정부는 지난달 15일 ‘2050 장기저탄소발전전략(LEDS)’과 ‘2030 국가온실가스감축목표(NDC)’ 정부안을 확정됐다. 장기저탄소발전전략은 ‘지속가능한 녹색사회 실현을 위한 대한민국 2050 탄소중립 전략’이라는 이름으로 ‘2050년 탄소중립을 목표로 나아가겠다’는 비전 아래 5대 기본방향과 부문별 추진 전략이 추진된다. 이 목표는 단순히 우리만의 목표가 아니라 국제사회에 대한 약속이다. 이로써 우리나라는 기후위기 대응을 위한 미래 청사진을 가지고 탄소중립의 대장정에 나서게 됐다. 부문별 비전가 전략을 알아본다. <변국영 기자>

깨끗한 환경을 요구하는 국민적 바람과 파리협정에 따른 국제적인 온실가스 감축 규제 움직임을 고려할 때 화석연료에 의존한 에너지 집약 중심의 산업은 저탄소 체제로의 혁신적인 전환이 필수적이다. 온실가스 감축은 산업의 발전 가능성과 지속 가능성을 높일 것이며 에너지 효율 개선, 국제경쟁력 강화 등 경쟁력 확보의 기회로도 작용할 것이다.

산업 부문의 온실가스 감축을 위한 방법으로는 에너지 이용 효율 개선, 저탄소 연료 전환, CCUS 기술 도입, 혁신적인 산업 공정 개선 등 다양한 옵션이 존재한다. 다만 온실가스 배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 단 하나의 수단은 없으며 업종별 차이와 특성(에너지 이용 패턴, 온실가스 배출구조, 기술 수준 등)을 고려해 다양한 수단을 활용해 산업 부문의 2050 비전 달성을 위해 노력해야 한다.

▲미래 신기술 적용

철강, 시멘트, 석유화학은 자동차, 조선, 건설, 반도체 등 우리나라 경제의 핵심 산업에 미치는 전･후방 효과가 큰 기초산업인 동시에 온실가스 배출량 측면에서는 산업 부문 전체 배출량의 대부분을 차지하는 대표적인 에너지 집약적 업종이다.

이들 산업에서 배출되는 온실가스는 원료인 석탄, 석회석, 납사를 가열하는 공정 과정에서 필연적으로 발생하는 화학반응의 결과물이다. 따라서 공정 과정에서 소비하는 연료를 절감하는 기존의 산업 부문 온실가스 감축 수단으로는 근본적인 온실가스 감축에 한계가 존재한다.

현재 사용되는 공정 시스템의 근본적인 변화 없이는 공정에서 배출되는 이산화탄소를 감축하기가 쉽지 않으며 이를 해결하기 위해서는 수소화, 바이오매스, 이산화탄소 포집･활용(CCU) 등 기존의 공정 배출 구조와 전혀 다른 화학 반응을 활용한 새로운 시스템 도입이 필요하다.

철강의 경우 고로 공정에서 필연적으로 이산화탄소를 발생시키는 코크스(유연탄) 대신 수소를 사용해 철광석을 환원한다면 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있다. 우리나라의 경우 정부와 기업이 협력해 수소 활용 CO₂ 저감 제철기술(탄소 연･원료 기반 수소환원 제철)에 대한 기초 기술개발을 추진 중으로 2025년 이후 실증화 등을 거쳐 기술이 개발될 수 있을 것으로 예측하고 있다. 다만, 수소환원제철의 성공적인 도입을 위해서는 기술 개발의 성공과 함께 필요한 다량의 수소와 에너지를 깨끗하게 생산하고 안정적으로 공급할 수 있는 기반 구축도 병행돼야 한다.

시멘트 업종의 경우 주요 온실가스 배출원인 소성공정의 투입 원료(석회석) 사용을 줄이기 위해서 비산재, 슬래그, 포졸란 등 혼합재의 사용 비율을 높이거나 완제품인 폐콘크리트 골재를 재활용함으로써 시멘트 생산량 자체를 줄이는 방법 등을 검토할 필요가 있다.

탄소 포집･저장･활용 기술(CCUS)도 온실가스 다량 배출 업종을 중심으로 중요한 역할을 할 수 있다. 대표적인 예로 철강, 시멘트, 석유화학 업종과 같이 공정 과정에서 직접 배출되는 이산화탄소량이 대규모인 업종의 경우 다른 업종에 비해 비용 효율적인 방식으로 CCUS 도입을 추진할 필요가 있다.

더불어, 석유화학 업종은 원료 전환 방법으로서 CCU 기술을 적용할 경우 미래에 탄소중립을 지향하는 산업 전환을 이끌 중요한 기술 대안이 될 수 있다. 다만 아직 기술 개발이 초기 수준의 단계인 점, 고비용에 따른 경제성 확보 이슈, 기술 상용화에 대한 불확실성 등은 극복해야 할 과제이다.

▲에너지 효율 개선

에너지 효율 개선은 가장 대표적인 산업 부문의 온실가스 감축 수단으로서 우리나라도 그동안 다양한 에너지 효율 개선 노력으로 에너지 집약도 향상의 결과를 얻은 바 있다. 다만, 최근 들어 에너지 효율이 높은 수준에 다다르며 추가적 효율 개선 여력이 낮아짐에 따라 에너지 효율을 개선할 수 있는 대안 마련이 필요한 상황이다.

