[POST 석유시대 III]
포스트석유시대를 이끌 미래에너지
에너지빈국 대한민국의 미래 성장 동력산업, 에너지 산업
5월 12일 서울에서 개최된 제5차 클린에너지장관회의(CEM)를 통해 24개국 회원국의 의견을 모아 10대 청정에너지 혁신기술이 발표되었다. 초고압직류송전, 신재생에너지 하이브리드시스템, 빅데이터 에너지관리시스템 등이 10대 기술로 선정되었다. 산업혁명 이후 화석에너지를 기반으로 성장해온 현재 사회는 환경 친화적 지속 가능한 사회로의 에너지 패러다임으로 전환되고 있다. 기술력 확보가 에너지 확보로 이어지는 신재생에너지 분야의 산업화의 필요성이 대두되는 가운데, 신재생에너지에 대한 고찰이 이루어질 필요성이 있다.
“앞으로는 청정하고 재생 가능한 에너지의 시대”
최근 국제적 화두인 지구온난화에 따른 온실가스 저감, 석유 고갈에 대비한 에너지 자원 확보, 지구 환경 보존을 위한 지속 가능 경제 성장, 그리고 국내 최대 현안인 녹색성장의 한가운데에는 신재생에너지가 자리 잡고 있다. 아직은 경제성이 미약하나 미래에는 피할 수 없는 우리의 선택이다. 이런 신재생에너지의 핵심 원천 기술 확보에 정부를 포함한 유관기관들의 활발한 투자와 연구가 잇따르는 가운데, 이미 선진국 간의 기술 경쟁이 치열하게 진행되고 있다. 에너지 관련 전문가들은 “선진국들이 우리보다 빨리 신재생에너지 분야에 뛰어든 것은 사실이나 연구가 미진한 부분이 많이 있다. 지금처럼 정부의 전폭적인 지지와 여러 기관들의 협력을 통한 연구가 이루어진다면 충분히 우리나라가 신재생에너지 분야의 선두주자가 될 수 있다”라고 말하며 에너지 빈국이라고 불리는 우리나라에서 신재생에너지야말로 미래의 지속 가능 경제 성장을 위한 핵심 사항인 만큼, 에너지 산업에 대한 지속적인 투자가 필요하다고 촉구했다.
새로운 에너지에 대한 연구는 지금 시대의 에너지, 석유를 먼저 둘러보고 난 이후에 연구되어야 할 사항이다. 에너지공학 전문가는 “석유의 대안을 생각하기 위해서는 에너지에 대해 과거부터 있어왔던 열망을 언급해 보아야 한다. 우리가 목표로 하는 에너지는 무한 동력 혹은 영구기관이다”라고 전하며 신재생에너지는 교토의정서 등 국제 환경 규제에 대비할 수 있는 청정에너지이자 지속 가능 발전을 견인할 기술 주도형 미래 에너지원이라고 밝혔다. 이미 태양광, 풍력 등 분야는 IT, BT의 시장 규모를 뛰어넘어 지난 5년간 평균 성장률이 30퍼센트 이상 되고 있어 고도성장이 예상되는 미래의 성장 동력 산업으로 자리매김했다.
재생에너지(Renewable energy)와 신에너지(New energy)
신재생에너지는 재생에너지(Renewable energy)와 신에너지(New energy)로 나눌 수 있다. 재생에너지는 태양열, 태양광, 풍력, 조력, 지열처럼 자연 상태에서 만들어진 에너지를 일컫는 말이다. 재생에너지의 기술적 범위는 태양에너지, 풍력, 수력, 바이오 연료 등으로 매우 범위가 넓다. 최근 폭등과 폭락을 거듭하며 한국 경제에 큰 영향을 주고 있는 유가의 문제가 아니더라도, 부존자원이 부족한 우리나라가 장기적인 에너지 독립을 추구하기 위해서는 지속적인 연구와 개발이 필요하다는 것이 에너지 관련 전문가들의 공통된 의견이다.
