[에너지데일리 변국영 기자]

온실가스 감축과 미세먼지 저감이 에너지정책과 산업의 화두로 등장하고 있다. 에너지정책에 있어 환경과 국민안전을 고려해야 한다는 목소리가 커지고 있고 특히 새로 출범한 문재인 정부 역시 이를 중시한 에너지정책으로 전환하겠다는 점을 분명히 하고 있다. 이에 따라 환경성과 국민 안전을 고려하면서도 현실적으로 가능한 전력 믹스를 새롭게 만들어야 할 필요성이 대두되고 있다. 이런 가운데 최근 현대경제연구원은 ‘온실가스 감축 및 미세먼지 저감을 위한 전력정책 제안’이라는 제목의 보고서를 내놨다. 보고서 내용을 상세하게 분석해 보기로 한다. <변국영 기자>

 

▲석탄화력발전

발전부문 온실가스 감축 위해 축소 불가피
기저발전 담당했으나 다른 발전원 비해 미세먼지 배출 ‘압도적’

석탄화력발전은 발전량 기준으로 국내 모든 발전원 중 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 2016년 말 기준으로 설비용량은 전체 발전원의 30.3%, 발전량은 39.5%에 이른다.

석탄화력은 낮은 발전단가로 인해 그동안 기저발전원의 역할을 담당해 왔으나 발전 과정에서 배출되는 온실가스의 양이 발전원 중 가장 높다는 문제에 직면했다. 석탄화력발전을 통해 배출되는 온실가스는 0.8230kg-CO2e/kWh로 주요 발전원 중 가장 높은 수준이다. 발전부문 온실가스 배출계수는 석탄화력, 석유화력, 천연가스 순인데 원자력과 신재생은 발전을 통해 배출되는 온실가스가 전혀 없다.

현행 경제급전 시스템 아래서는 발전단가가 낮은 원자력과 석탄화력의 발전량이 높을 수밖에 없는 구조다.

석탄화력은 온실가스 외에도 발전부문 미세먼지 배출의 주요 원인으로 지목되고 있다. 석탄화력은 다른 발전원에 비해 압도적으로 많은 미세먼지를 배출하고 있다. 유연탄을 사용하는 국내 석탄화력발전소가 배출하는 열량당 부유먼지량은 천연가스발전의 1350배, 미세먼지량는 1838배 수준으로 조사되고 있다.

정부는 노후 석탄화력발전소 폐기와 더불어 미세먼지 저감설비 설치를 검토하고 있다. 노후 발전기 10기를 폐기하고 20년 이상 발전기 8기의 성능개선 및 환경설비 전면 교체와 함께 20년 미만 발전기 35기에 대해 미세먼지 저감시설을 확충할 계획이다.

발전부문 온실가스 감축과 미세먼지 저감을 위해서는 석탄화력발전의 단계적 축소가 필수적이다. 2030년까지 전체 발전원에서 석탄화력이 차지하는 발전량 비중을 현재 40%에서 25% 수준으로 축소해야 한다.

2017년부터 미세먼지가 다량 발생하는 6개월 동안 석탄화력발전기를 70% 감발출력해 연간 20% 이상 발전량을 감축하는 것으로 가정했다. 파리협약이 적용되는 2021년 이후는 온실가스 감축목표가 제약조건으로 추가되고 원자력과 신재생 발전량을 먼저 산출하고 온실가스 감축목표를 제약조건으로 해 석탄화력을 천연가스발전으로 전환하는 것으로 추산했다.

 

▲원자력발전

사회적 비용 포함하면 실질 발전단가 높다
직접비용 과소산정·간접비용 고려 안돼… 국민 안전 차원서 축소 여론

우리나라는 원자력발전의 비중이 매우 높은 국가 중 하나다. 2016년 말 기준으로 설비용량은 전체 발전원의 21.8%, 발전량은 석탄화력 다음으로 많은 30.0%를 차지하고 있다.

원전 역시 발전단가가 저렴해 기저발전원의 역할을 담당해 왔으나 직접비용 일부가 과소산정됐고 간접비용까지 고려하는 경우 실질적 단가는 매우 높다는 주장이 지속적으로 제기되고 있다.