우리나라의 경우 생산 공정에서 에너지를 다소비하는 설비는 보일러, 요･로, 건조기 및 전동기 순으로서 이들 설비에서 소비되는 에너지 소비량이 전체 산업 공정에서 소비되는 에너지의 90% 이상을 차지한다. 이러한 설비들의 에너지 효율개선은 기술적으로 이미 충분히 성숙돼 있고 국제적으로 보편적인 온실가스 감축 수단임을 고려할 때 산업부문의 온실가스 감축을 위해서 우선적으로 적용해야 한다.

첨단 정보통신기술(AI, IoT 등) 등 4차 산업혁명 기술을 활용한 공장, 산업단지의 스마트화도 미래에 중요한 온실가스 감축수단이다. 산업의 스마트화란 제품의 기획부터 판매까지 모든 생산 과정을 정보통신기술을 활용해 통합하는 것으로서 자원을 효율적으로 분배하고 에너지 효율을 극대화해 제품 생산성을 높이는 것을 말한다. 이는 결국, 자원과 에너지 사용을 절감시켜 온실가스 감축을 유도할 수 있다. 공장의 스마트화 적용 시 평균 7∼10% 에너지 절감이 가능한 것으로 전망됨에 따라 2050년까지 대부분의 공장과 산단에 스마트화 적용을 추진할 필요가 있다.

▲순환경제 강화

폐자원의 재사용을 확대하고 제품의 지속가능성을 높인다면 제품 생산을 위해 투입되는 원료와 연료의 사용을 획기적으로 줄일 수 있다. 제품의 폐기 과정에서 발생하는 폐기물 중 다시 원료로 사용 가능한 폐기물이 많으며 특히 에너지 집약 산업에 대해 비용 효과적으로 적용할 수 있다. 이미 고철, 폐플라스틱, 폐콘크리트가 가공 과정을 거쳐 원료로서 재사용되고 있다.
이러한 원료 재사용 정책은 자원과 연료 투입을 최소화하는 경제성 높은 감축 수단으로 미래 신기술 적용에 대한 의존도도 낮추는 결과를 초래한다. 정부는 자원의 순환성을 높이기 위해 폐자원 수거･선별 인프라를 개선하는 한편, 산업별 재생자원 이용목표율을 설정, 강화해 기업의 재생원료 사용 참여도 촉진할 예정이다.

▲저탄소 연료 사용 확대

공정에서 소비되는 화석연료(유연탄, 중유, 경유)를 폐합성수지, 바이오매스 등 재생에너지로 대체하는 것은 감축 효과가 존재하고 기술적으로도 검토되고 있는 감축 수단이다. 아울러, 전력 부문의 탄소중립을 바탕으로 산업 부문의 전력화 현상을 확대하는 방안도 2050년 산업부문 비전 달성을 위한 주요 전략이다 다만, 전기화는 전력의 생산을 위한 온실가스 배출 계수, 전기화에 따른 에너지 손실 등에 따라 반드시 온실가스 감축 옵션으로 작용하지 않을 수 있으며 공정에 따라 물리적으로 전기화가 불가능한 경우도 많다. 그러므로 산업 부문의 업종별 특성, 전기 공급 여건을 충분히 고려해 실질적으로 온실가스가 감축될 수 있도록 하여야 한다.

▲산업공정 온실가스 배출 감축

산업공정에서 전량 배출되는 불소계 온실가스(HFCs, PFCs, SF6)는 냉장과 냉방 장치에 주입되는 냉매, 중전기기, 반도체･디스플레이 공정가스 등에 사용된다. 우리나라는 그동안 HCFCs 규제에 따른 HFCs 소비의 증가, 반도체･디스플레이･전자기기 등 정보통신 산업의 발달로 인해 불소계 온실가스 배출량이 2000년 대비 약 32% 증가했다. 국제사회는 HFCs의 생산과 소비를 단계적으로 줄이기 위한 키갈리 개정서를 채택했으며 향후 개정안에 대한 국내 비준･발효 시 2045년까지 HFCs 80% 감축이 필요한 상황이다.

불소계 온실가스는 지구온난화지수가 낮은 물질로 대체하거나 고온을 활용해 파괴할 수 있다. 이러한 감축 기술은 이미 가정용 냉･난방 장치, 자동차 에어컨 등에 사용되는 냉매를 줄이기 위해 사용 중이며 중전기기에서 사용되는 절연용 SF6에 대한 대체물질 개발도 추진 중이다.

정책 수단으로는 냉매의 재활용률을 높이고 친환경적으로 처리하기 위해 냉매 회수업 등록제를 시행하고 있으며 생산자책임재활용제도를 통해 가전제품과 자동차의 폐기 처분 단계 시 폐냉매의 적정 처리를 의무화하고 있다.

정부는 전자산업 공정에서 배출되는 불소계 온실가스에 대해서는 열, 촉매, 플라즈마 기술 등을 지속적으로 확대해 해당 분야의 감축량을 높일 계획이다. 앞으로도 공정과 연계한 고효율 저감설비 기술개발과 지구온난화지수가 높은 불소계 온실가스의 대체 물질들을 지속적으로 개발하고 기업들이 자발적인 감축 목표 수립 및 이행을 할 수 있도록 정부는 지속적 지원과 제도적 기반을 제공할 것이다.

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