서울과학기술대학교 유승훈 교수

민간발전사들의 더 큰 책임이 필요하다

서울과학기술대학교 에너지정책학과 유승훈 교수

올 겨울 ‘에너지 위기’, ‘블랙아웃’이라는 단어는 전문가들뿐 아니라 일반 국민에게도 익숙해졌다. 그동안 우리나라는 저렴하고도 안정적인 에너지 인프라를 가장 짧은 시간에 완성하였지만, 이제는 대국민 정전 대비훈련을 실시할 정도로 전력위기에 직면해있다. 일본 후쿠시마 원전사고 이후 원자력발전의 안전성에 대한 사회적 불안감이 해소되지 않았으며, 석탄․석유․가스 등 1차 에너지에 비해 2차 에너지인 전기의 가격이 과도하게 낮게 책정되어 에너지 소비가 급증했다는 사실도 알게 되었다.

이미 OECD 국가 중 에너지 밀도가 가장 높으며, 1인당 세계 최고수준의 전력소비량을 기록하고 있는 상황에서 안정적인 에너지 공급과 철저한 수요관리는 현 정부의 당면한 최우선 과제이다.

철저한 수요관리를 기본 전제로, 지속적으로 증가하는 전력수요를 충당하기 위해 정부에서는 2013년부터 2028년까지의 전력수급계획을 포함한 ‘제6차 전력수급기본계획’을 발표할 예정이다. 이번 전력수급기본계획에서는 석탄, 복합, 석유, 신재생 등 발전원을 다변화하여 전력설비 예비율을 대폭 확충할 것으로 예상된다. 이에 따라 민간발전사들의 유치 신청 열기도 높은 것으로 알려져 있다.

사실 1995년 '민자발전사업 기본계획'이 수립된 이후부터 발전시장에 민간사업자들이 진출하였지만, 전력시장에서 차지하는 점유율은 미미했다. 발전사업 영역도 LNG 복합화력발전과 열병합발전에 국한되었다. 하지만 지난 5차 전력수급계획부터는 석탄발전을 중심으로 한 민간기업의 발전량이 증가할 것으로 보인다.

일부 전문가들은 민자발전 사업자의 ‘과도한 수익 가능성’과 ‘안정적인 공급 가능성’에 대해 의문을 제기하기도 한다. 하지만 민간자본을 유치하여 발전소를 건립하고, 민간 기술과 운영 노하우를 통해 독과점에서 벗어나 전력산업의 경쟁력을 확보하는 것은 전 세계적인 추세다.

다만 과거 한국전력공사가 담당하던 발전의 상당부분을 민간에 위탁할 때 몇 가지 사항에 대한 충분한 고려가 필요하다.

우선 투명한 절차에 의한 계획 수립이 필요하다. 애초 작년 말에 발표되었어야할 이번 계획이 대선 등의 이유로 아직까지도 확정되지 못하고 있다. 원자력 비중 등 정치적 결정이 필요한 부분도 있지만, 전력산업이 지나치게 정치적인 판단에 좌지우지되는 점은 바람직하지 않다.

둘째, 사회적 비용이 최소화되어야 한다. 원자력을 비롯한 발전시설은 사회적 수용성을 충분히 확보하지 못했을 경우, 실제 발전까지 상당한 시간이 소요되거나 지연되는 경우가 많다. 지역주민들의 충분한 동의 및 지원을 확보하지 못한다면 예정된 전력수급에 차질이 발생할 수 있다.

셋째, 전력산업의 경쟁력을 함께 고려할 필요가 있다. UAE에 원전을 수출한 것처럼, 전력소비량이 증가하고 있는 개도국 전력시장은 국내 발전사들의 진출 가능성이 높다. 그동안의 해외 발전소 프로젝트가 ‘건설’만 담당하는 방식이었다면, 풍부한 운영 경험과 청정기술을 바탕으로 ‘운영권’까지 확보할 경우 국내 민간업체들의 해외 경쟁력은 더욱 증대될 수 있다.

무엇보다 발전시장에 참여하는 민간사업자들은 국가경제와 국민생활에 필수불가결한 ‘전기’를 과도한 돈벌이 수단으로만 생각해서는 안된다. 소비자들에게 저렴하고 안정적인 전기를 공급함과 동시에 국가경제와 전력산업의 미래 경쟁력을 확보할 수 있는지 여부가 이번 6차 전력수급기본계획에서 검증되어야 할 것이다.

2013년 1월 14일

에너지를 둘러싼 환경변화와 미래 전망

서울과학기술대학교 에너지환경대학원 유승훈 교수

영국 BP가 2012년 1월에 발간한 'BP Energy Outlook 2030'에 따르면, 세계 에너지 소비는 2010년의 12,002Mtoe에서 2030년에 이르면 16,632Mtoe로 20년 동안 약 38.6% 증가할 것으로 예상된다. 동 기간 중 에너지 소비 증가율은 OECD 국가 3.5%, 비 OECD국가 68.9%로 에너지 소비 증가는 대체적으로 개발도상국이라 할 수 있는 비 OECD국가들이 주도할 것이다.

