온실가스 감축 20억톤 기여・ 화력발전 대체 생산비 445조원 절감
3조kWh는 전 세계가 1.7개월간, 우리나라 전체가 6년 이상, 서울시는 무려 65년간 사용할 수 있는 전력량이다. 또 KTX로 서울과 부산을 약 1억1500만번 왕복할 수 있고, 국내 전력사용량 1위인 현대제철 당진공장을 545년 동안 가동할 수 있는 전력량이다.
저렴한 발전원가로 전력 수급안정은 물론 전기요금 인상요인도 줄이면서 낮은 전력요금으로 산업경쟁력 향상에 크게 기여한 것도 눈길을 끈다.
그동안 원전이 생산한 3조㎾h 전력을 화력발전으로 대체하려면 445조원 추가 비용이 발생한다. 지난해 우리나라 총GDP 23%에 달하는 비용이다. 1982년 이후 소비자물가가 271% 상승하는 동안 우리나라 전기요금은 49% 상승에 그친 것에도 원전 역할이 컸다.
원전이 아닌 대체 전력을 생산했을 경우와 비용을 비교해 보면 3조kWh 전량을 화력발전(석탄:LNG:석유 = 6:3:1)으로 대체해 생산할 경우 원전 대비 445조원이 추가로 소요된다. 이는 작년 우리나라 총 GDP의 23% 수준이다.
3조kWh발전을 화석연료로 대체할 경우를 가정한 수입비용은 지난해 우리나라 총 GDP의 11% 수준인 약 219조원에 이른다.
온실가스 감축에도 크게 기여했다. 3조㎾h는 20억톤 온실가스 배출저감 효과와 같다. 이는 2011년 우리나라 온실가스 총배출량 6억톤의 3.3배에 달하는 수치다. 배출권거래제 가격을 적용하면 약 20조원 경제적 가치로 환산할 수 있다.
■원전 전력생산 3조kWh 달성 이력
고리1호기가 1978년 4월 29일 상업운전을 시작하면서 우리나라는 세계 21번째 원전 보유국이 됐다. 당시 고리 3·4호기, 한빛 1·2호기, 한울 1·2호기 건설 등 원전 건설을 추진하면서 외국 계약자와 분할 발주, 국내업체의 하도급 참여로 기술을 축적했다.
이후 1987년부터 기술자립 계획에 따라 한빛 3, 4호기 건설 사업부터 완전한 사업자 주도방식으로 전환해 한빛 3·4·5·6호기, 월성 2·3·4호기, 한울 3·4·5·6호기 등을 건설하면서 원전건설 기술자립을 추진했다.
특히 한빛 3,4호기 건설경험을 바탕으로 한국표준형원전(OPR1000)을 개발했으며. 2000년 11월 원전 누적발전량 1조kWh를 달성했다.
이어 2002년 5월 차세대신형경수로(APR1400) 개발하고, 신고리 1·2호기, 신월성 1·2호기(OPR1000), 신고리 3·4, 신한울 1·2호기(APR1400)에 적용했다.
2008년 5월 원전 누적발전량 2조kWh 돌파한데 이어 2009년 12월 UAE 원전수출을 달성 했다. 2012년 7월에는 신고리 2호기와 신월성 1호기를 준공하면서 23기의 원전을 보유하게 됐다.
2014년 8월엔 국내 고유노형인 APR+ 표준설계인가를 취득했고, 개선형 표준형원전(OPR1000)으로 신월성2호기와 신고리 3·4호기, 차세대신형경수로(APR1400)로 신한울 1·2호기를 건설 중이다.
특히 우리나라는 2012년부터 원전 23기를 운영하면서 설비용량 2만716MW로, 세계 5위의 원전 보유국으로 발돋움했다. 원전 설비용량은 1978년 587MW에서 2014년 2만 716MW로 약 35배 늘면서 국내 전체 발전설비용량인 9만3216MW의 약 22.2%를 차지하고 있다.
지난해 1월 정부가 발표한 ‘제2차 에너지기본계획’에서 원전 비중이 29% 수준으로 결정됨에 따라 원전설비는 2035년까지 총 43GW로 확대될 전망이다.
■ 3조kWh의 경제적환경적 효과
국내 원전정책 방향과 관련해 사고 위험을 우려하는 일각의 비판도 있으나, 원전을 포함한 에너지믹스는 안정적 전력공급과 낮은 전기요금을 유지하여 국가경쟁력을 상승시키고 온실가스를 감축시키는데 기여했다.
원전은 또 현재 국내 전력생산량 중 약 30%를 전담하는 주력 발전원으로서 안정적 전력공급을 통해 국가 경제발전의 버팀목 역할을 수행했다는 평가다.
특히 원전은 기저전원으로 안정적으로 전력을 공급함으로써 전력 수급안정뿐만 아니라 낮은 전력요금으로 산업경쟁력 향상에 크게 기여했다.
실제로 원자력의 전력시장 정산단가는 석탄발전의 66%, LNG 발전의 25%, 풍력의 24%, 태양광의 8% 수준에 머물고 있다.
