사단법인 넥스트 연구 결과...송전계통 보강 시급
석탄화력 발전량을 지속적으로 줄이고 재생에너지로 대체하면 국내 전환부문에서 2035년 80% 청정에너지 달성이 가능하다는 연구결과가 나왔다. 청정에너지는 원자력 30%, 재생에너지 50% 비중으로, 재생에너지 세부 에너지 믹스는 태양광 18%, 육상풍력 8%, 해상풍력 22%를 제시했다.
사단법인 넥스트는 지난 27일 서울 중구 더플라자호텔에서 환경부 산하 온실가스종합정보센터와 함께 연 '민관이 함께하는 국가 온실가스 감축목표: 최적의 이행방안과 비용과제' 토론에서 이 같은 내용을 발표했다. 이번 연구 결과는 미국 버클리국립연구소와 공동으로 에너지 시장 최적화 소프트웨어인 PLEXOS를 활용해 만들어졌다.
송용현 넥스트 부대표는 "2030년 이후 부유식 해상풍력과 에너지 저장장치의 적극적인 도입이 재생에너지 50% 달성의 핵심"이라며 "2030년 이후로 에너지 저장장치 용량이 증가하며 클린 에너지 시나리오에서 10GW의 배터리 저장장치를 추가 확보하는 전제가 있다"고 말했다.
특히 송 부대표는 재생에너지 수용을 위한 송전계통 보강을 시급한 과제로 꼽았다. 현재 수도권에 전체 수요의 43%가 집중돼 있는데, 재생에너지 발전량의 대부분이 전라도와 경상도, 제주도에 집중돼 있다는 것이다. 이를 위해 서해안 전력 고속도로의 필요성을 제안했다. 서울·경기~전북·전남·제주를 직접 연결하는 신규 연계선로를 깔아 2034년 7GW를 도입하는 복안이다.
넥스트의 연구 결과 재생에너지의 문제로 지적됐던 간헐성 문제도 극복할 수 있는 것으로 나타났다. 태양광과 풍력발전이 하루 중 상호 보완적인 효과를 십분 이용하며, 태양광과 풍력 생산량이 적을 경우에도 다른 전원으로 보완할 수 있다.
넥스트의 연구 결과 2035년 여름 중 순부하가 가장 높은 일주일 간의 발전배턴을 예측하면 태양광과 풍력 발전량이 최소일 때 원자력, LNG, 저장장치를 통해 전력을 공급할 수 있고, 부하를 10% 증가시킨 상황에서도 전력 공급이 가능했다. 또 2035년 봄 중 순부하가 가장 낮은 일주일간 발전배턴을 살펴볼 경우에도 재생에너지 출력제어와 에너지 저장장치 운전을 통해 잉여 전력량을 처리할 수 있다고 봤다.
송 부대표는 "재생에너지의 적극적인 비용 감소로 클린에너지에서 연간 약 1조원을 절감 가능하다"라며 "에너지안보 측면이나 온실가스·대기오염물질 배출량을 대폭 감축할 수 있다"고 강조했다.
넥스트는 이날 탄소중립 달성을 위한 탄소차액계약제도의 필요성에 대해서도 제언했다. 탄소차액계약제도(CCfD)는 일정 기간 동안 정부가 기업에게 고정된 탄소 가격을 보장해줌으로써 저탄소 기술에 대한 투자 유인을 높이고 불확실성을 최소화해주는 지원 매커니즘이다. 즉 배출권 가격이 경쟁적이지 않은 상황에서도 저탄소 방식으로 생산하는 기업이 생산단가의 증가를 보전받을 수 있는 방식이다.
현재 네덜란드 SDE++가 재생에너지 기반 전력·열 생산과 탄소 포집 활용 및 저장(CCUS) 부문에서 이 제도를 2020년 하반기부터 실행하고 있다. 독일도 전력·열 등 에너지 캐리어를 대상으로 올해 첫 펀딩 콜을 목표로 준비 중이다.
정세록 넥스트 연구원은 "탄소차액계약제도는 경쟁입찰을 통한 정보비대칭성을 해소하고, 실제 감축실적에 기반한 보상체계라는 점에서 직접적인 저감 인센티브라는 성격을 띤다"라며 "장기고정계약 체결로 배출권 가격 변동 리스크를 줄일 수 있으며, 상용화 초기 수익 불확실성을 개선할 수 있다"고 밝혔다.
마지막으로 넥스트는 에너지 정책 시뮬레이터를 이용해 어떤 정책의 조합이 가장 비용 효율성이 높으면서도 탈탄소 효과가 높을지 분석한 결과를 발표했다. 넥스트에 따르면 신규화력발전소 건설금지 정책과 기존 석탄발전소의 조기폐쇄 정책이 함께 시행될 경우 2050년 240MT의 더 빠른 배출량 감축이 가능하며, 전기자동차 보급으로 수송 부문 온실가스 배출량이 감축될 것으로 봤다.
또 2030년까지는 전력 부문, 그 이후에는 산업부문의 감축이 중요하며 장기적 관점에서 탄소중립의 방향성에 대한 검토가 필요하다고 제언했다.
홍상현 넥스트 데이터 인사이트 총괄은 "에너지 정책 시뮬레이터를 정책에 적극 적용하기 위해서는 전력망 및 가스망 등 정교한 데이터베이스 구축 노력이 필요하다"며 "이번 시뮬레이션의 경우 해외에서 개발된 모델에 기반해 수정된 모델이기 때문에 국내 현실을 보다 잘 반영한 모델을 개발하고 개선해나갈 필요가 있을 것"이라고 설명했다.
구현화 기자 kuh@hankyung.com