자료) BP, 'BP Energy Outlook 2030', 2012년 1월.

[그림 1] 에너지소비의 변화 추이

최근 전세계적으로 확산되고 있는 세계경제 위기에도 불구하고 이렇게 에너지 소비가 크게 증가하는 것은 개발도상국에서의 대폭적인 에너지수요 증가에 기인한다. 특히 동 기간 동안 82.2%의 에너지 소비 증가율을 보일 것으로 예상되는 중국을 포함한 BRICs 국가의 급속한 경제성장은 세계 에너지 소비 증가를 지속적으로 견인할 것이다.

[표 1] 에너지원별 세계 에너지소비의 변화 추이

(단위 : Million tonnes oil equivalent)

자료) BP, 'BP Energy Outlook 2030', 2012년 1월.

[표 2] 지역별 세계 에너지소비의 변화 추이

(단위 : Million tonnes oil equivalent)

자료) BP, 'BP Energy Outlook 2030', 2012년 1월.

하지만 세계 원유시장이 투자확대를 통한 충분한 잉여공급능력을 갖추지 않는 한 유가의 지속적인 상승세는 앞으로도 계속될 전망이다. 특히 우리가 사용하고 있는 화석에너지는 무한하지 않은 유한한 자원으로 매장량이 한정되어 있다. 예를 들어, 현재의 소비량을 고려할 때 석유 및 천연가스는 40~60년 후에, 석탄은 150년 후에 고갈될 것으로 예상된다. 한정된 자원에 대해 수요가 증가하다보니 대표적인 에너지원인 석유의 가격이 지속적으로 상승하는 것은 경제학의 수요법칙을 얘기하지 않아도 지극히 당연한 현상이라 할 수 있다.

이렇다 보니 우리나라를 포함한 세계 각국은 에너지자원 확보 문제가 경제발전에 미치는 부정적인 영향을 막기 위해 해외자원개발에 많은 역량을 투입하고 있다. 세계 각국 정부는 에너지기업의 인수 및 합병에 적극 개입하는 등 에너지 안보를 정부 정책결정의 최우선 고려사항으로 인식하고 있다.

중국의 경우, 적극적 해외자원개발로 2009년 석유․가스 자주개발률 27%를 달성했다. 국영기업(CNPC, Sinopec, CNOOC) 중심의 해외사업을 추진하며 중국개발은행, 중국투자공사 등을 통한 초저금리 자금 제공, 러시아, 베네수엘라, 브라질 등에 ‘Loan for oil' 추진, 3조 달러 대의 외환보유고를 활용한 해외자산 및 기업매수 적극 장려 등 정책자금 및 외환보유고를 적극적으로 활용하고 있다. 더불어 정상급 외교 등 전 방위적 자원외교 강화하고, 자원부국과의 다자간 협력채널 구축을 통한 영향력 확대하고 있다. CNPC는 BP와 공동으로 이라크 Rumalia 유전(2009년 6월)을, Total과 공동으로 이라크 Halfaya 유전(2009년 12월)을 낙찰, Shell과 공동으로 호주 석탄층 메탄가스(CBM) 생산기업인 Arrow Energy사를 인수최근 메이저 기업과 협력을 강화하여 공동사업 추진 등 국제 석유개발 기업과의 협력을 강화했다.

일본은 석유 및 가스 자주개발률을 2004년 이후 22%대로 유지하는 중이다. 고유가 장기화에 대비하기 위해 2030년 석유 자주개발률 40% 이상 달성을 목표로 하는 에너지기본계획 개정안을 2010년 6월 수립했는데, 주요 추진전략으로 국제경쟁력을 가진 핵심기업 육성, 자금 및 세제 지원 등의 방법으로 자원을 확보하려 하고 있다. 예를 들어, 기업지분의 30%를 정부가 소유하고 있는 2008년 기준 세계 50위권의 석유개발기업인 Inpex社를 세계 메이저급 석유개발기업으로 육성하기 위해 적극 지원을 하고 있다. 자금 및 세제 지원으로서 탐사 및 자산매입 등에 투자금을 최대 75%까지 출자형태로 지원하고 탐사성공시 또는 민간주주 요청시 순차적으로 정부 보유주식을 매각한다. 투자금의 금융기관 융자시, 차입비의 최대 75%까지 채무보증하고 탐사준비금의 과세소득 공제 등 세제를 지원하고 있다.

하지만 자원민족주의 확산으로 인해 해외자원개발도 녹녹치 않은 상황이다. 자원민족주의란 국가의 경제적 이익을 축적하기 위해 자원을 무기화하는 것을 말한다. 예를 들어, 중남미의 최대 천연가스 보유국인 베네수엘라는 2007년 4월 모든 자원에 대한 국유화를 선언하고, 에너지와 광물 자원에 대해 국내외 기업이 맺었던 모든 계약을 무효화시켰다. 그리고 정부를 통해 지분을 임대받는 방식으로 재계약을 체결토록 했다. 남미에서 천연가스 매장량 2위인 볼리비아는 석유와 가스 산업 시설에 대한 국유화 조치를 발표했고, 2006년 다국적 기업이 보유하고 있는 자원의 통제권을 볼리비아 국영 에너지기업으로 이양하는 조치를 단행했다.

