향후 10년간 대규모 청정에너지 기술 보급 절실
가용한 모든 청정･효율 에너지 기술 즉각적으로 활용해야
에너지경제연구원, ‘IEA 2050 탄소중립 달성 필수조건’ 분석
지구 온도 상승을 1.5°C로 제한하기 위해 여러 국가에서 탄소중립 달성을 목표로 하고 있으나 지금까지 약속된 탄소중립 규모는 IEA가 제시한 2050 넷제로 경로에서 요구하는 수준에 한참 못 미치는 수준이다. 국제에너지기구(IEA)의 탄소중립 달성 경로를 벗어나지 않기 위해서는 청정 및 효율이 높은 에너지 기술의 즉각적인 활용과 상용화 이전 단계 기술에 대한 대대적인 혁신이 필요하다. 에너지경제연구원은 최근 IEA가 제시하는 2050 탄소중립 달성의 필수조건에 대한 분석자료를 내놓았다. <변국영 기자>
▲탄소중립 경로 필요성
2050년까지 세계 이산화탄소 ‘넷제로’를 달성하는 것은 지구의 장기적인 평균 기온상승을 1.5°C 이내로 제한하기 위한 노력이다. 특히, 에너지부문은 현재 전 세계 온실가스의 75%를 배출하는 주범이자 인류의 가장 큰 당면과제인 기후변화로 인한 최악의 상황을 막을 수 있는 열쇠다. 그러나 이 야심찬 목표가 실현되기 위해서는 상당한 노력이 수반돼야 하는데 이는 각 국가가 처한 상황과 역량의 수준이 다르기 때문이다.
지금까지의 약속된 탄소중립 규모는 제시된 경로에서 요구하는 수준에 한참 못 미치는 수준이며 관련 조치들이 지연된다면 2050 탄소중립 실현은 더욱 요원하다. 지난 몇 년간 탄소중립 달성을 서약한 국가의 수가 급격하게 늘어 전 세계 CO₂ 배출량의 약 70%를 차지하고 있으나 아직까지 대부분의 서약이 구체적인 단기 정책 및 이행방안으로 뒷받침되지 않고 있다.
이러한 서약들이 모두 성공적으로 이행된다고 하더라도 2050년까지 220억톤의 CO₂ 배출이 발생할 것이며 이러한 추세가 지속되면 2100년까지 지구의 기온이 2.1°C 상승하는 시나리오를 밟게 될 전망이다. 특히, 경제가 회복되면서 코로나19로 인해 2020년 감소했던 전 세계 CO₂ 배출량이 반등하고 있다.
IEA는 2050년까지 탄소중립을 달성하기 위한 경로 및 필수조건을 제시했다. 에너지 외 부문의 배출 감축 및 역배출 기술에 대한 의존도를 낮추고 기술의 타당성, 비용효과성, 사회적 수용성 및 지속적인 경제 성장과 안정적인 에너지 공급을 고려해 2050 탄소중립 실현을 위해 필요한 우선 조치들을 제시했다. 전 세계적 관점에서 작성됐지만 모든 국가가 동일한 시작점에서 출발하거나 동일한 때 목표를 달성하는 것은 아님을 고려했다. 제시된 경로는 하나의 경로일 뿐 정답이 아니며 여러 주요 불확실성, 특히 바이오에너지, 탄소포집 기술 및 행동변화에 대한 분석을 포함하고 있다.
▲청정에너지 확대･기술 혁신
2050 탄소중립 달성 경로를 벗어나지 않기 위해서는 가용한 모든 청정･효율 에너지 기술의 즉각적이고 대대적인 활용이 필요하다. IEA는 2030년 세계 경제가 현 수준보다 40% 성장하지만 에너지 사용량은 7% 감소하는 것을 가정하고 있는데 이를 위해 2030년까지 연평균 4% 정도의 에너지 집약도 개선(지난 20년 동안의 연평균 대비 3배 수준)이 되도록 에너지효율을 향상시켜야 한다. 아울러 CO₂ 외에도 화석연료 공급으로 인한 메탄 배출은 향후 10년간 75% 감소돼야 하는데 이를 위해 가용한 모든 온실가스 저감 조치와 기술을 이용해야 한다.
