에너지 전환 과정에서의 전력 계통 및 인프라 문제, 경제적 비용, 기술적 활용 방안과 기후 변화로 인한 사회적 영향 doc_id PCY_201903140519006181_14

하지만 계절의 영향을 받는 재생에너지의 불안정한 전력생산 특성 즉, 간헐성으로 인하여 독일의 전력계통에 전력이 과잉 공급될 경우 독일뿐만 아니라 주변국의 전력계통에도 혼란을 야기 시키기도 한다. 독일과 오스트리아는 2002년부터 전력시장이 통합되어 단일전력시장을 운영하고 있다. 하지만 전력 생산 및 소비지인 독일 남북간 및 독일-오스트리아간 송전망이 부족함에 따라 생산되는 초과전력이 독일 전력망의 수용범위를 벗어나 병목현상을 발생시키고 인접하고 있는 체코나 폴란드 전력망으로 송전되어 전력망 과부하를 야기 시켰다. 이에 따라, 체코와 폴란드 정부는 2011년부터 불필요한 풍력 전력을 자국으로 처분하는 독일의 처사에 항의해왔다. 이와 관련하여 에너지규제자협력기구(ACER: Agency of th Cooperation of Energy Regulators)는 독일-오스트리아 전력망을 분리하고, 오스트리아로의 전력 공급량을 할당할 것을 권고하였으며 체코와 폴란드는 독일의 과도한 송전을 차단하기 위해 위상변환기(Phase Shifter)를 설치하였다. 한편 독일-오스트리아 간의 전력시장 분리는 2018년 10월 1일부터 개시될 예정이다. 에너지의 생산, 공급 및 소비가 복잡한 시스템을 통해서 이루어진다는 것을 극적으로 보여주는 것은 20세기 초에 확고하게 자리를 잡은 전력 시스템이다. 토마스 에디슨으로 상징되는 전력시스템의 건설가들은 석탄/석유를 태우는 소수의 중앙집중적 발전기로부터 전력을 생산하여 송배전망을 통해서 인근 지역의 다수 소비자에게 공급하고, 소비자들은 전등과 같은 여러 전기설비를 설치하여 그 전력을 소비하는 시스템을 구축해냈다(이러한 시스템은 백여 년이 지난 지금도 기본 구조는 동일하게 유지되고 있다). 토마스 휴즈와 같은 기술사가(技術史家)들은 전력 시스템이 자리잡는 과정이 결코 순탄하지 않았으며, 가스를 이용하는 가로등 시스템이나 냉장고 등의 경쟁 기술들과 치열한 투쟁 속에서 얻은 승리라는 점을 보여준다. 뿐만 아니라 그 승리를 위해서 기술적인 요소뿐만 아니라 관련된 복잡한 법제도의 확립, 새로운 수요(예컨대 가정용 조명과 냉방 등)의 창출, 대규모 산업조직의 형성 등 다양한 사회적 요소들도 개발하여 결합시켰다(Hughes, 1983, 1987). 현재까지 에너지 전환 비용과 관련된 다양한 연구들이 발표되었으며 이들 대부분은 BAU 시나리오 상의 비용과 에너지전환 시나리오의 비용을 비교하며, 일부 보고서들은 각 시나리오에 대한 경제적 효과를 정량화 하였다. Agora(2018b)는 이들 연구들의 몇 가지 공통적인 의견을 요약하였다. 연구마다 조금씩 차이를 보이기는 하지만 이들 연구들은 독일의 에너지전환으로 인해 발생되는 추가적인 투자비용은 150∼400억 유로에 이르며, 현재 수준보다 약 5% 정도 연평균 투자비용이 증가되어야 된다고 주장하였다. Fraunhofer ISE(2015)에 따르면 CO₂가격이 0일 경우, 에너지 전환을 통해 연간 300억 유로의 비용이 추가적으로 발생될 것이라고 추산하였으며, CO₂가격이 톤당 50∼60 유로일 경우에는 추가비용 대신 추가 수익이 발생할 것이라고 추산하였다. 에너지전환 비용과 관련하여 독일 산업연합회(BDI)는 2018년에 ‘Climate Path for Germany’라는 보고서를 통해 2050년까지 온실가스 감축 목표를 80%로 설정했을 시에 총 1조 5천억 유로, 온실가스 감축목표를 15%p 상향한 95%로 설정하는 경우에는 총 2조 3천억 유로의 투자비용이 소요될 것으로 추산하였다. 