에너지산업의 변신은 무죄, 변해야 산다! - 석탄산업의 지각변동, 청정에너지로의 도약 [출처] [스토리] 에너지산업의 변신은 무죄, 변해야 산다! - 석탄산업의 지각변동, 청정에너지로의 도약| > 기후·환경·에너지 자료

에너지산업의 변신은 무죄, 변해야 산다!

- 석탄산업의 지각변동, 청정에너지로의 도약-

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석탄은 산업혁명 이후 인류 문명을 지탱해 온 연료입니다. 석탄의 힘으로 인류는 산업혁명을 이뤄냈고, 풍족한 삶을 누릴 수 있었습니다. 그리고 현재, 석탄은 연료로서 수명을 다해가고 있습니다. 석탄은 양이 한정된 지하자원이라 고갈이 우려될뿐 아니라, 안전과 환경을 중시하는 가치가 높아지고 있습니다. 이에 따라 온실가스와 공해물질 배출량이 많은 석탄이 에너지 시장에서 설 자리가 점차 줄어들고 있습니다.

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그린피스와 비영리 환경 연구단체 콜스웜(CoalSwarm)의 세계 석탄‧화력발전소 운영실태 조사 결과에 따르면 2010년부터 2017년 사이, 전 세계에서 석탄화력발전소를 운영했거나 건설 계획 중이던 약 1,600여개 기업 가운데 4분의 1 이상이 석탄발전 사업을 철폐했습니다. 발전량으로 따지면 대형 석탄화력발전소 370개에 해당하는 규모로 대한민국 전력소비량의 4배에 달한다고 합니다. 더구나 폐쇄 또는 건설이 중단된 석탄‧화력발전소의 자산 가치는 5,000억 달러에 이른다고 합니다. 세계 에너지 산업의 지각변동이 일어나고 있다는 사실을 보여주는 결과입니다.

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이른바 ‘탈석탄’이라 하는 이러한 흐름은 미국과 유럽, 특히 독일, 영국, 프랑스 등이 주도하고 있습니다. 미국의 캘리포니아주는 석탄‧화력발전을 중지했고, 뉴욕주를 비롯한 여러 주에서도 2030년까지 석탄‧화력발전을 중지하겠다고 발표했습니다. 독일은 한발 더 나아가 2038년까지 아예 모든 주에서 석탄‧화력발전을 완전히 끝내겠다고 선언했습니다. 이를 위해 석탄발전 전력기업들에게 보상금으로 52조 원을 투입하기로 결의했습니다.

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한편에서는 고민과 걱정도 있습니다. 석탄‧화력발전소는 앞으로 어떤 모습으로 변해야 하고, 어떤 방향으로 새 먹거리를 찾아야 할까요? 또한 석탄‧화력발전소가 만들었던 수많은 일자리는 어떻게 될까요?

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신규 연구개발과 사업 다양화로 돌파구를 마련한다

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미국의 전력 시장이 탈석탄화 흐름을 타게 된 것은 단지 석탄에 대한 환경 규제가 심해졌기 때문만은 아닙니다. 여러 가지 요인이 함께 작용했습니다. 우선, 셰일오일이 개발되면서 천연가스가 주요 발전원으로 부상했고, 기술 발전으로 태양열, 풍력, 지열 같은 재생에너지의 생산 비용이 저렴해진 것이 중요하게 작용했습니다. 이와 더불어 환경 문제에 관심이 있는 소비자도 늘어났다는 것 또한 촉매제로 작용했습니다. 대표적으로 수십 년 동안 석탄에 의존했던 미국의 전력회사 엑셀에너지(Xcel energy)와 듀크에너지(Duke energy)사는 국민과 주주의 압력에 천연가스와 신재생에너지로의 전환을 약속했습니다. 소비자들이 원하는 것을 외면할 수 없는 기업들이 변화하고 있는 것입니다.

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특히 듀크에너지사는 미국의 에너지 정책과 시장 환경 변화에 발맞추어 성공을 거둔 사례입니다. 듀크에너지는 석탄발전을 통한 전력 공급이 주요 사업이었습니다. 2007년만 해도 이 기업의 석탄발전량이 에너지원별 발전 비중에서 70%를 차지할 정도였습니다. 그러나 2010년 이후부터 셰일오일 개발 확대에 따라 석탄발전을 가스발전으로 대체하고 신재생에너지를 확대하며 저탄소 기술을 개발하는 방법으로 사업 포트폴리오를 바꾸기 시작했습니다.

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듀크에너지는 인디애나주에 에드워드스포트 발전소를 세우고 전력생산 연구·개발(R&D)을 활발히 진행하고 있습니다. 이 발전소는 최초의 대규모 석탄가스화복합발전소로 같은 장소에서 가동되던 노후 석탄발전소를 대체한 것입니다. 석탄가스화복합발전소란 석탄을 고온·고압에서 가스화해 연료로 사용하는 청정석탄화력 발전기술입니다. 석탄화력발전에 비해 발전효율이 높고, 공해물질 발생량도 적습니다. 석탄을 직접 태우는 종전 방식에 비해 황산화물 90% 이상, 질소산화물 75% 이상, 이산화탄소 25% 이상 줄일 수 있다고 합니다.

