전력확보 방안 – 한국과 개도국 상황
구 자 문 한동대 교수
요즈음 러시아-우크라이나 전쟁에 대한 주변국들의 태도 내지 입장을 보면, 무엇이 옳고 누구와 동맹이고를 떠나서 에너지원 내지 전력확보 문제로 인해 좀 입장이 미묘함을 볼 수 있다. 유럽 각국들이 우크라이나를 지원하면서도 러시아로 부터의 천연가스 수입 때문에 러시아 제재에 좀 머뭇거림을 보이고 있는 것이다. 러시아는 국토도 넓지만 천연가스 매장량과 생산량이 높고 이를 유럽 각국들이 수입해 쓰고 있었던 것이다. 이 천연가스는 그대로 난방 내지 주방연료로 쓰이기도 하지만, 수소생산과 전력생산의 원료이기 때문에 유럽 각국들로서는, 더구나 근래 원자력발전을 포기한 독일로서는 러시아로부터 천연가스 수입이 중요한 것이다. 잘못하면 이번 겨울 유럽 각국이 추위에 떨게 될 것이고 공장가동 문제로 경제가 크게 위축 될지도 모른다는 것이다. 우리 한국도 에너지와 전력문제로 항상 살얼음판을 걷고 있다고 보면 된다. 우리나라는 2020년 전력생산량 중 화력발전이 52%(석탄 35.6%, 가스 26.4%), 원자력이 29%, 신재생에너지 6.6% 등을 차지하는데, 원자력이 한동안 축소 분위기에서 다시 살아나는 모습을 보이고 있지만, 모든 전력을 대체할 100년 대계 장기전략은 되지 못한다고 주장하는 이들이 많다. 하지만 기술이 발전되고 안전성이 높아지므로 적어도 100년간은 이에 의지하지 않을 수 없다고 본다. 원자력 관련 기술 및 건설능력이 세계 최고 수준의 우리나라는 세계를 대상으로 큰 규모의 원전에서부터 작은 규모의 스마트 원전 내지 모듈 원전에 이르기까지 많은 수의 원전을 건설·수출 할 수 있을 것이다.
화력발전은 주로 수입석탄이나 천연가스를 이용하는데, 특히 석탄의 경우 CO²와 미세먼지 발생으로 인해 국제적으로도 20~30년 안에 폐기하자는 추세이다. 물론 소각로 기술이 발전되면 이러한 문제가 크게 감소할 수 있을 것이기에 꼭 폐기해야한다고 하기는 시기상조 같기도 하다. 물론 우리는 장기적으로 ‘핵융합’ 등 새로운 기술의 에너지원을 찾아야 한다. 하지만 지금 확실히 실행할 만한 것은 태양광, 풍력, 그린수소 등을 통해 신재생에너지 분담율을 높이는 것이다. 지금 단계에서는 태양광과 풍력이 신재생에너지의 대표격이라고 할 수 있는데, 국토면적이 적은 우리나라에서 설치가 쉽지 않다. 태양광 허가가 지붕 위 아니면 나지 않는 게 오늘의 현실이다. 풍력도 산 정상을 파괴하며 설치된 경우가 많기도 했지만, 주민들 반발이 심하여 지금은 해변이나 해상에 설치를 장려하고 있다. 사실 풍력발전기는 기술이 진보하여 1기에도 5~10MW의 전력을 얻을 정도인데, 해변이나 50미터 이하 수심의 경우 대량설치가 가능하다고 본다. 문제는 주변 주민들이 여러 이유로 반대하는 경우가 많고 해수부나 수협도 해로 및 수산자원 보호 등 좀 보수적인 이유로 동의하지 않는 경우가 흔하다는 것이다. 먼 바다에 띄우는 부유식도 지금 적극적으로 연구 중이지만 아직 계획단계라고 할 수 있는데, 아직은 안정성의 문제가 있으므로 케이슨공법을 이용하여 내부에 흙을 채우는 전통방식 내지 부유식 대규모 인공섬을 함께 추진하면 좋을 것 같다. 물론 이러한 인공섬들은 지구온난화로 인한 해수면 상승과 쓰나미 등을 막는데 도움이 될 것이다.