또한 원전발전량 3조kWh 전량을 일시에(over-night) 화력발전으로 대체해 생산한다고 가정할 경우 화력발전은 전원비중을 고려할 때 대체 전력비용은 약 445조원이 소요되며, 이 결과는 2014년 우리나라 총 GDP의 23% 수준이다.
이 결과는 대체발전비용(대체발전원 정산단가-원전변동비)에서 발전사가 원전건설에 이미 투자해 타전원 대체시 회수불가능한 좌초비용(원전고정비)을 차감하고 화력발전에 따른 탄소비용(톤당 10달러)을 합산한 결과다.
타전원으로 대체시 원전좌초비용, 탄소비용을 고려한 전력비용은 3조kWh × (대체발전원 정산단가 - 원전변동비 – 원전고정비 + 탄소비용)로 산출된다.
또 화석연료 수입대체비용은 원전발전량 3조kWh 전량을 일시에(over-night)에 화력발전으로 대체해 생산한다고 가정할 경우 화석연료 수입비용은 약 219조원이 소요되며, 지난해 우리나라 총 GDP의 11% 수준이다.
여기서 산출에 적용된 화석연료 수입단가(‘13년 기준)는 석탄 111,813(원/톤), 석유 653(원/리터), LNG 845,363 원/톤)이다.
원전은 에너지의 대부분을 해외에서 수입하는 우리나라에서 에너지 수입 의존도를 낮추는 데도 크게 기여했다.
실제로 에너지 수입 및 수입의존도 추이를 보면 1992년 145억달러였던 에너지 수입액은 연평균 15.5%로 증가해 2013년 1,787억달러를 기록했다. 석유 수입액은 2000년대 들어 크게 증가하여 ‘13년 석유 수입액은 1,340억 달러까지 증가했고, 유연탄 수입액도 크게 늘어 2013년 116억 달러까지 급증했다.
LNG 수입은 1992년 6억달러에서 연평균 23.7%로 증가해 2013년에는 306억 달러를 기록했다.
■온실가스 배출 저감 지구온난화 방지 기여
원전은 온실가스 배출 저감으로 지구온난화 방지에도 기여하고 있다. 2006년 IAEA에서 발표한 발전원별 이산화탄소 등가배출량을 비교할 때 원자력발전은 타발전원대비 최저수준이며 석탄발전의 1% 수준에 머물고 있다.
온실가스 배출 저감효과를 보면 3조kWh 전량을 2013년 화력발전 비율(석탄:LNG:석유 = 6:3:1)로 대체해 발전한다고 가정할 경우, 온실가스 배출저감 효과는 약 20억톤이며, 우리나라의 온실가스 총배출량(‘11년 6억톤)의 3배가 넘는 수치다.
또한, 올해 1월부터 시행되고 있는 온실가스 배출권거래제 가격을 적용할 경우, 약 20조원의 경제적 가치가 있는 것으로 분석되고 있다.
이에 따라 현재 정부가 정한 국가 중기 온실가스 감축목표(‘20년까지 BAU 대비 온실가스 30% 감축) 달성을 위해서는 원자력 및 신재생발전의 확대, 전력소비 절감 등의 방법이 필요하다는 분석이다.
국가 온실가스 감축목표(‘09.11)에서 2020년 발전전환부문의 온실가스 총 배출 목표치는 1.87억톤이다.
발전전환부문의 2011년 온실가스 배출량은 2.41억톤으로 이미 2020년의 목표치를 크게 상회하고 있다. 2013년 발전전환부분 온실가스 배출량(추정)은 2.48억톤이다.
신재생은 자원의 한계가 있고 고비용 전원이므로 무한히 확대할 수 없고 에너지 절약 또한 한계가 있어, 온실가스 배출 억제를 위해서는 원전비중 확대 이외의 현실적 대안이 없는 상황이다.
■ 저명 기후학자, 기후변화 대응 원전역할 크다
유명 기후학자 및 과학자들이 공개서한을 통해 원자력보다 화석연료 사용에 따른 피해가 크며, 기후변화 및 지구온난화를 방지하기 위해서는 원자력의 역할이 중요하다고 주장한다.
저명한 기후과학자 4인이 공동 서명한 공개서한 ‘지구온난화 방지의 원자력 공헌(‘13.11)’ 에 따르면 “원자력 이용 확대에 따른 위험은 화석연료보다 10배 이상 낮다”며 “기후변화 문제를 대응하기 위한 현실적인 수단은 더 안전한 원자력 시스템을 개발해 적용하는 것”이라고 지적하고 있다.
이 서한에 대한 지지를 표명하기 위해 미국 내 유명 과학자 4인이 공동 서명한 공개서한 ‘기후변화 대응에 있어 원자력의 역할(‘14.1)’ 에서는 “그간 발생한 원전 중대사고(TMI, 체르노빌, 후쿠시마)의 영향은 타 에너지원 사용에 따른 사망률과 비교했을 때 매우 작은 수준이다”며 “원자력은 다른 청정에너지원과 함께 세계 에너지수요에 부응할 수 있는 지속가능한 형태의 대용량, 안전한 에너지원”이라고 했다.
