온실가스 감축을 위한 주요 에너지 기술(기존 및 감축 기술)의 특성, 비용 구조, 보급 전망 및 사회적 수용성에 관한 분석 doc_id PCY_201508191122199221_3

분석모형에 입력될 기술자료에는 크게 기존기술과 감축기술에 관한 기술특성치 자료가 입력되어야 한다. 기존기술이란 현재 사용되고 있는 기술이며 감축기술은 온실가스 감축수단으로 고려되는 기술을 의미한다. 기술과 관련된 정보에는 기술의 물리적 흐름을 표현하는 정보와 비용을 포현하는 정보로 구분될 수 있다. 감축기술이란 통상 기존기술에 비해 기술의 물리적 흐름, 특히 에너지 흐름이 개선되지만 비용이 높은 특성을 지니고 있다. 즉, 기존기술에 비해 에너지 효율이 높지만 투자비 등의 비용은 높은 특징을 지니고 있다는 의미이다. 감축기술이 기존기술에 비해 비용이 낮을 경우에는 시장원리에 의해 빠른 속도로 시장에 보급될 것으로 예상되지만 기존기술에 비해 비용이 높은 경우에는 온실가스 배출에 대한 규제나 온실가스 감축에 대한 인센티브가 도입될 경우에 보급될 것으로 예상된다. 건물부문에 사용되는 다양한 형태의 난방용 보일러의 기술특성치 조사에서는 소요되는 비용이 조사되어 있지 않아 2015년도의 연구 시 분석모형에 사용하기 위해서는 비용에 대한 조사가 이루어질 필요가 있다. 건물부문에서 사용되는 냉방기기의 기술특성치의 투자비용은 소형 흡수식냉온수기가 가장 높고 대형 흡수식 냉온수기가 가장 낮을 것으로 조사되어 있다. 국내 기술전문가들을 대상으로 태양광, 풍력, 원자력, 수송기술 등에 대한 자문을 실사했다. 태양광 발전기술이 빠른 속도로 시장에 보급되고 투자비용도 낮아질 것으로 예상하고 있다. 해상풍력과 육상 풍력발전 투자비의 경우 두 기술 모두 기간이 지남에 따라 투자비가 낮아질 것으로 판단하고 있다. 한국형 경수로 원자로의 투자비는 시간이 경과함에 따라 다른 기술과 달리 오히려 투자비가 상승할 것으로 예상되고 있다. 우리나라 공공.상업용 건물의 절반정도는 수도권이 차지하고 있으며 용도별로는 상업용이 절반 정도를 차지하고 있다. 에너지원별 소비구조에서는 전력이 전체 에너지소비의 약 70%를 차지하고 있으며 다음으로는 도시가스의 소비비중이 높은 구조를 지니고 있다. 2001년 이후 도시가스의 소비는 가장 빠르게 증가하고 있다. 용도별로는 난방과 온수소비가 가장 큰 비중을 차지하고 있으며 냉방과 취사가 비슷한 소비 비중을 차지하고 있다. 업종별로는 음시숙박업이 가장 큰 소비비중을 차지하고 있으며 도소매업과 공공부문이 다음으로 높은 비중을 차지하고 있다. 상업용 업체당 에너지 소비량과 종사자당 에너지 소비량은 지속적으로 증가하고 있는 추이를 나타내고 있다. 대형 건물의 경우에는 호텔, 병원, 교육용 건물의 에너지 소비량이 가장 많은 수준을 나타내고 있으며 면적당 에너지 소비 원단위는 통신, 병원, 호텔이 높은 수준을 나타내고 있다. 석탄화력 발전은 보일러에 석탄을 연소시켜 얻은 열에너지로 물을 끓여 증기로 만들고, 그 증기로 터빈을 회전시켜 회전력을 얻은 후 터빈 축에 연결된 발전기로 전기를 얻는 기술이다. 최근 IGCC(Integrated gasification combined cycle)와 같은 고효율의 청정 석탄화력 발전기술의 개발이 진행되고 있으나, 석탄을 연소시키는 과정에서 다량의 이산화탄소가 배출되므로 여전히 온실가스 배출원으로 인식되고 있다. 화력발전의 효율향상이 온실가스 감축에 미치는 영향이 크므로 온실가스 감축 기술의 효과를 분석하기 위해서는 기존 화력발전기술의 기술특성치가 필요하다. 