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최근 미국의 이라크 공격으로 인한 유가 불안에서 볼 수 있듯 불안정한 석유시장은 에너지의 97% 이상을 수입에 의존하는 우리나라에 충격을 준다. 더욱이 국제사회는 이산화탄소 배출을 감축하는 기후변화협약의 발효를 눈앞에 두고 있어 이산화탄소를 대량 발생시키는 석유의 사용은 점차 줄여야 하는 상황이다. 또한 현재 석유의 채굴가능 연수가 41년으로 화석연료가 점점 고갈된다는 점도 미래 에너지원을 확보해야 한다는 과제를 던져준다.

이 모든 문제를 해결하는 근본적인 대응방안은 대체에너지를 적극 개발해 보급하는 것이다. 대체에너지는 지속가능한 에너지 공급체계를 위한 미래에너지원으로서 우리나라와 같이 에너지자원 빈국이 기술개발을 통해 에너지자원을 확보할 수 있도록 해준다. 또한 이산화탄소의 발생이 없는 환경친화적인 동시에 고갈되지 않는 재생가능한 에너지원이다.

선진국에서 배우는 투자 전략

대체에너지는 이산화탄소를 발생시키지 않는 청정에너지다. 사진은 거대한 태양전지판을 이용하는 발전소와 가정에서 태양전지판을 이용하는 경우다.

대체에너지는 각국의 에너지 체계 특성에 따라 조금씩 차이가 난다. 우리나라에서는 석유, 석탄, 원자력, 천연가스가 아닌 태양, 풍력, 소수력(작은 규모의 수력발전), 해양, 지열, 바이오와 같은 자연에너지와 연료전지, 수소와 같은 새로운 에너지, 그리고 폐기물 에너지 11개 분야를 법률로 지정하고 있다.

그동안 IMF 경제위기 등 국내외 여건변화로 인해 예산 확보의 부진으로 대형과제에 대한 사업추진에 어려움이 있었던 것은 사실이다. 그러나 기술개발분야에서 상당한 수준의 성과도 올린 것으로 평가할 수 있다. 2002년 기준 대체에너지의 공급비중은 1차에너지 사용량의 1.4%인 2백85만2천t이다. 6억5천만달러(약 8천5백억원)의 원유에너지 수입 대체와 8백90만t의 이산화탄소 저감 효과를 달성한 것이다. 이는 2백MW(메가와트, 1MW=106W)급 화력발전소 5개의 이산화탄소 발생량에 해당된다. 그러나 선진국과 비교했을 때는 아직 만족할 수 없는 상황이다.

OECD 국가들의 에너지원별 이용율을 보면 총에너지에서 대체에너지가 차지하는 비중이 1999년 3.9%에서 2010년 4.9%로 증가할 것으로 전망된다. 특히 풍력과 태양광 등의 대체에너지 시장은 20-30%대로 급격히 성장중이며 장기적으로는 대체에너지가 화석연료 에너지원을 능가하는 주에너지로 부상할 것으로 전망된다.

선진국에서 대체에너지가 이처럼 성공한 이유는 정부의 주도 하에 과감한 투자가 이뤄지기 때문이다. 미국은 1993년 11월 환경보호 및 에너지 부문의 기술개발을 중점적으로 지원하기 위해 1994년부터 2000년까지 50조원을 투입해 ‘기후변화 실천계획’을 진행했다. 또한 3백만kW의 태양광 발전을 보급해 2010년까지 3백51만TC의 이산화탄소를 감축하겠다는 목표로 1백만호 태양광지붕(Solar-roof) 계획을 수립해 추진중이다.

유럽연합에서는 ALTENER 프로그램을 비롯해 대체에너지를 확대보급하기 위한 다양한 지원프로그램을 통해 2010년까지의 대체에너지원 점유율을 당초 6%에서 12%로 상향 설정했다. 일본은 1990년대 환경을 고려한 종합 에너지기술개발계획인 뉴 선샤인(New Sunshine) 계획을 수립해 1993년부터 2020년까지 1조5천5백억엔(약 15조원)을 투자할 예정이다. 미국과 일본의 에너지기술개발 정부지원금은 우리나라보다 각각 52배와 28배가 많다. 투자금액을 GDP규모를 감안해 환산한다고 해도 2-3배 수준이다. 1998년 이후 대체에너지 공급량이 미국 5.0%, 덴마크 10.8%, 프랑스 6.8%, 일본 3.2%로 높은 수준을 유지하는 까닭이다.