그린피스 설립멤버로서 대표까지 역임했던 패트릭 무어(1923~2012)는 Nuclear Energy Overview(‘05.7)를 통해 풍력, 지열, 수력이 부분적인 해결책이 될 수 있지만 원자력은 화석연료를 대체하고 에너지 수요를 충족시킬 수 있는 유일한 온실가스 비배출 에너지원이라고 강조하고, 원자력이 지구의 미래를 위해 중요한 열쇠라고 역설한 환경론자인 제인스 러브룩과 같은 입장을 밝혔다.
세계 원자력학회는 청정개발체제(CDM)에 원전을 등록시켜 원전을 온실가스 감축수단으로 인정받도록 추진 중이다.
■ 안전성 전제, 원자력발전으로의 전환
국제에너지기구(IEA)에 따르면 2012년 세계 1차 에너지 공급량 중 석탄과 가스가 차지하는 비중은 29%와 21%를 차지하고 있으며, 석탄과 가스발전으로 발생한 이산화탄소 배출량은 각각 44%와 20%에 달하고 있다.
전 세계적으로 부문별 온실가스 배출량은 에너지(전기열) 42%, 수송 22%, 산업 21%, 기타 15%로서 배출비율이 높은 분야에서의 적극적인 감축 노력이 필요하다는 지적이다.
산업 분야의 경우 온실가스 배출권 거래제 등 각종 규제를 통한 자발적 공정 개선을 통해 온실가스 배출 저감 유도하고 있다. 하지만 민간분야의 한계로 인해 자발적 감축 참여 노력은 미진하다.
수송 분야의 경우 전기자동차 기술 개발 및 상용화를 통한 온실가스 배출 저감이 가능한 것으로 평가되고 있다. 하지만 전기자동차가 실질적 온실가스 배출 저감효과를 거두기 위해서는 탄소 배출이 없는 전원 믹스가 선행돼야 한다는 지적이다.
에너지 분야에서는 에너지 소비 절약, 석탄화력 신기술 개발, 재생에너지 보급 확대, 원자력발전 확대 등을 통해 탄소배출 저감 노력을 해야 할 것으로 제시되고 있다.
하지만 석탄화력은 이산화탄소 포집저장(CCS) 등 신기술 개발 적용에도 불구하고 획기적인 온실가스 배출 저감에는 한계가 있다는 분석이다.
또한 석탄화력을 LNG발전으로 대체하는 것은 온실가스 배출 저감에는 일정부분 기여할 수 있으나 LNG발전도 온실가스를 배출하는 만큼 근본적인 해결책은 아니며, 경제성 문제도 크다는 지적이다.
아울러 재생에너지 보급 확대는 국가별로 재생에너지 자원의 한계, 낮은 경제성, 공급 불안정 등으로 인해 획기적 보급 확대에는 무리가 있다.
수력발전도 대규모 댐 건설로 인한 환경파괴 등을 이유가 반대가 심하고, 지열발전의 경우 엄격한 환경영향평가, 풍력발전도 소음, 미관상의 문제 등으로 인해 추진이 점점 어려워지고 있는 실정이다.
따라서 기후변화에 의한 피해방지를 위해서는 저탄소 전원믹스로의 전환이 필요하며, 이를 위해서는 안전성을 전제로 온실가스 감축효과가 큰 원자력발전으로의 전환이 필요하다는 의견이다.
전원믹스 딜레마에 따른 원자력발전 확대 사례를 보면 일본은 후쿠시마 사고 이후 원전제로 정책을 펼치기도 했으나, 온실가스 배출량 증가, 화석연료 수입비용 급증, 막대한 무역수지 적자로 인해 2014년 4월 원전을 주요 기저부하 전원으로 규정하는 에너지기본계획 발표했다.
중국의 경우 급격한 경제성장에 따른 전력수요의 급증, 대기오염문제, 온실가스 배출 저감 등의 이유로 현재 2%에 불과한 원전비중을 2020년에는 지금 수준의 3배까지 확대를 추진하고 있다.
국제에너지기구(IEA)도 지난 2012년 11월 발표한 ‘한국 에너지정책 국가보고서’를 통해 한국은 적정 원전운영 필요하다고 적시하고 있다.
IEA가 발표한 ‘한국 에너지정책 국가보고서’에 따르면 "원자력은 한국의 전력 총 생산량의 30%를 담당하고 있다"며 "현재 원전 5기를 건설 중에 있고, 6기를 추가로 건설할 계획"이라고 밝히고 있다.
IEA는 "이를 통해 원자력발전이 차지하는 비중을 높이겠다는 정부의 공언과 같이, 원자력은 한국 에너지 정책의 주요 요소"라면서 "이는 중국과 인도의 입장과는 동일하고, 일부 IEA 회원국의 입장과는 상이하나 에너지 수요에 비해 부족한 국내 부존자원이라는 한국의 상황을 고려하면 타당한 정책방향이다"라고 제시하고 있다.
