉽게 풀어 용어해설을 하면서 그에 대한 대책을 묻는 방향이 좀더 고급스러운 질문이 아닐까 여겨진다. 그 중 잘 못 이해하고 있거나 오해의 여지가 높은 ‘수소에너지를 재생에너지로’ ‘그린수소와 브라운수소’의 의미,‘RE100’ ‘녹색분류체계(EU택소노미)’ ‘탄소포집저장기술’ ‘탄소세 도입의 명암’등을 풀어보았다.
수소에너지는 재생에너지인가 신에너지인가
“신에너지”는 기존의 화석연료를 변화시켜 이용하거나 수소·산소 등의 화학반응을 통하여 전기 또는 열을 이용하는 에너지로 수소에너지, 연료전지, 석탄액화가스화 에너지를 말한다. 반면, “재생에너지”는 햇빛·물·지열·강수·생물유기체 등을 포함하는 재생 가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지로 태양열에너지, 태양광에너지, 풍력에너지, 수력에너지, 해양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 폐기물에너지와 파력에너지(파도를 이용한 전력생산)등을 말한다. 석탄, 갈탄 등 화석연료를 사용하여 수소를 생산하는 것을 블루수소라고 말하는데 브라운 수소이며 수소의 종류에는 브라운 수소, 그레이 수소 및 그린수소가 있다.
브라운 수소는 석탄이나 갈탄을 고온·고압에서 가스화하여 수소가 주성분인 합성가스를 만드는 방식이며, 그레이 수소는 천연가스를 고온·고압 수증기와 반응시켜 물에 함유된 수소를 추출하는 개질 방식이다.
석유화학이나 철강공정에서 부수적으로 나오는 부생수소도 그레이 수소로 포함한다.
그린수소는 태양광·풍력 등 재생에너지에서 생산된 전기로 물을 전기분해(수전해, 2H2O → 2H2 + O2)하여 생산한 수소에너지이다. 그러나 브라운 수소 및 그레이 수소는 화석연료 및 천연가스를 사용해서 수소를 생산하는 단계에서 CO2가 발생되기 때문에 친환경에너지로 보기 어렵다. 물을 전기 분해해서 수소를 생산하는 그린수소는 청정에너지라고 하는데 블루수소의 정의는 그레이수소를 만드는 과정에서 발생한 이산화탄소를 포집·저장하여 탄소배출을 줄인 수소를 말한다.
수소에너지에 대해 한발자국 깊이 들어가면 수소는 생산·저장·운송까지 제반 비용이 많이 들고 기술적 장벽도 높아 수소에너지 산업자체가 아직은 기술적으로 초기 단계이다.(수소에너지는 폭발성도 높다) 고압기체 수소 운송비는 kg당 2600원으로 전체 수소 도매가의 40%를 차지한다. 에너지 유형별 발전비용(단위: KWh당 원)을 보면 원자력: 63원/KWh, 태양광: 113원/KWH, 풍력: 132원/KWh, 수소: 230원/KWh으로 수소가 원자력의 4배 정도 비싼 가격이다.(자료: IEA·에너지경제연구원·한국전력경영연구원/참고: 2020년 기준, 수소는 발전원가 추정치)
선거전속에 잠시 유행어가 된 “RE(Renewable Energy: 재생에너지) 100”은 모든 업체가 의무적으로 재생에너지를 100%로 사용하는 것으로 오해의 여지가 있으나 그 본질은 산업체가 자발적으로 참여하는 국제 캠페인이다.
RE100과 친환경 에너지 원자력
한국형 녹색분류체계에서는 원자력 배제
“녹색분류체계(EU택소노미: Taxonomy)는 현재 매우 중요한 의제인데, EU 택소노미에서 원자력관련 논란이 있지 않느냐“며 어떻게 해결할 것이냐는 질문도 의미는 알겠으나 명확성이 취약하다.
유럽연합(EU)집행위원회는 “원전은 친환경 에너지”로 확정(2022.02.02.)했으며 의회 통과도 확실시 된다(2023년 시행). EU행정부에 해당하는 EU 집행위원회는 2021년 11월 31일 특정 조건을 충족하면 원전과 천연가스를 환경·기후에 친화적인 녹색사업으로 분류하겠다는 “지속가능한 금융 녹색분류체계” 초안을 27개 회원국에 전달했다. 이 초안에 따르면 EU는 원전에 대한 투자를 2045년까지 ‘녹색’으로 분류하고, 기존 원전 수명을 연장하기 위한 투자는 2040년까지 지속가능한 투자로 인정하고 있다. 천연가스 발전투자의 경우 전력 1킬로와트시(KWh)를 생산할 때 나오는 온실가스가 270gCO2-eq(이산화탄소 상당량)미만이고, 환경오염이 더 심한 화석연료 발전소를 대체하며, 2030년 12월31일 전까지 건축허가를 받은 경우 녹색으로 분류하고 있다. 다만 신규 원전이 녹색으로 분류되려면 2045년 이전 건축허가를 받고, 계획 및 조달된 자금이 있어야 하며, 2050년까지 방사성 폐기물을 안전하게 처분할 수 있는 국가에 위치해야 한다는 조건이다. EU가 원자력을 택소노미에 포함하는 것에 찬성하는 국가는 프랑스, 폴란드, 체코, 핀란드이며 반대하는 국가는 독일, 오스트리아, 룩셈부르크, 덴마크 등이다.