직접비용 중에는 발전단가 산정에 반영된 폐로·해체비용이 과소 산정됐다는 의문이 일고 있다. 한국수력원자력이 발표한 폐로·해체비용은 원전 1기당 6473억원에 불과하다. 원전 해체 경험이 있는 다른 국가들에 비해 매우 낮게 산정된 편이다. 독일 그라이프스발트 원전의 경우 20년째 해체 작업이 진행되면서 현재까지 5조원 이상 투입됐다. 예상치 못한 변수가 발생하는 경우 천문학적으로 비용이 늘 수 있다.

발전단가 산정에 고려되지 않은 사고위험 비용과 정책비용 등 사회적 비용까지 포함할 경우 실질적 발전단가는 더 올라가게 된다. 환경정책평가연구원에 따르면 정부보조금과 사고위험비용 등 사회적 비용을 반영하는 경우 원전의 실질단가는 현재 알려진 수준의 2∼6배 수준이다.

후쿠시마 원전 사고와 경주 지진 이후 원전이 국민안전에 미치는 영향에 대한 우려가 확산되고 있다. 온실가스 및 미세먼지 배출량이 거의 없음에도 불구하고 미래 에너지 대안으로는 부적절하다는 여론이 형성되고 있다.

지난 2011년 3월 발생한 후쿠시마 원전 사고로 원전에 대한 국민적 신뢰가 추락한 것은 사실이다. 지진 발생 2년이 경과한 2013년 2월 일본 부흥청이 공식 발표한 전체 사망자 중 원전 사고로 인한 사망자는 789명에 달한다.

지난해 9월 경주 지진 이후 한국도 원전 사고 발생 가능성이 제기되고 있다. 영남 해안지역에 양산단층, 울산단층, 일광단층 등 17개 활성단층과 수 십 개의 단층노두 존재가 확인됐다. 현재 운영 중인 원전 25기 중 19기가 영남 해안지역에 위치하고 있고 신규원전 건설도 대부분 기존지역 인근으로 계획돼 있다.

수명만료 원전의 연장을 제한하고 현재 건설 계획 중인 원전 백지화를 통해 2030년까지 전체 발전원에서 원자력이 차지하는 발전량 비중을 현재 30%에서 22% 수준으로 줄여야 한다.

이는 연도별로 수명만료 원전은 연장 없이 폐기하는 것으로 가정하고 건설 중인 신고리 4·5·6호기, 신한울 1·2호기는 완공되는 것으로 가정하되 공기 지연 반영과 계획 단계인 신한울 3·4호기를 포함한 신규원전 6기는 백지화한다는 것을 전제로 했다.

 

▲천연가스발전

신재생 본궤도 오르기 전 ‘브릿지 발전원’ 역할
석탄화력·원자력 비해 친환경 발전원… 향후 단가 하락 가능성 커

국내 천연가스발전 설비용량은 2016년 말 기준으로 전체 발전원의 30.8%에 달하는데 반해 발전량은 22.3%에 불과해 가동률이 매우 낮다.

천연가스발전은 석탄화력이나 원자력에 비해 친환경적 발전원임에도 불구하고 상대적으로 높은 단가 때문에 경제급전 우선순위에서 밀려 이용률이 낮다.

온실가스 및 미세먼지 배출량은 석탄화력에 비해 매우 낮으나 발전단가는 석탄화력 및 원자력에 비해 높은 편이다. 천연가스의 발전량당 온실가스 배출계수는 석탄화력의 44%, 미세먼지 배출량은 1/1350 수준으로 상대적으로 친환경적인 발전원이다.

반면에 발전단가는 석탄화력의 1.25배, 원자력의 1.36배 높다. 석탄화력과 원자력이 기저발전원으로서 일정한 이용률을 유지하는데 반해 천연가스발전 이용률은 급속하게 하락하고 있다. 천연가스발전 이용률은 평년 60% 내외를 유지했으나 최근 2년간 급격하게 감소해 2015년 29.5%까지 내려갔다.

전력소비 증가세 둔화로 발전설비 과잉현상이 발생하고 있고 경제급전 원칙에 따라 발전단가가 높은 천연가스발전의 이용률이 감소할 수 밖에 없는 구조다.

