원자력과 신재생에너지
- Nuclear Power versus Renewable Energy
신재생에너지와 원전과의 맞대결을 2011년 3월 일본에서 발생한 지진과 tsunami 에서보다 더 자명하게 보여준 사건은 없을 것이다. 이 재난은 11기의 원전을 정지시켰으나 “풍력발전소는 1기도 지진이나 tsunami에 손상을 받지 않은 것으로 보고되고 있다” 고 풍력발전협회는 말했다. 이 재난이 발생한 3주 만에 세계 5대 전력회사 중의 하나인 동경전력은 주가는 3/4을 잃어버린 반면 일본 풍력발전회사(Japan Wind Development Company)의 주가는 2배나 상승했다.
후쿠시마 사고는 환경, 자원, 그리고 전력수요의 복합적인 문제로 인해 에너지 분야가 당면한 문제를 더 심화시켰다. 2010년 멕시코의 Cancun에서 개최된 UN 기후변화회의에서 참가국 대표단은 “기후변화는 이 시대가 당면한 최대의 문제 중의 하나이며 참가국들은 장기 대책을 수립해야한다”는데 에 동의했다.
UN 기후변화협약 이후 처음으로 회원국들은 지구의 평균온도상승을 산업화 이전보다 섭씨 2도 높은 수준으로 유지하기 위해 4차 국제기후변화협약에서 합의한바 에 따라 온실가스 배출을 대폭 줄일 필요가 있음을 깨달았다.
이 성명서는 지구환경 파괴를 방지하기 위해 온실가스 배출을 측정하기 위한 과학적인 체계가 수립되어야함을 확인했다. 에너지 분야에서 효율적인 저탄소 배출을 통해 2050년 까지 80%의 배출가스를 줄여야 하는 것으로 예측되었다. 에너지산업의 투자수명을 고려할 때 송전선로, 건설 후 50년 이상 운영한 발전소, 신규발전소는 이 기준을 준수해야 하며 그렇지 못 할 경우 조기에 폐쇄해야 한다. 신재생에너지 분야에서 비록 저탄소 발전기술이 개발되거나 적용되고 있지만 중요한 것은 어떻게 이들을 zero-emission 에너지 분야에 조화시키느냐 하는 문제이다.
전통적인 에너지 전망에 따르면 아시아지역 특히 중국 인도의 경제성장에 소요되는 일차 에너지의수요가 급속도로 성장하고 있음을 보여주고 있다. 국제에너지협의회(IAE, International Energy Agency)에 따르면 현재와 같은 정책이 계속될 경우 세계 에너지 수요는 2035년 까지 47% 증가할 것으로 예상된다. 이 예측에 따르면 미국 및 EU의 에너지 소비는 4% 증가하는데 비해 중국의 에너지 소비는 3배가 될 것이다.
멀지않은 장래의 문제로 적절한 에너지, 특히 액체연료의 수급과 가격문제가 제기된다. 2009년 영국 에너지 연구소는 석유 생산량이 매년 6.5% 감소하는 것으로 예측했으나 현재는 4%로 감소하고 있다. 현 수준으로 유지하기 위해서는 매일 3 million barrel이 더 필요하며 이는 사우디아라비아가 3년 동안 생산하는 량 이다. 이는 개도국의 추가소요량을 고려하지 않은 숫자이다. 가스와 같은 화석연료의 확보가 주요문제이며 일부 국가에서는 그 가격이 크게 영향을 받는다.
가격문제나 기후문제 면에서 현제의 에너지 시스템이나 정책은 지속적이지 못하며 새로운 에너지 시스템은 아래 두 가지 문제에 중점을 두어야 한다.
첫째는 에너지 효율에 중점을 두어야한다. 인구증가와 소비형태의 변화를 고려할 때 에너지 절약은 선택의 여지가 없다.
둘째는 저탄소 에너지 시스템이어야 하며 저탄소 에너지는 원자력, 신재생에너지, 그리고 탄소를 포획 저장하는 화력발전이다.
원전 지지자들은 원전이 저탄소 에너지 및 효율적인 에너지 시스템임을 주장하지만 이는 여러 측면을 고려해서 주장해야 한다.
원전과 신재생에너지의 경제성
세계 에너지 경제에서 원자력의 역할을 평가할 때 원자력은 타 에너지원과 비교시 정부로부터 받고 있는 정책지원을 고려해야한다. 신재생에너지 지지자들은 새로운 에너지에 대해서는 기존에너지보다 더 큰 정부의 지원이 있어야한다고 주장한다. 원자력은 50년 이상 상업적으로 이용되어 왔음에도 발전원가에 환경비용을 반영치 않고 있으며 폐기물 처분을 보장해주고 있어 직 간접적으로 많은 정부의 지원을 받고 있다. 미국에서는 원자력과 풍력이 15년 동안 대량의 전력을 생산하고 있음에도(원자력 2.6 billion kWh 대 풍력 1.9 billion kWh) 원전이 받은 보조금 39.4 billion 달러는 풍력발전이 받은 보조금 900 million 달러 의 40배가 된다.
