▲ 2050 대한민국 비전 / 출처 : 정부

2050 대한민국 비전은 ‘기후변화 대응을 위한 국제사회 노력에 적극 동조’, ‘지속 가능한 선순환 탄소중립 사회 기반 마련’, ‘국민 모두의 공동노력 추진’을 기본원칙으로 우리나라 LEDS(Long-term low greenhouse gas Emission Development Strategies) 비전을 설정했다.

2050 탄소중립 기본방향으로 △깨끗하게 생산된 전기 및 수소의 활용 확대, △에너지 효율의 혁신적인 향상, △탄소 제거 등 미래기술의 상용화, △순환경제 확대로 산업의 지속가능성 제고, △탄소 흡수 수단 강화라는 5대 기본방향을 마련했으며, 국가 전반의 녹색 전환을 위한 정책, 사회, 기술 혁신 방향을 제시했다.

△깨끗하게 생산된 전기 및 수소의 활용 확대를 위해 첫 번째 과제는 탄소중립을 향한 에너지 전환 가속화가 핵심이다. 태양광, 풍력, 수력 등 탄소 배출이 없는 에너지원이 에너지 공급 시스템의 중심이 되어야 하며, 화석연료 기반의 석탄, LNG 발전의 대부분은 장기적으로 CCUS 기술 적용 등을 통해 온실가스 배출을 감축하기 위한 지속적인 노력이 필요하다.

이러한 에너지 공급 시스템의 근본적인 변화를 위해서는 기술 혁신을 통한 재생에너지의 가격 경쟁력 확보, 탄소가격을 활용한 정책 추진, 국가 전력 시스템의 고도화 등이 필요하다. 특히, 외부에서 전력을 공급받기 어려운 우리나라의 지리적 여건을 고려할 때, 재생에너지 발전 비중 증가에 따라 발생하는 발전량 예측 불확실성 증가 및 출력 변동성 문제는 반드시 해결해야 할 중요한 과제이다.

우리나라의 2050년 비전을 달성하기 위해서는 현재 화석연료 기반의 운송 수단이 전기, 수소 등 친환경 에너지원을 기반으로 한 운송 수단으로 대체될 필요가 있다. 특히, 도로 운송에서 이러한 추세는 더욱 강화되어 2050년 이전에 전기차, 수소차 등 친환경차 대중화 시대가 도래할 것으로 예상되며, 전기 항공기, 전기 및 수소 선박, 철도 전기화 등 다른 운송 부문도 이러한 변화가 빠르게 일어날 것으로 보인다.

에너지 효율의 혁신적인 향상은 에너지 비용 절감을 통해 산업의 경젱력을 제고하고, 고효율제품 생산 등 경관 산업육성에도 크게 기여하는, 경제성이 높은 에너지 소비 감축 전략이다. 또한 부존자원이 거의 없는 우리나라 여건을 고려할 때 에너지 안보 강화 차원에서도 필수적인 전략이다.

에너지 효율 개선을 위한 방안으로는 자동차 연비 기준 향상, 건물 단열 기능 확대, 에너지 고효율 기기 사용, 스마트 에너지관리 시스템 보급 등 많은 부문에서 이미 도입됐거나 즉시 도입 가능한 수단들이 존재하며, 정부부터 산업계, 일반 국민까지 모든 부문의 이해관계자를 대상으로 한다. 따라서 정부가 에너지 효율 개선에 대한 명확한 정책 비전을 제시하고 규제와 인센티브가 잘 조화된 정책을 편친다면 모든 부문의 적극적인 참여와 노력의 결과로서 에너지 효율의 혁신적인 개선 효과를 얻을 수 있을 것이다.