급속한 태양광 및 풍력 발전의 규모 확대가 요구되는데 이를 통해 재생에너지 기술이 더욱 저렴해지면서 전력이 경쟁우위를 가질 것이다. IEA 탄소중립 경로에서 2030년까지 필요한 태양광 및 풍력의 추가 발전용량은 각각 630GW 및 390GW로 2020년의 최고점 대비 4배나 늘어나야 한다. 현재 저탄소 전력의 가장 큰 에너지원인 수력과 원자력은 향후 에너지전환에 필수적인 기반을 제공할 것이다.
전력부문의 청정화가 진행됨에 따라 전력화 기술이 경제 전반의 배출저감 핵심 수단으로 부상하고 있는데 특히 전 세계 자동차 판매량에서 전기차가 차지하는 비중은 현재 약 5%에서 2030년에는 60%를 상회하는 수준까지 늘어날 전망이다.
2030년까지 전 세계적인 대규모 배출량 저감을 달성하기 위해 필요한 모든 기술은 이미 마련돼 있으며 관련 정책들도 이미 검증된 상황이다. 코로나19 이후의 경제회복 지원을 위한 투자 및 지출이 탄소중립 달성 경로와 일치하게 하는 것이 중요하며 각종 정책은 청정･효율 에너지의 빠른 보급을 위해 강화돼야 한다. 가장 효율적인 기술로의 소비자 지출 유도 및 산업 투자 유치를 위해 관련 의무 제도 및 표준 수립은 필수적이며 목표 설정 및 경매제도는 풍력 및 태양광을 통한 전력부문의 전환 가속화를 가능하게 할 것이다.
화석연료 보조금의 단계적 폐지, 탄소 가격책정 및 기타 시장개혁은 적절한 시장 가격신호를 보장할 수 있으며 저감기술 미적용 석탄화력발전소, 가스보일러 및 내연기관차 등 특정 연료 및 기술의 사용을 제한하는 정책과 반 인센티브 제도가 마련돼야 한다. 아울러 정부는 스마트그리드 등 대규모 인프라 투자의 계획 및 인센티브 제도를 선도해야 한다.
2050 탄소중립 달성을 위해서는 현재 가용한 기술의 신속한 보급을 넘어 아직 시장 진입 전 단계인 기술의 광범위한 활용이 요구되며 이러한 신기술이 늦지 않게 상용화되기 위해 향후 10년 동안 대대적인 혁신이 이뤄져야 한다.
2030년까지는 배출량 감축의 대부분이 현재 가용한 기술로 달성 가능하지만 2050년 배출량 감축의 절반가량은 현재 시점에서 실증 또는 프로토타입 단계인 기술에 의존하는데 특히 중공업 및 장거리 운송 부문의 경우 미성숙 기술에 의한 배출량 감축 기여도가 훨씬 높을 것으로 보인다. 첨단 배터리, 수소 전해조, 직접 공기포집･저장 기술 등의 대대적인 혁신이 필요한데 IEA가 제시한 경로에서 이 3가지 기술은 2020년에서 2050년 사이에 CO₂ 배출량 감소에 가장 큰 기여를 할 전망이다.
향후 10년 간 이들 미성숙 기술의 연구개발·실증·보급은 관련 대규모 인프라의 구축과 함께 추진돼야 하는데 여기에는 포집된 CO₂의 수송을 위한 신규 파이프라인, 항구 및 공업지대 간의 수소 수송시스템 등이 포함된다.
정부는 기술의 연구개발, 실증 및 보급을 에너지 및 기후 정책의 핵심으로 두고 청정에너지 혁신을 가속화해야 한다. 전력화, 수소, 바이오에너지, 탄소 포집･활용･저장(CCUS) 등 핵심 기술에 대한 공공 연구개발 투자 규모는 이미 확립된 저탄소발전이나 에너지효율 기술 등에 투입되는 자금의 1/3 정도 수준이다.
정부는 연구개발 지출을 늘리고 그 우선순위를 재조정해야 한다. 실증 프로젝트 기술의 시장 진입 가속화, 연구개발에 대한 민간 투자금 활용, 비용 절감을 위한 기술 보급 수준 향상을 위한 지원이 필요하다. 2030년 전까지 실증 프로젝트를 완성시키기 위해서는 전 세계적으로 약 900억 달러에 달하는 공공자금이 투입돼야 하나 현재로서는 약 250억 달러 수준의 예산만 책정돼 있는 실정이다.