[표 3] 세계 각국의 자원민족주의 동향

따라서 세계 각국의 자원민족주의 및 국유화 영향으로 국제석유사가 완전하게 접근할 수 있는 석유 매장량은 7% 수준에 불과한 것으로 알려져 있다. 자원민족주의가 확산되면 해당 에너지 자원의 가격이 급등하게 된다. 에너지 자원 가격이 급등하면 수입액이 크게 늘면서 무역수지가 악화되며, 또 수입물가 상승에 따른 소비자물가 상승으로 이어져 내수를 위축시킬 수 있다.

고유가시대의 지속, 전통적 화석연료의 고갈 가능성, 자원민족주주의 확산, 온실가스 감축을 위한 국제사회의 논의 확대 등을 배경으로 대체에너지의 중요성이 부각되고 있다. 대체에너지란 1970년대에는 석탄, 석유 등 화석연료를 대체한다는 의미에서 사용되었으나, 1980년 이후 천연가스, 원자력 등의 사용이 증가되고, 환경오염의 문제가 심각해짐에 따라 최근에는 청정에너지(Clean Energy)로서의 재생에너지, 신에너지, 미래 에너지 등을 의미한다. 보다 넓은 의미로는 오일샌드, 오일셰일 등 신규 에너지원까지도 포함한다. 즉 대체에너지는 크게 신재생에너지와 비전통에너지의 두 가지로 구분할 수 있다.

신재생에너지로는 소수력 발전부터 시작하여, 현재 선진각국에서 활발히 기술개발이 진행되어 실용화 단계에 접어든 태양에너지, 풍력에너지가 주종을 이루며, 바이오매스, 지열, 파력, 조력, 조류 등을 이용한 신재생에너지 개발도 활발하게 진행되고 있다.

태양열 발전은 태양열을 모아 고온의 공기, 수증기를 만들어 터빈을 돌려 발전하는 시스템이다. 거울면을 사용해 태양광선을 집열기에 집광시킨다. 빛을 열로 변환하는 집열기에서는 급수되는 물을 가열해 증기화하고, 축열조를 거쳐 터빈으로 보낸 뒤, 종래의 화력발전 과정을 따른다.

태양광발전은 태양에너지에 의한 발전 기술의 하나로 태양의 빛에너지를 태양전지라는 광전 변환기를 써서 직접 전기에너지로 변환시킨다. 태양광발전의 기본 원리는 반도체의 접합으로 구성된 태양 전지에 태양광이 비치면 발생하는 기전력에 의해 전류가 흐르게 된다. 태양 전지는 단위 용량으로 직·병렬 연결되어 기후와 같은 자연 조건에 영향을 받지 않도록 단단한 재료와 구조로 만들어진 태양 전지 모듈로 상품화된다.

바이오매스는 나무뿐만 아니라 곡물, 식물, 농작물 찌꺼기, 축산분뇨, 음식 쓰레기 등이 모두 바이오매스로서 에너지 생산에 이용된다. 바이오매스는 옥수수와 사탕수수 등을 가공하여 메탄올, 에탄올, 바이오디젤유 등의 액체 연료와 수소나 메탄 같은 기체 연료 등의 바이오 연료를 얻어낸다. 축산농가에서 나오는 가축들의 매설물이나 쓰레기장의 쓰레기가 썩으면서 발생하는 메탄이나 기타 가스를 태워서 발전이나 난방에 사용하기도 한다.

풍력발전은 바람의 에너지를 전기에너지로 사용한다. 풍력발전기의 날개를 회전시켜 이때 생긴 날개의 회전력으로 전기를 생산한다. 우리나라의 경우 제주도 해안가나 내륙 산악지대에서 풍력발전기를 왕왕 볼 수 있다.

소수력 발전은 하천 내에서 위치에너지에 의해 작은 규모의 물로부터 운동에너지를 만들고 이를 전기에너지(대체로 20MW 이하)로 바꾸어 전기를 얻는 발전을 의미한다. 우리나라의 다목적댐에서는 대부분 소수력 발전을 하고 있다.

조력발전은 조석간만의 차를 동력원으로 해수명의 상승하강운동을 이용하여 전기를 생산하는 기술이다. 특히 작년 8월부터 우리나라에서 가동되고 있는 시화호 조력발전소(254MW)는 세계 최대 규모를 자랑하고 있다.

파력발전은 연안 또는 심해의 파랑에너지를 이용하여 전기를 생산한다. 조류발전은 해수의 유동에 의한 운동에너지를 이용하여 전기를 생산하는 발전기술로 우리나라에서는 전남 진도군 울독목 조류발전소가 시험 가동중이다.

온도차 발전은 해양 표면층의 온수(예, 25-30℃)와 심해 500-100m 정도의 냉수(예, 5-7℃)와의 온도 차이를 이용하여 열에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 발전하는 기술이다.