탄소 제거 등 미래기술의 상용화로 철강, 시멘트, 석유화학 등 에너지 다소비 업종 중심으로 구성된 우리나라 제조업 여건을 고려할 때 저탄소 사회 전환을 넘어 탄소중립 사회로 나아가기 위해 수소 기술 및 CCUS(탄소포집기술) 등 미래 기술의 개발과 실제 산업 현장에서의 상용화가 반드시 필요하다. 주요 산업분야인 철강 생산 공정에서 환원제로 사용되는 코크스 제조(석탄의 건류), 시멘트 생산원료인 석회석 소성, 석유화학제품 생산에 사용되는 납사의 열분해 과정은 다량의 이산화탄소를 필연적으로 배출하는 산업공정이기 때문이다.

순환경제 확대로 산업의 지속가능성 제고는 원료의 채취-소비-폐기로 이르는 선형 경제구조를 원료의 재사용, 제품의 지속가능성을 높이는 순환형 경제구조로 전환하는 것이 온실가스 감축과 생태계 보전을 동시에 이행할 수 있는 전략이다. 즉, 순환경제의 핵심은 제품의 전주기(생산, 소비, 재활용, 순환, 폐기)에 걸쳐 자원의 순환성을 강화하고 제품의 지속가능성을 높이는 것이다. 이를 통해 제품 생산을 위한 자원과 에너지 투입을 최소화할 수 있다. 이는 온실가스 감축을 위한 미래 신기술 의존도도 크게 낮춰 목표 달성의 불확실성을 줄이는 결과를 가져온다.

탄소 흡수 수단 강화는 토지, 산림, 해양 생태계는 환경을 구성하는 기본 요소이자 우리 생존의 필수적인 다양한 재화와 먹거리 및 생태계서비스를 제공하는 공급원이다. 아울러, 이들은 이산화탄소를 흡수 및 저장하는 유력한 환경수단으로 탄소중립 사회 달성에 중요한 역할을 한다. 이산화탄소 저장 능력이 큰 산림의 유지 및 신규조성 확대, 지속 가능한 산림경영의 이행, 목재 제품의 이용 촉진 등은 온실가스 감축에 크게 기여할 수 있다.

에너지 공급 부문 전략을 살펴보면, 재생에너지의 기술적 제약을 극복하고자 4차 산업기술에 따른 정보통신기술(ICT) 기반의 고도화된 네트워크, 혁신적으로 발전 중인 에너지저장시스템(ESS), 차세대 에너지원인 수소 등은 이러한 재생에너지의 단점을 극복하고 에너지 전환이 성공하는데 큰 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 재생에너지의 변동성과 간헐성 문제를 해결하기 위한 가장 핵심과제인 재생에너지 발전량의 예측 가능성을 높이고 안정적이고 유연한 백업설비 체계를 구축하는 것이다.

이를 위해 우리나라의 기상 상황, 재생에너지 종류, 설치 지역, 설비 규모 등을 종합 고려한 재생에너지 발전량을 사전에 정확히 예측할 수 있어야 하고 재생에너지의 간헐성과 피크 부하를 안정적으로 관리하기 위한 다양한 에너지원으로의 전환 또는 에너지 저장시스템의 활용도 중요하다.

재생에너지 중심의 전력 체계로의 전환은 이러한 중앙 집중형 전력망의 단점을 해소할 수 있는 좋은 기회이다. 재생에너지의 발전 사업의 범위는 무궁무진하며, 누구나 소규모로 참여할 수 있다. 즉, 기존의 중앙 집중형, 일방향성 방식의 전력망 구조에서 탈피하여, 분산형, 참여형, 다방향성의 특성을 가진 전력망으로 전환하는 것이 주요 전략이다.

예를 들어, 태양광 패널을 건물, 토지, 운송수단 등 설치 장소를 가리지 않고 누구나 설치할 수 있다. 풍력발전의 경우도 이미 마을, 협동조합 등 지역 주민이 직접 보급에 참여해 이익을 공유하는 다양한 사업 모델이 개발됐다. 이러한 변화는 에너지 소비자와 생산자의 구분이 더 이상 의미가 유효하지 않음을 보여주며, 에너지 생산과 소비를 동시에 수행하는 프로슈머 시대가 도래할 것임을 의미한다. 정부도 이러한 흐름에 맞춰 다양한 분산형 재생에너지 시스템의 개발을 추진할 것이다.