현재는 천연가스 발전단가가 높지만 생산량 증가와 직도입 확대 등으로 향후 단가 하락의 가능성이 전망되고 있다. 천연가스 생산량이 지속적으로 증가하면서 가격은 장기적 하락 추세에 있고 천연가스는 원유 생산 과정에서 파생적으로 생산되고 있는데다 미국 셰일오일 개발이 확대되면서 천연가스 생산량도 동반해 증가하고 있다. 천연가스 가격은 미국 루이지애나 헨리 허브 가격 기준으로 백만 BTU당 2005년 8.69 달러에서 2015년 2.62 달러까지 떨어졌다.

과거에는 발전사들이 한국가스공사 도매를 통해 높은 가격으로 천연가스를 구매했으나 최근에는 직도입을 통해 저렴하게 구매하기 시작하고 있다. 지난 1월 국내 최초로 SK E&S가 미국 루이지애나 셰일가스를 직도입했고 다른 발전사들도 유사한 형태의 직도입을 검토하고 있다.

천연가스발전은 신재생에너지가 본궤도에 오르기 전까지 브릿지 발전원으로서의 기능을 해야 한다. 2030년까지 전체 발전원에서 차지하는 발전량 비중을 현재 22%에서 34% 수준으로 확대해야 한다.

석탄화력 및 원자력 발전량 축소에 따른 전력공급 부족분 중에 신재생발전으로 공급 가능한 양을 제외한 나머지를 천연가스발전으로 충당한다는 전제다.

석탄화력발전의 환경오염 유발과 원전의 숨겨진 비용 및 위험성, 신재생발전의 더딘 발전속도를 고려할 때 천연가스발전 확대가 현실적인 대안이다.

 

▲신재생발전

말만 있고 정책 추진 실질적 동력 확보 부족
육성·발전 밝혔으나 관련예산 오히려 줄어… 발전량 비중 ‘OECD 최하위’

신재생에너지는 안전하고 친환경적이며 지속가능한 에너지원이지만 국내 발전에서 차지하는 비중은 아직 미미한 수준이다. 2016년말 기준 설비용량은 전체 발전원의 7.1%, 발전량은 4.3%에 불과하다.

국내 여건상 주된 발전원으로 기능하기에는 어려움이 많다. 지형적 한계, 환경문제 발생, 더딘 기술개발 속도 등이 대표적이다. 대표적인 신재생발전인 태양광과 풍력발전은 대규모 부지가 필요한데 국내 지형적 여건을 감안할 때 주된 에너지원으로 활용하기에는 현실적 한계가 있다.

태양광, 풍력발전의 경우 건설 및 운영 과정에서 산림 파괴, 생태계 파괴, 소음 등 환경문제가 발생하고 이로 인한 민원·인허가 문제로 확대에 난항을 겪고 있다.

특히 신재생은 인위적인 출력 조정이 어려워 안정적 공급을 위해서는 에너지저장시스템이나 스마트그리드 등이 필수적이나 기술적으로 아직 미흡한 상태다.

이런 이유로 신재생 발전량은 주요 선진국에 비해 매우 뒤쳐져 있다. 한국의 재생에너지 발전량 비중은 2013년 기준으로 OECD 평균인 21.3%에 크게 미치지 못하는 1.6%에 불과했다. 캐나다(62.8%), 스페인(38.9%), 이탈리아(38.9%), 독일(24.3%)은 물론 일본(13.0%), 미국(12.6%)보다도 크게 낮은 OECD 최하위다.

정부는 다양한 정책을 통해 신재생 분야를 육성·발전시키겠다고 밝혀왔으나 관련 예산은 오히려 감소했다.

정부는 제2차 에너지기본계획과 제4차 신재생에너지 기본계획 등을 통해 신재생에너지를 적극적으로 보급시키겠다는 청사진을 제시했다. 지난 2014년 제2차 에너지기본계획 에서 2035년까지 1차 에너지 기준으로 신재생에너지의 보급률을 11%까지 확대하고 세계 5대 신재생에너지 산업강국으로 도약하겠다는 비전을 제시했다.

같은 해 제4차 신재생에너지 기본계획 에서는 과감한 규제 완화와 집중 지원을 약속하며 2020년까지 총 30조원을 투자해 13GW 규모의 신재생발전소를 확충할 것이라고 발표했다.

그러나 관련 예산은 2012년 9713억원에서 2016년 7208억원으로 오히려 줄어드는 등 정책 추진에 있어 실질적 동력 확보가 부족한 것이 여실히 드러났다.