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석탄가스화 기술은 이처럼 친환경적일뿐 아니라 화학공업용 원료를 생산하는 데 활용할 수도 있어 유용합니다. 따라서 석탄을 더 이상 발전에 사용하지 않는다 하더라도 발전소를 화학공장으로 탈바꿈시켜 계속 사용할 수 있습니다. 이러한 장점 때문에 세계 각국은 석탄화력에서 재생에너지 중심 시장으로 넘어가는 과도기적인 기술로 석탄가스화기술을 주목하며 경쟁적으로 기술개발에 나서고 있습니다. 듀크에너지는 또한 석탄가스화발전소의 발전 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 저장하는 설비를 최초로 장착하여 석탄을 사용하는 발전소임에도 탄소 배출량을 획기적으로 줄이는 데 성공했습니다.

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이러한 듀크에너지의 사업 포트폴리오 다원화는 인력의 감축이 아니라 인력의 다양화로 이어지면서 전통적인 인력뿐만 아니라 신규 연구 및 개발 인력을 흡수하고 있습니다. 또한 적극적인 기업 인수로 사업을 확대한 발전 설비 용량이 6기가 와트로 규모 면에서 가장 큰 발전사로 성장해 전력 사업과 관련하여 발전에서부터 송·배전, 판매까지 모든 영역을 확보하고 있습니다. 듀크에너지는 사업 포트폴리오의 다양화로 새로운 전성기를 만들어 나가고 있습니다.

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핵심 사업 부문을 친환경 산업으로 바꾼다

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유럽의 메이저 석유 및 석탄기업은 에너지원별 발전비중 다각화뿐만 아니라 ‘저탄소’를 회사의 가치로 내걸고 있습니다. 셸(Shell), 토탈(Total), 비피(BP) 같은 거대 에너지 기업은 재생에너지 기업을 전격적으로 인수해 탈 화석연료 시대를 준비하고 있습니다. 무엇보다 눈에 띄는 점은 셸, 토탈, 비피 모두 전기차 충전 스타트업과 배터리 제조업체를 인수해 전기차 시장에 뛰어들었다는 점입니다.

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현재 전기차 시장은 전통적인 석유화학 시장의 수요를 추월할 것이라 전망되고 있습니다. 세계 각국 정부는 저탄소 시대의 가장 우선인 대안으로 전기차 보급 활성화를 꾀하고 있습니다. 그에 따라 유럽은 2030년 또는 2040년까지 내연기관 자동차를 완전 판매 금지한다고 발표했습니다. 더불어 4차 산업혁명이 일으키는 자율주행, 차량공유 같은 모빌리티 혁명은 전기차 시장을 더욱 확대할 것입니다. 전기차는 내연기관에 비해 유지 보수가 쉽고, 디지털 기기를 탑재하기가 유리하여 주요 석탄 및 석유화학기업들이 전기차 시대를 대비하고자 하는 것입니다. 유럽 에너지기업은 기존의 충전 네트워크를 인수하여, 자신들의 주유소를 시작으로 전기차 충전소로 탈바꿈해 나가고 있습니다. 기존에 보유한 주유 네트워크를 활용하면 확산 속도가 빠르다는 이점이 있습니다. 이들 기업은 여기에서 그치지 않고 전기차 충전 시장을 선도하기 위해 배터리 연구 개발, 수소 충전설비 개발, 자동차기업과의 협력을 통해 차세대 충전 시스템을 개발하는 데 아낌없는 투자를 하고 있습니다.

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세계 전기차 수요는 2022년까지 연평균 35%씩 증가해 2022년 기준 약 360만대 시장으로 성장할 것으로 전망되고 있습니다. 전기차와 전기차 관련 부품 및 인프라, 서비스 시장은 정보통신기술이 결합한 새로운 일자리를 창출할 것입니다. 이러한 변화는 우리나라에서도 이어지고 있습니다. 한국서부발전은 충남 태안에 국내 유일의 석탄가스화복합발전 설비인 ‘태안 IGCC’를 2016년 8월 준공하여 운영하고 있습니다. 태안 IGCC는 석탄을 이용해 만든 가스를 이용하여 수소연료 뿐 아니라 석탄가스화연료전지(IGFC), 대체천연가스(SNG), 석탄액화(CTL), 화학원료(암모니아, 메탄올, 요소, 비료) 등 다양한 발전방식에 접목할 수 있습니다. 지난 2020년 4월에는 미국 등 IGCC 선진국에서도 쉽게 달성하기 어려운 3,000시간 무고장 운전을 달성하여 불과 3년만에 세계적인 수준의 운영기술을 확보하는 데 성공했습니다. 최근에는 석탄을 이용해 생산한 가스를 태우지 않고 연료전지에 활용하는 방안도 개발되고 있습니다. 석탄 가스화 과정에서 나온 수소를 연료전지의 연료로 재활용하여 전기를 생산하는 방법인 IGCF는 오염물질과 미세먼지 배출을 최대한 줄이고, 효율도 높은 친환경 발전기술로, 한전전력연구원, 한국서부발전, 고등기술연구원, PTK, 영남대학교가 공동으로 연구 중입니다.

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우리는 지금 전통적인