▲ 스마트그리드 개념도 / 출처: 대한민국정부

한편, 스마트 그리드 서비스의 확산도 수요의 유연성을 확보하기 위한 주요한 과제다. 꼭 필요한 만큼 전기를 생산하거나 생산량에 맞춰 전기를 사용할 수 있다면 전력 공급의 효율성을 극대화할 수 있다. 이는 소비자 중심으로 전력소비 시장체계를 전환하는 것으로서 소비자는 시장 흐름을 고려하여 전력 소비를 조절함으로써 경제적 이익을 취하고, 공급자는 피크 부하 감소와 안정적인 공급을 통해 공급 비용을 절감함으로써 소비자, 공급자 모두 상생할 수 있는 혁신적인 정책이다. 이러한 모델을 구현하는 것이 스마트그리드로써 현재 우리나라도 제주도의 시범사업에 이어 서울, 광주에서 스마트 그리드 체험단지를 실증 중이다.

▲ CCU미래 기술 / 출처: 대한민국정부

산업에서는 2050 비전에 있어 미래 신기술적용을 위해 정부와 기업이 협력하여 수소 활용 이산화탄소 저감 제철기술(탄소 연료 및 원료 기반 수소환원 제철)에 대한 기초 기술개발을 추진 중이다. 2025년 이후 실증화 등을 거쳐 기술이 개발될 수 있을 것으로 예측하고 있다. 다만, 수소환원제철의 성공적인 도입을 위해서는 기술 개발의 성공과 함께, 필요한 다량의 수소와 에너지를 깨긋하게 생산하고 안정적으로 공급할 수 있는 기반 구축도 병행해야 한다.

탄소 포집, 저장, 활용 기술(CCUS)도 온실가스 다량 배출 업종을 중심으로 중요한 역할이 가능하며, 대표적인 예로 철강, 시멘트, 석유화학 업종과 같이 공정 과정에서 직접 배출되는 이산화탄소량이 대규모인 업종의 경우, 다른 업종에 비하여 비용 효율적인 방식으로 CCUS 도입을 추진할 필요가 있다.

더불어, 석유화학 업종은 원료 전환 방법으로서 CCU 기술(석유화학 납사 열분해 공정 대신 포집한 이산화탄소를 탄소원으로 활용해 기초화학제춤 및 연료 등을 생산)을 적용할 경우 미래에 탄소중립을 지향하는 산업 전환을 이끌 중요한 기술 대안이 될 수 있다. 다만, 아직 기술 개발이 초기 수준의 단계인 점, 고비용에 따른 경제성 확보 이슈, 기술 상용화에 대한 불확실성 등은 극복해야 할 과제이다.

에너지 효율 개선에 있어 첨단 정보통신기술(AI, loT) 등 4차 산업혁명 기술을 활용한 공장, 산업단지의 스마트화도 미래에 중요한 온실가스 감축수단이며 산업의 스마트화란 제춤의 기획부터 판매까지 모든 생산 과정을 정보통신기술을 활용하여 통합하는 것으로서 자원을 효율적으로 분배하고 에너지 효율을 극대화하여 제품 생산성을 높이는 것을 말한다.

또한 정부는 자원의 순환성을 높이기 위해 폐자원 수거 및 선별 인프라를 개선하는 한편, 산업별 재생 자원 이용목표율을 설정, 강화하여 기업의 재생원료 사용 참여도 촉진할 예정이다. 이 밖에 저탄소 연로 사용 확대 및 산업공정 불소계 온실가스 배출 감축 등을 통해 지속가능한 산업 환경을 확립하고 기술 혁신을 위한 과감한 투자 확대, 에너지 효율 향상을 위한 지원을 강화할 방침이다.