더욱이 선진국은 경제규모와 에너지수급여건에 따라 중점기술개발 분야를 선정해 추진하고 있다. 물론 미국과 일본은 에너지기술분야에서 선도적 역할을 하면서 수소에너지, 석탄액화 등 첨단 미래기술을 포함한 여러 기술분야에 광범위하게 투자하고 있다. 기술개발 프로그램 역시 대형·복합 프로젝트로 중·장기계획 하에서 추진되고 있다.

미국, 일본보다 경제규모가 작은 대부분의 선진국들은 각국의 실정에 따라 실현가능성이 높고 파급효과가 큰 분야에 한정된 재원을 집중 투자하고 있다. 장기간 대규모 투자가 요구되는 첨단미래 기술에 대해서는 공동연구방식을 취하면서 효율을 극대화하고 있다.

지금까지 우리나라에서 대체에너지분야의 지원은 단위기술 위주의 기술개발 형태로 이뤄졌다. 그래서 기술개발결과가 보급돼 적용될 수 있는 여건이 매우 미약한 실정이다. 기술개발의 결과가 보급 확대로 연계되는 새로운 기술개발프로그램의 추진이 절실하다.

선택과 집중 통해 경제성 확보한다

미국 켈리포니아에 있는 거대한 규모의 풍력발전소. 과감한 투자를 해온 선진국에서는 대체에너지가 널리 사용되고 있다.

대체에너지 기술개발과 보급을 활성화하기 위해서는 우선 실용화 위주의 보급형 기술개발을 중점추진 프로그램으로 선정해 집중적으로 투자해야 한다. 대체에너지가 기존의 에너지 공급원을 대신해 보급·확대되기 위해서는 근본적인 걸림돌인 경제성을 확보하는 일이 무엇보다 중요하다. 현재 대체에너지는 다른 화석연료와 비교하면 약 2-10배 발전단가가 높다.

이에 따라 선진국과의 기술격차가 적어 기술개발이 용이하고, 시장의 성장 잠재량이 큰 기술에 대한 중점지원 프로그램이 마련됐다. 태양광, 풍력, 연료전지 등 3개 분야에 대해 상품화 기술위주로 기술개발을 적극 추진한다는 내용이다.

태양광은 3kW급 주택용 발전시스템 개발을 통해 발전단가를 kWh당 7백원에서 4백원으로 낮춘다. 풍력은 7백50kW급 풍력발전시스템 개발로 발전단가를 1백원에서 70원으로 낮춘다. 연료전지에서는 2백50kW급 용융탄산염 연료전지 발전시스템과 3kW급 고분자 전해질 연료전지 발전시스템을 발전단가 3백20원 이하로 개발한다는 목표다. 물론 지금까지 기술개발을 통해 상당한 수준의 기술이 확보돼 단기간 내에 보급이 가능한 태양열, 폐기물, 바이오에너지 분야에 대해서는 보급중심의 보완적인 기술개발이 이뤄진다.

대체에너지 보급·활성화를 위해서는 개발기술을 현장에 적용하는 실증연구를 통해 신뢰성과 내구성 등 엔지니어링 기법을 확보하는 ‘대체에너지 실증연구단지’의 조성이 중요하다. 현재 실증연구연구단지로 태양에너지는 광주 조선대에, 풍력은 강원도 대관령에조성돼 실제 규모의 시제품이 설치·운전되고 있다. 시스템구성, 운전기법 등 각종 문제를 보완하고, 성능유지와 사후관리방법 등을 파악해 제품의 경제성과 신뢰성을 높이는 중이다. 이와 함께 개발제품에 대한 수요와 국산화를 위한 종합적인 성능측정이 이뤄지고 있다. 실증단지 외에도 대체에너지의 표준화·규격화를 실시할 수 있는 ‘대체에너지 성능평가센터’를 운영하는 일도 필요하다.