한국에너지공학회에서는 “새로운 에너지에 대한 연구는 항상 필요하다. 특히 재생에너지는 항상 우리 주변에 있는 무한에 가까운 자연환경을 자원으로 하는 에너지이기 때문에 우리의 적극적인 관심이 필요한 분야다. 태양에너지와 바이오에너지로 대표되며 풍력이나 지열, 조력 등 각 분야에서 연구가 진행되면서 성과를 거두고 있다”라고 전했다. 대체에너지 중 국내에서 가장 큰 관심을 가지고 있는 태양에너지 산업은 다년간의 연구를 통해 상용화를 할 수 있는 단계로 접어들었다. 우주에서 시작된 태양전지 시장은 지상용으로 꽃을 피우기 시작하여 매년 시장이 급팽창하며, 관련 산업도 이미 완전한 궤도에 올라 성장에 성장을 거듭하면서 선도국 간의 기술 경쟁도 매우 치열하게 전개되고 있다. 일본, 독일, 미국 등에서는 대규모 정부 지원에 따른 시장의 확대와 함께 기업과 정부 공동의 체계적인 기술 개발에 힘입어 태양전지 생산량이 매년 비약적으로 늘어나고 있다.
신재생에너지의 다른 한축인 신에너지에서의 이슈 또한 적지 않다. ‘신에너지 및 재생에너지 개발·이용 보급촉진법’ 및 동법 시행 규칙에서 규정한 바에 따르면 신에너지 기술은 연료전지, 석탄 액화·가스화, 수소에너지 등 세 개의 분야로 나뉜다. 이것은 재생에너지와 개념적으로 큰 차이는 없지만, 석유를 대체할 만한 가능성을 가지고 현재 개발 중인 새로운 형태의 에너지를 통칭한다. 신에너지를 공부하고 있는 한 학자는 “단순히 보자면 재생에너지가 자연의 것을 있는 그대로 활용하는 편이라면, 신에너지는 좀 더 복잡한 기술적 변용이 필요한 것이라 할 수 있다. 보다 복잡한 세부 구분도 가능할 수 있으나 통상적으로 기존의 에너지 패러다임을 완전히 뒤집는 것들이라고 보면 될 것이다”라고 설명했다.
현대 에너지시장의 중심이 되고 있는 원자력 에너지가 이런 신에너지에 속한다. 후쿠시마 사태로 인해 ‘탈 원전’이라는 새로운 이슈가 대두되고 있는 상황이나 아직까지는 원자력에너지가 핵심에너지로 손꼽히고 있는 것은 부정할 수 없는 사실이다. 독도의 밑에 매장되어있다는 메탄 하이드레이트 역시 국내 신에너지의 큰 관심사다. 그러나 에너지학계에서는 “메탄 하이드레이트가 갑자기 녹아 대량의 메탄을 방출할 경우 버뮤다 삼각지대에서 발생한 선박, 항공기의 갑작스러운 실종과 똑같은 현상을 초래한다는 모의 실험 결과도 보고되고 있다. 이외에도 수송 기술, 즉 파이프라인 모델 등에서 아직도 안정성이 미흡하다며, 좀 더 적극적인 투자와 개발이 필요하다”라고 지적하고 있다. 그리고 동시에 “여러 문제점이 있는 것은 사실이지만 분명한 것은 하이드레이트가 차세대 에너지원으로서의 가치가 충분하다는 것 역시 사실이다”라며 메탄 하이드레이트의 경쟁성에 대해서도 피력했다.
 |
클린에너지장관회의에서 선정 된 미래 에너지
미래를 이끌어나갈 에너지원은 환경을 고려하는 친환경 에너지원이 등장하는 추세이다. 5차 클린에너지장관회의를 통해 발표된 10대 청정에너지 혁신기술 중에서도 바이오연료, 초고효율 태양광 발전, 해상풍력, 지열 시스템이 미래에너지원으로 손꼽혔다.
바이오연료(Adbanced Biofuels technology for Transport)에너지는 바이오매스, 폐기물 등의 자원을 생물학적, 화학적 전환 기술을 적용하거나 저등급석탄, 메탄가스 등으로부터 화석연료를 생산하는 기술을 의미한다. 국내에서도 많은 관심을 받고 있는 기술로써 바이오 항공유 생산기술, 저급원유 정제기술, 바이오 화합물 생산기술 등이 관련기술이다.
초고효율 태양광 발전(Ultra-efficient Solar Power)은 염료감응, 집광형, 유기 태양전지 등 기존 기술 대비 혁신적으로 효율을 높이면서도 제작단가가 낮은 초고효율 저가형 태양전지 기술을 의미한다. 관련 전문가들은 이러한 기술을 통해 향후 태양광 응용분야 확대 및 기술 추격형에서 기술 선도형 사업으로의 전환을 기대할 수 있다고 피력하는 한편, 지속적으로 연구되어 온 태양전지 기술에서 대한민국이 국제적인 경쟁력을 갖출 수 있을 것이라는 기대를 품고 있다.