신재생발전은 장기적 관점에서 그 비중을 지속적으로 늘려야 한다. 2030년까지 전체 발전원에서 차지하는 발전량 비중을 현재 4%에서 17% 수준까지 대폭 확대할 것을 제안한다.

2030년까지 제7차 전력수급 기본계획 대비 설비용량과 발전량이 50% 늘어나는 것을 가정한 것이다. 지속적인 보급지원 및 기술개발을 통해 비중 확대 노력이 계속된다는 전제가 깔려 있다.

 

(전원믹스가 실제 구현되려면)

환경급전·전기요금 인상 공감대·에너지세제 개편 이뤄져야
한전이 추가비용 일부 부담 생각해야… 탄소배출량 기준 과세표준 신설

이러한 전원믹스가 실제 구현되려면 ▲법·제도를 통한 환경급전 원칙 강화 ▲전기요금 인상에 대한 사회적 공감대 마련 ▲외부성을 고려한 에너지 세제 개편 등의 정책적 노력이 필요하다.

법·제도를 통한 환경급전 원칙이 강화돼야 한다. 전기사업법 부속법령과 제8차 전력수급 기본계획 에 석탄화력발전량 상한을 설정하는 방안을 포함하는 것이다. 전력공급 시 경제성과 함께 환경과 안전을 고려해야 한다는 전기사업법일부개정안이 지난 3월 국회 본회의를 통과한 이후 법안의 실효성을 높이기 위한 부속법령 마련이 필요하다.

시행령 및 시행규칙에 석탄화력발전 상한을 설정하고 이를 단계적으로 추진하는 것이다. 석탄화력발전 상한 설정 과정에서 일반적 상한 및 계절적 상한(미세먼지가 집중 발생하는 봄철에는 더욱 엄격한 상한) 등을 종합적으로 검토해야 한다.

또한 올해 수립 예정인 제8차 전력수급 기본계획에도 석탄화력발전 상한 설정을 포함해 환경과 국민건강 및 안전을 고려한 중장기 전원믹스를 반영해야 한다.

전기요금 인상에 대한 사회적 공감대를 마련해야 한다. 발전단가가 상대적으로 높은 신재생이나 천연가스발전의 비중이 늘어나면 전체 발전단가 및 전기요금 인상은 필연적이다. 정부는 요금인상이 환경과 국민건강 및 안전을 위한 불가피한 조치임을 국민들에게 설득해야 한다.

추가되는 비용에 대해서는 한국전력공사가 일부를 부담하고 전기요금 인상 등을 종합적으로 검토해야 한다. 공기업인 한국전력은 발전단가 인상분의 일부를 흡수할 여력을 가지고 있다. 그러나 궁극적으로 산업용·가정용 전기요금의 인상은 불가피하다. 전기요금 인상에 대한 사회적 합의를 이끌어내기 위한 정책적 노력이 중요하다.

에너지 세제 개편 등의 정책적 노력이 필요하다. 현행 에너지 세제는 환경과 국민건강, 안전 등 외부성에 대한 고려가 미흡하다.

전원믹스 전환을 실현하기 위해서는 이를 과세 기준에 적정하게 반영해야 한다. 에너지원의 외부성을 고려했을 때 현행 세제는 외부성이 큰 석탄화력과 원자력발전에 적은 세금을 책정하고 있다.

외부성이란 경제활동 과정에서 당사자가 아닌 다른 주체에게 의도하지 않은 편익이나 비용을 발생시키는 것을 의미한다. 정부는 과세를 통해 이를 통제해야 한다. 주요 전문기관들의 연구에 의하면 외부성을 고려했을 때 유연탄과 우라늄의 세금 부담은 적고, 천연가스의 세금 부담은 높은 것으로 분석됐다.

외부성을 적정하게 반영하는 방안으로 탄소 배출량을 기준으로 한 과세표준 신설과 지역자원시설세 조정 등을 검토할 수 있다. 온실가스 및 미세먼지 배출량 등 환경과 국민건강에 미치는 외부성을 고려한 새로운 과세표준을 만들어야 한다. 발전량에 따라 일괄 부과되고 있는 현행 지역자원시설세를 조정해 에너지효율이 높은 천연가스발전이나 지역 내 자가소비를 위한 열병합발전의 세율을 내려주는 방안을 검토해야 한다.