대체에너지 보급·활성화를 위해서는 민간에 대한 기존의 융자제도만으로는 투자경제성이 적다. 따라서 보급이 어려운 제품에 대해 보조금을 지원해야 한다.

정부, 연구소, 국민의 3박자 필요

바이오에너지의 경우는 이미 상당한 수준의 기술이 확보돼 보급중심의 보완적인 기술개발이 필요하다.

이와 함께 대체에너지 이용 발전전력에 대한 우선구매와 대체에너지 시설의 설치시 소득세 감면 등 각종 지원제도정책을 강화해야 한다. 예를 들어 풍력, 소수력, 매립지가스(LFG) 등 대체에너지원별로 구매 기준가격을 고시해 전력거래 가격과의 차액을 정부가 보조한다.

또한 국가기관, 지방자치단체, 정부투자기관 등 공공기관을 대상으로 대체에너지 이용시설 설치의 의무화를 추진해 대체에너지 시장기반을 조성한다. 대체에너지 시장의 활성화를 위한 보급 프로그램으로 태양광 발전 주택 1만호 보급사업이나 지역별 특성에 맞는 대체에너지 시범마을(Green Village) 조성 등 적극적이고 다양한 정책의 추진이 필요하다. 에너지를 자급자족하는 환경친화적인 대체에너지 시범마을은 올해 내 5개소가 조성될 계획이다.

에너지 빈국인 우리 현실에서 이산화탄소 배출을 줄이고 미래에너지원을 확보하는 대체에너지의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 대체에너지의 개발과 보급을 활성화하기 위해서는 정부뿐만 아니라 연구소, 대학, 관련 기업체 등이 협력해야 한다. 아울러 전국민이 많은 관심을 갖고 적극적으로 대응한다면 2011년 총 에너지의 5%를 대체에너지로 공급하는 일은 꿈이 아닌 현실이 될 것이다.

우리나라에서 선보인 연료전지 자동차.

1970년대 2차례 석유파동으로 대체에너지의 중요성을 깨달은 우리나라는 대체에너지 기술력 배양을 위해 KIST를 중심으로 태양열, 풍력 등에 대한 기술개발에 착수했다. 1980년대 ‘대체에너지 기술개발 촉진법’이 제정되면서 정부차원의 종합지원 정책인 ‘대체에너지 기술개발 기본계획’(1988-2001년)이 수립됐다. 이를 바탕으로 기술개발에 2천4백82억원이 투자됐으며, 보급확대 지원자금으로 7백46억원의 보조와 3천58억원의 융자가 제공됐다. 1990년대에는 기후변화협약에 대응하기 위해 에너지·환경종합기술개발계획인 ‘에너지기술개발 10개년계획’(1997-2006년)이 수립돼 추진중이다.

기술개발과 함께 이용보급 정책의 중요성이 커지면서 대체에너지 기술개발 촉진법은 ‘대체에너지 기술개발 및 이용촉진법’으로 개정됐다. 이 법은 대체에너지이용 권고제, 시범사업, 보조·융자 세제지원, 국공유재산 이용 등의 근거를 마련했다. 아울러 대체에너지발전전력 우선구매 등을 위해 전기사업법이 개정됐다.

2001년 3월에는 대체에너지개발과 보급의 활성화를 위한 ‘대체에너지개발·보급 기본계획’을 수립해 2006년까지 총 에너지의 3.0%를 대체에너지로 공급할 계획이다. 이를 위해 기술개발결과가 보급사업에 손쉽게 활용될 수 있도록 실증연구사업, 성능평가사업의 추진방안과 제도개선 사항이 보완됐다. 이를 위한 법률이 2003년 3월에 마련됐다.

출처 : 원장묵·에너지관리공단 대체에너지 개발보급센터 팀장, 과학동아 2003년 6월 jmwon@kemco.or.kr

운영자, 다른기사보기기사등록일시 : 2003.10.01 23:31

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