이에 따라 우리나라 환경부도 2021년 12월 30일 “한국형 녹색분류체계 지침서”(가이드라인)를 발표했지만, 여기에서 원전이 제외되었고 EU지침이 확정되더라도 “k택소노미는 수정 없이 1년간 운영 한다”고 정의하고 있다.
EU택소노미를 계기로 격화될 원전 수출 경쟁에서 국내 원전업계는 최소 1년간 발이 묶이는 셈이다. 다만 소형원전(Small Modular Reactor:SMR)은 한국형 녹색분류체계(K택소노미)에 포함시키겠다고 한다. 녹색분류체계는 친환경 산업을 지원하는 녹색금융의 투자 기준으로 녹색분류체계에 포함될 경우 투자를 수월하게 받을 수 있어 미래 산업이나 기업의 경쟁력에서 매우 중요하게 좌우된다.
탄소포집·저장(CCS: Carbon Capture and Storage)기술
탄소포집·저장(CCS: Carbon Capture and Storage)기술은 공장 굴뚝에서 이산화탄소(CO2)만 배출하는 것이 아니라 다른 대기오염물질들도 배출되기 때문에 이러한 물질들을 분류하여 이산화탄소만 포집하는 단계이다. 그래서 따로 이산화탄소를 포집하는 흡착제를 설치하여 별도 포집한다. 압축 및 수송 단계는 이산화탄소를 전환할 때 고온의 스팀으로 압력을 가하면 액화시킬 수 있다. 이렇게 액화된 이산화탄소는 열 차단이 잘되어있는 깊은 지하 퇴적층에 저장한다. 이때 사용하는 스팀도 재활용하여 터빈이나 열교환기로 이용하여 에너지 효율을 높이기도 한다. 탄소포집·활용·저장(CCUS: Carbon Capture Utilization Storage Sequestration)기술은 탄소포집저장을 거쳐 마지막으로 저장 및 활용단계이다. 수송된 이산화탄소를 저장하는 과정에서 이산화탄소 활용하는 방안은 그대로 사용하는 단계와 응용하는 방법이 있으나 아직까지는 미개척 단계이다. 이산화탄소에 촉매반응을 일으켜서 메타올이나 요소, 우레탄과 같은 화학제품 원료로 전환하는 기술이 있고, 탄산화 시켜 광물질로 만들어서 건축자재 등으로 전환하는 방식이 있다. CCUS설비를 이용하여 수익률을 높이는 국내 업체로는 롯데케미칼의 경우 공장에서 발생하는 이산화탄소를 폴리카보네이트 제품의 원료로 활용하며 드라이아이스나 반도체 세정액 원료로 판매하고 있다.
기후위기 대응기금 조성 방법-탄소세 도입
기후위기대응기금은 온실가스 배출권거래제의 정부 유상할당 수입금이 주요 재원이다. 배출권거래제 유상할당은 정부가 각 기업에 허용하는 온실가스 배출량을 정하면서 일정 비율의 배출권을 정부로부터 사들이도록 하는 제도이다. ‘국가 배출권할당계획 제3차 계획기간(2021년~2025년)’에 유상할당을 10%로 정했는데 우리나라는 20%안, 40%안 등이 검토되고 있다. 유상할당 비율이 10%인 경우 제3차 계획기간 유상할당 수입금이 3조원, 20%는 6조원, 40%는 12조원이 될 것으로 추산된다. 기후기금의 사용처로 예상되는 것은 기후위기대응 추진기반 구축, 온실가스 감축을 위한 제도 정비 및 사업지원, 기후위기대응을 위한 과학기술연구개발지원등이다.
논란이 많은 탄소세 도입에서 장·단점을 열거하면 에너지원별 탄소배출량에 따른 사회적 비용을 가격체계에 반영하기 위하여 기존 조세체계와는 별도로 탄소세와 같이 명시적으로 신규세목을 신설할 경우가 있다. 기존 과세베이스의 조정 없이 별도로 에너지원별 탄소배출량에 따라 충실하게 과세할 수 있으며 신규세목을 신설할 경우, 기존 조세체계에 구애받지 않고 과세표준을 달리 설정할 수 있다. 별도의 탄소세 신설은 초기 도입 이후 탄소저감을 위한 정책목표의 변화 및 달성여부에 따라 추가적인 세율체계의 조정 및 정비가 용이하다. 반면, 신규세목을 신설하여 부과할 경우 오히려 조세체계가 다소 복잡해질 수 있으므로 이는 세제의 단순화 측면에서 약점이 된다. 외국의 사례를 보면 유럽 국가들은 탄소세 도입으로 증대된 세수는 사회보장기여금의 부담을 완화시키거나 근로소득세 및 법인세 등을 낮추는데 사용된다. 일본의 경우는 이러한 전반적 세제개혁차원이 아니라 기존의 세제 위에 지구온난화대책에 따른 소요 재원을 마련하는 차원에서 환경세를 도입하고 있다.
그린암모니아와 한국의 신재생에너지 보급방향
암모니아는 수소를 저장하고 이동시키는 운반체로 암모니아가 친환경 에너지원으로 인정을 받으면서 차세대 에너지원으로 주목받고 있다. 암모니아는 수소에 비해 제조와 저장, 그리고 수송과정이 단순하고 비용도 저렴해서 경제성이 우수하다는 장점을 가지고 있다. 또한 폭발가능성도 현저히 낮아서 사용하는 데 있어 안전한 에너지원으로 여긴다. 암모니아가 수소를 저장하고 이동시키는 운반체로서 적합하며 뛰어난 경제성,
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