수소는 아직 환경오염물질을 내뿜는 개질수소나 부생수소 생산이 주를 이루고 있으나 환경오염 적은 그린수소 생산방식이 좀 더 경제성을 가질 만큼 기술발전이 이루어져야 할 것이다. 수소는 생산·저장·이동이 용이해서 장차 한국을 비롯하여 많은 국가에서 이를 활용하려 노력을 기울일 것이다. 우리나라에서도 수소자동차가 개발되어 있어서 그 가격이 적정선으로 떨어지고 수소연료 공급처가 많아진다면 수소자동차의 인기가 크게 높아질 것이다. 현재 전기자동차나 오토바이의 경우 큰 발전을 이루고는 있지만, 전기를 생산해야하고 배터리에 축적시켜야 하기에 전력생산방식이 환경친화적이지 못하다면 아직 문제가 클 수밖에 없다. 신재생에너지인 태양광과 풍력을 통한 전력생산 내지 그린수소를 통한 전력을 획득한다면 배터리 성능 향상과 함께 전기자동차와 오토바이의 이용이 늘어나고 바람직한 상황이 될 것이다.
필자는 근래 몽골, 네팔, 인도네시아 숨바섬 등에 자주 가게 되는데, 이러한 개발도상국의 경우 각자 좀 다르기는 하지만 전력생산이 부족하고, 수력보다는 화력에 의해 전력을 얻는 경우가 많고 대기오염도 극심한 경우가 많다. 전력이 있어야 공장이 가동되고 주민들의 삶의 질 향상을 도모할 수 있을 것인데, 이들 나라에서는 쉽지 않은 과제이다. 몽골의 경우 겨울이 길고 기후가 혹독하므로 난방이 크게 요구되는데, 주로 석탄화력발전에 의지함으로 대기오염이 극심하다. 국토가 넓으므로 대규모 태양광 시설이 가능할 것이며 추천하는 바이다. 풍력도 가능하나 내륙국가이므로 대형 풍력시설들을 이송하기가 쉽지 않을 것으로 본다. 네팔의 경우도 내륙국가이고 전력이 매우 부족한 형편인데, 산업화를 위해서도 화력증설보다는 히말라야의 수자원을 활용한 크고 작은 수력발전소를 개발함이 필요하다고 본다. 숨바섬의 경우는 태양광과 풍력 모두가 가능할 것으로 보는데, 항만시설과 일조량이 양호하고 바람도 좋은 편이라서 우리 관련 기업들의 진출이 바람직하다고 본다. 재정이 문제이기는 하나 각 정부의 다양한 재정확보 노력, 국제기구의 지원, 민간기업과의 협력 등을 통한 해결이 필요하다고 본다.
요즈음 물리학자인 동료 교수이자 죽이 잘 맞는 대학동창과 자주 만나 수소생산에 대한 이야기를 나누는데, 그린수소 생산이 제대로 된다면, 산악이 많은 네팔이든 드넓은 몽골이든 수소를 드론을 이용하여 쉽게 수송하고 배달하여 크고 작은 마을과 산업단지에 에너지 및 전력공급원으로 할 수 있을 것이라는 것이다. 또한 태양광 및 풍력발전소 개발을 전문으로 하는 지인이 있어 이 회사의 포항 한 해변지역의 사업준비 상황을 상세히 살펴보고 있는데, 수심 50미터 이내에 해로 상의 문제가 없는 지역이므로 풍력발전기의 설치가 매우 유리할 것으로 생각된다. 더구나 포항이 환경친화적인 첨단테크노폴리스로서의 발전을 추구하고 있으므로 이러한 대단위 풍력발전사업이 상징적인 이미지를 높여 줄 것이며, 포항 자체가 풍력기기 관련 산업을 일으킬 적지라고 본다. 더구나 지역의 포스텍은 물론이고 필자가 재직 중인 한동대의 경우에도 풍력발전 관련 대학원이 설치되고 과목들이 열리고 있고, 한동대의 주요 정부사업인 유네스코 유니트윈사업이 개발도상국의 발전을 돕고자 많은 교수와 학생들이 참여하여 지난 15년간 다양한 사업들을 진행하고 있는데, 이들 나라 각자에 맞는 태양광, 풍력, 수소 등을 이용한 전력사업들이 이 프로그램을 통해 시범적인 파일로트 사업으로서라도 진행되기를 기원하는 바이며, 이와 관련이 큰 필자의 경우 더욱 노력을 기울이고 싶다.
대경일보 2022년 9월 25일
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