다음은 TECHPOL이 제시하고 있는 발전기술 특성치로서 미분탄 화력 발전의 발전단가는 현재 MWh당 $66 수준에서 석탄가격 상승으로 인하여 2050년에는 $342 수준으로 높아질 것으로 전망되며 IGCC기술의 경우 $82 수준에서 2050년에는 $355 수준으로 높아질 것으로 전망된다. WEC는 지역별로 석탄화력의 발전단가를 $35~172로 분석하였다. 다른 기관의 기술 특성치는 부록에 실어 놓았다. 신규 원자력 발전소 건설은 ‘80년대에 비하여 매우 감소하였으나 최근에는 다시 증가하는 추세로 전환하고 있다. 후쿠시마 사태 이후에 원자력 보급전망은 다소 하락하여 IEA의 ETP2010에서는 현재 2010년 기준 378GW에서 2050년 1,200GW로 증가할 것으로 전망하였으나, ETP 2014에서는 1,000GW로 전망하고 있으며 AREVA는 2030년 까지는 583GW규모가 증가할 것으로 전망하고 있다. 발전단가(단위: Euro/MWH)는 원자력이 55, 화석연료는 70~100, 신재생은 85~342이다. 우리나라, 중국 등 일부 아시아 국가의 원자력 발전단가는 서구의 절반 수준에 불과하다. 프랑스의 경우 원자력 발전으로 가정용 전기가격이 유럽 국가에서 가장 낮은 수준이다. 원자력발전 확대를 위해서는 안전(Safety) 확보와 사회적 수용성 향상이 필요하다. 원전 안전성 확보는 예측 불가능한 것이 아니라, 안전에 대한 투자비용의 함수이므로 충분히 담보 가능한 요소이다. 따라서 기술개발 뿐만 아니라 투자, 금융, 사회수용성, 비즈니스 모형개발 등이 함께 고려될 때 획기적인 원자력 보급 확대가 가능하다. 국내 원자력 비용이 왜 싼지에 설명하자면, 원자력에 대한 숨은 비용이 제외되어 있기 때문이며, 보급확대를 위해서는 사회적으로 어떻게 해야 할지 사회적인 합의가 필요하다. 온실가스 가격은 정책이 제안되면 사회적 합의비용과 트레이드 오프(trade-off)가 가능할 것이다. 또 하나는, 산업부가 한수원을 통하여 강제적으로 코스트 다운을 시켰다. 한번 발전소를 지었으면, 다음에는 전보다는 10% 혹은 20% 저렴하게 건설하도록 했다. 이는 기술혁신에 의해서 한 게 아니고, 다음에 들어오려면 비딩 타겟에서 10%, 20% 낮게 해야 한다는 논리가 적용되다보니까 자본비용이 저렴한 것으로 다른 나라와 같이 시장 논리에 의해 발전소 건설에 되었다면 저렴할 수 없다고 판단된다. 또 하나는, 얼마만큼 운영하느냐에 따라 비용이 결정되는 국내는 가동율이 높아 원자력 발전단가가 저렴하지만 고리 원전 문제도 거기에서 발생하였다. 결국 똑같은 재료를 써도 한국만 가격이 3분의 1밖에 안 되는 이유는 가격 결정 구조에 문제가 있는 것이며, 장기적으로는 여기에 대한 합의가 있어야 한다. 원자력발전기술은 우라늄의 핵분열 때 발생하는 에너지를 이용하여 증기를 만들고, 증기의 힘으로 터빈을 돌려서 전기를 생산하는 기술이다. 원자력 발전은 자원이 풍부하며, 온실가스 배출이 없고, 이미 상용화된 기술로 화석연료를 이용한 발전기술에 비해서도 경제성을 확보하였기 때문에 핵심적인 온실가스 감축 기술로 고려되고 있다. 다만 환경성 및 안전성 문제로 인한 사회적 수용성 확보가 기술보급에 핵심 요인으로 작용하고 있다. 다음은 TECHPOL의 원자력발전기술의 특성치를 나타내고 있다. 3세대 원자력발전기술의 겨웅에는 투자비용이 크게 하락하지 않으며 4세대 원자력발전기술은 2040년대에 시장에 보급될 수 있을 것으로 예상되며 투자비 역시 크게 하락하지는 않을 것으로 예상된다. 원자력발전 단가를 현재 MWh당 $89 수준에서 2050년까지 $76으로 낮아질 것으로 전망되고 있다. 다른 기관의 원자력발전 기술 특성치는 부록에 실어 놓았다.