해상풍력(Advanced offshore Wind turbine technology)기술은 해상풍력의 효율 증대 및 비용절감을 위한 초대형 해상풍력 터빈 개발 등 궁극적으로 발전단가를 최소화할 수 있는 기술을 의미한다. 관련 기술로는 출력 증대 및 로터개선, 블레이드 소재를 개발하는 로터 블레이드 분야, 기어박스 설계 기술 및 신뢰성 향상, 드라이브 트레인 구동방식을 개선하는 기업박스 및 동력장치 분야, 상전도 및 초전도 발전기 신뢰성 향상, 변압기 및 전력변환기 소형/경량화 등을 연구하는 초전도발전 직접구동 기술 등의 분야로 구분된다.
지열 시스템(Advanced Thermal Storage)은 산업폐열, 지열, 태양열과 같은 열원 기반의 에너지를 다른 형태로 변환하지 않고, 그대로 저장하여 용도에 따라 냉난방용 열원 공급 및 전력 생산에 활용하는 것을 의미한다. 냉수와 온수를 깊은 지하에 저장해 필요해 따라 활용하는 기술인 지하 열에너지 저장기술, 열에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 열전발전, 심야시간에 냉열을 저장하였다가 주간에 냉방에 사용하는 건물용 열에너지 저장시스템 등이 있다.
이외에도 다양한 미래 에너지기술과 새로운 발전을 통해 불규칙적인 환경조건을 보완하여 통합적인 자원으로 사용함으로써 온실가스 저감 등 친환경적인 에너지의 이용이 가능함에 따라 미래 발전가능성이 기대된다.
“지속적인 발전으로 친환경적인 에너지사회 만들어야”
최근 우리에게 새로운 단어 하나가 무척 가깝게 다가온다. ‘저탄소 녹색성장’이 그것이다. 지난 이명박 정권에서부터 주창된 새로운 성장 정책 ‘저탄소 녹색성장’은 여전히 신재생에너지와 관련하여 가장 뜨거운 이슈 중 하나다. 세계는 지금 기후변화로 상징되는 환경 위기와 고유가로 대표되는 자원 위기에 직면해 있다. 특히 기후변화 문제는 연이은 기상재해를 유발하는 것은 물론 생태계 질서를 근본적으로 뒤흔들어 인류의 생존을 위협하고 있다. 세계 각국은 에너지 시스템의 전환을 통해 환경 위기와 자원 위기를 극복할 뿐 아니라 일자리 창출까지 동시에 해결하려는 시도를 하고 있다. ‘저탄소·친환경’이야말로 새로운 성장을 이끌어낼 전략산업이라는 인식이 전 세계적으로 통용되는 상황에서 이미 단순 경제 성장 논리에 익숙한 우리에게는 더 이상 미룰 수 없는 과제적 성격을 가지는 것이기도 하다.
영화 〈백투더퓨처〉에서는 미래에서 날아온 비행자동차가 알루미늄 캔들을 구겨 넣어 간단히 원자력 연료로 전환하는 장면이 나온다. 기자는 그 영화를 보면서 ‘정말 저런 세상이 올까’ 하는 생각을 했었다. 에너지 분야의 전문가들은 “사실 신재생에너지의 궁극적 결과는 영화의 모습과 다를 바 없을지도 모른다. 하지만 그것은 지금 우리에게 다가온 현실적인 문제들을 개선한 이후, 먼 미래의 모습이다”라며 선을 그음과 동시에 “낭만적이고 환상적인 미래를 지시하는 것이 신재생에너지가 아니다. 단순한 근거와 논리로 석유 자원은 낡고 나쁜 것, 신재생에너지는 새롭고 좋은 것으로 생각하는 것은 많은 오류를 낳을 수 있다”라고 지적했다. 신재생에너지에 대한 지나친 환상에서 벗어나, 지속 가능한 발전을 꿈꾸면서도 자연친화적인 에너지에 대한 연구·개발이 필요하다. 기술들의 지속적인 발전으로 더욱 친환경적으로 바뀌어 미래사회를 희망해본다.