국립 과학 및 공학 아카데미(Acatech)의 미래 에너지 시스템(ESYS)이 실시한 연구에 따르면, 수송 및 난방 부문의 탈탄소화를 포함한 성공적인 에너지전환에는 연간 GDP의 1∼2%에 해당하는 300∼600억 유로가 필요하다고 발표했다. 이하에서는 에너지전환 정책을 이행하는 비용 규모를 내용별로 구분해서 살펴보고자 한다. 다만 자료 출처가 상이하고 비용 요소별로 상세한 정보를 접할 수 없는 한계가 있음을 유의할 필요가 있다. 먼저 빅데이터를 활용하여 원유도입전략의 경쟁력을 강화하고 설비 유지보수의 효율성을 개선하거나 고장을 보다 잘 예방하는 데에 활용할 수 있다. 수백 종의 세계 원유 샘플을 조합하여 상품성 또는 수익창출 기여가 높을 것으로 예상되는 석유제품 산출 믹스에 필요한 원유 조합비율을 알아내기 위해 수만 개의 조합과 변수의 조합에서 원유의 가치를 분석하는 데에 빅데이터를 활용하는 방법이다. 더 나아가 여기에 설비조건, 원유성상, 재고현황, 제품시장 전망 등을 함께 고려하면서 유종별로 내재적 가치와 공정의 반응성을 정밀히 평가하는 데에 지능형 알고리즘이 활용될 수 있는 것이다. 또한 실시간 모니터링을 통해서 빅데이터를 수집하고 이를 과거의 설비와 부품의 마모, 열화, 손상이 발생했던 과거의 조건들을 학습하여 현재 기기의 상태에 기반해서 정비에 가장 적절한 순간에 정비를 할 수 있게 된다. 이러한 ‘상태기반(Condition-Based)’의 유지보수 방법은 부품이나 기계의 잔존수명을 최대한으로 활용할 수 있어 기존의 평균적 부품 수명주기에 기반한 ‘시간기반’ 유지보수 방식에 비해 낭비적 요소를 줄일 수가 있고 정비로 인한 유휴시간을 줄일 수 있을 것으로 본다. 독일의 재생에너지 발전설비들은 주로 북부 지역에 밀집된 반면, 대규모 전력 수요는 산업지역이 밀집된 남부 지역에서 발생하고 있어 북부에서 재생에너지로 생산한 전력을 남부로 송전하기 위해서는 지역 간 전력망 연계가 필요하다. 독일 연방네트워크청(Bundesnetzagentur)의 2017년 Monitoring Report에 따르면 에너지 전환에 따른 필요한 총 송전케이블은 3,600km에 달하며 현재 총 22개 프로젝트가 계획 중에 있다. 독일 재생에너지법에 따라 전력망 건설은 4대 송전망회사(50Hertz, Tennet, Amprion, TransnetBW)에서 맡아서 진행하고 있으며, 2011년 발표에 의하면 1,834km를 건설할 계획이었으나 2017년까지 완공된 송전선로는 750km로 40% 정도의 진척률을 보이고 있다. 일본에서도 7월 23일 구마가야 시에서 기온이 41.1도를 기록하였고, 도쿄 중심부도 사상 처음으로 40도 이상을 기록하는 등 잇따른 폭염으로 인해 2만 2천 명 이상 온열병 환자가 발생하였다. 일본정부는 7월 29일까지 125명 이상이 사망하자 폭염을 자연재해로 선언했다. 2018년 7월 26일 중국 중앙기상대 발표에 따르면, 태풍이 쓸고 간 중국 대륙에 40도가 넘는 폭염이 중국 중동부 지역과 서부지역 전체로 확장되었다. 허베이(河北)성 이남에서 푸젠(福建)성에 이르는 중동부와 신장(新疆) 위구르자치구, 간쑤(甘肅)성 등 서부지역에서는 최고 기온이 40도에 육박하는 폭염이 20일 이상 지속되었다. 중국 랴오둥반도와 산둥반도 인근의 바닷물 온도가 34도까지 올라가고, 수심 2미터 이내 바닷물 온도도 30도를 넘어서면서 90% 이상의 양식업계에 큰 피해가 발생하였다.