원자력은 신규 건설이 없고 타 에너지는 수요가 계속 증가 함에도 원자력은 끊임없이 이 정부의 연구개발 지원금을 받고 있다. IEA분석에 따르면 최근 10년 동안 원자력은 전체 연구개발 자금의 2/3를 독점하고 있다. 1986년부터 IEA가입국의 연구개발 지원금을 비교할 때 원자력은 신재생 에너지의 5배에 해당하는 정부 연구개발 자금을 지원받고 있다.
더구나 일부 선진국에서 10년 만에 처음으로 추진되고 있는 신규원전은 세금 감면 및 비용초과 보험과 같은 추가 정부 보조금 및 지원책을 요구하고 있다. 어느 한 분야의 정부지원은 다른 분야의 희생을 의미하게 될 것이다.
원전에 비해 상대적으로 낮은 지원에도 불구하고 현제의 real-time 가격체제하에서 태양광 에너지가 신규 원전보다 경제성이 있게 될 것이라고 일부 전문가는 생각하고 있다. Duke University 의 Jhon Blackburn은 2010년 태양광 대 원자력의 “역사적 교차(historic crossover)"를 산출해 냈다. 상업용 태양광 발전소의 발전 원가는 14 cent/kWh 또는 그 이하를 제의하고 있지만, 건설하지도 않고 있는 신규원전의 발전원가는 14-18 cent/kWh 로 예상되고 있다. 현재 태양광 에너지는 정부 지원을 받고 있지만 10년 이내에 보조금 없이도 충분히 경제성이 있을 것 이라고 말했다.
실제 상황
화석연료에서 저탄소 연료로 전환은 빠르게 그리고 전 세계적으로 이루어져야 하기 때문에 현재 사용이 가능하고 짧은 기간 내에 사용될 수 있는 것이 유리하다. 온실가스 감축이 시급한 현시점에서 대용량의 신에너지를 생산토록 하는데 에 필요한 기간이 중요한 요소가 된다. 새로운 에너지 생산시설을 시운전 하는 데에는 두 가지 중요 단계, 예비단계와 건설단계, 가 있다.
예비단계는 의견수렴, 인허가 취득, 지방정부와 중앙정부의 합의, 재원조달 방안 수립, 등이 포함되며, 지역사정 또는 새로운 문제로 인해 더 길어질 수 도 있다. IEA는 원전의 예비단계를 약 8년으로 예측하고 있다.
이는 기존 산업구조, 노동력, 규제 체제하에서 정치적 합의를 얻는 기간을 포함한다. 건설에 관한한 원자력은 오래전부터 공기가 지연되고 있다.
세계에너지협회(World Energy Council)에 따르면 1980년대부터 200년까지 원전의 공기가 장기화 된 주요원인은 체르노빌원전사고로 규제요건이 강화되어 정치적 사회적 관점이 변화되었기 때문이다.
풍력발전소와 같은 신재생에너지의 건설기간은 일반 발전소의 건설기간과 비교 시 짧다는 점을 알아야 한다. 유럽 풍력발전협회(EWNA, European Wind Energy Association)는 풍력발전을 일련의 트럭 구매에 비유했다. 풍력발전소는 트럭 구매와 같이 고정가격으로 정해진 공기 내에 구매할 수 있으며 전력산업구조를 사전에 구체화 할 수 있다는 점이다. 일부 구조물 공사는 변동될 수 있지만 이는 총공사비에 비해 규모가 아주 작다. 육상 풍력발전은 소규모는 수개월, 대규모도 일 년 이내로 공사기간이 아주 짧다.
지난 20년 동안 원전은 초반에 매년 2 GW씩 증가하다가 2005년 이후부터 정체되거나 감소하고 있는 반면, 풍력발전은 매년 평균 10 GW 이상씩 꾸준히 증가하고 있으며, 2009년에는 37 GW, 2010년에는 35 GW씩 증가했다. 태양광 발전도 최근 꾸준히 그리고 가속적으로 증가하고 있다.
전 세계 총 풍력 설비용량이 193 GW, 소 수력이 80GW, 바이오매스가 65 GW, 태양광이 43 GW로 이들 통합 381 GW는 2010년 처음으로 후쿠시마원전사고 이전의 총 원자력 설비용량 375 GW를 앞질렀다. 수력발전을 포함한 이들의 발전량은 원자력의 발전량보다는 적지만 빠른 속도로 뒤쫓고 있다.
청정에너지에 대한 투자도 2010년에 30%증가한 243 billion 달러로 2004년보다 5 배가 증가했다. 중국이 선두주자로 2010년에 신재생에너지에 54.4 billion 달러(전년보다 39% 증가), 독일이 41.2 billion(100% 증가), 미국이 34 billion(66% 증가) 했다. 이태리도 전년도의 2배인 13.3 billion 달러를 투자하여 세계 8위에서 4위로 상승했다. 유리한 요금 우대정책이 연장될 것으로 개대되어 2011년에 이태리의 태양광 발전설비용량은 2배로 증가하여 2020년 정부의 목표치인 8 MW를 이미 달성했다.
