세계적 흐름으로 본 에너지 전환의 미래

박종운 동국대 원자력에너지시스템공학과 교수

일본 아사히신문은 지난 8월14일 사설에서 자원빈국 일본의 에너지 전환방향을 제시한다. 후쿠시마 사고 후 중지된 원전 54기 중 60% 재가동도 어려울 걸로 본다. 원전 감축이 필연이니 재생에너지로 가는 선진 글로벌 트렌드를 따라야 한다는 것이다. 최근 대만의 3기 원전 재가동은 태풍에 의한 송전선로 파손 문제이며, 정전사태도 대용량 4.38 GW 가스발전 연료공급 차단이 원인으로 밝혀졌다. 오히려 동일 부지의 대형발전시설의 정전 취약성 때문에 분산전원 확대가 필요하여 탈원전 정책을 공고히 했다.

재생에너지의 성장은 과학보다 실적이 보여준다. 2000~2016년간 유럽은 풍력 142 GW, 태양광 101GW 증가했으나, 원자력은 16GW 감소했다. 2002~2014년간 미국 재생에너지는 100GW 증가했다. 2025년에는 305GW로 늘어나지만 원전은 감소된다. 2013년 중국은 풍력용량 130GW로 원자력 15GW의 10배 수준이며, 발전량은 1300억㎾h으로 원자력 1100억㎾h보다 많다. 재생에너지는 원전의 무딘 증가 속도에 비해 10배나 빠르게 성장할 수 있음을 보여준다. 중국은 2030년에 640GW 풍력발전을 전망한다. 전세계 원전의 반인 200기에 맞먹는다. 다윗이 골리앗을 이기는 논리와 유사하다.

미국 릭페리 장관이 기저발전 석탄과 원자력 퇴출 시 전력망 문제를 지적하였으나, 미국에너지성 보고서는 그 반대로 전력망 기술발전으로 재생에너지 증가를 흡수할 수 있다고 본다. 원전의 경쟁력 하락은 기술혁신 미흡과 사용후연료, 수명연장, 해체 등 자체 비용 상승 문제이며 재생에너지 중가와 무관함을 지적한다. 게다가 다국적 금융회사 JPMorgan Chase는 2020년까지 전세계 에너지 수요의 100%에 해당하는 재생에너지를 공급하는데 240조원의 세계 초유의 청정금융을 우선 조성할 계획이다.

토지 면적도 쟁점은 아니다. 미국 뉴저지주 태양광발전 잠재량은 우리나라 총소비량 480TWh(2015년)과 유사하다. 일조량을 같다고 보면 대형태양광단지로는 우리나라 총면적의 7%가 소요된다. 그러나 풍력 등 다른 에너지원, 지붕, 주차장, 유휴지, 해양, 무인도 등을 활용하면 토지면적은 문제 안된다.

전기요금을 보자. 2005~2014년 10년간 미국은 28%, 유럽은 50% 올랐다. 전기요금 상승은 세계적인 추세이다. 한국의 낮은 전기요금은 원자력발전이 싸서가 아니고 저평가되어 다른 부대비용을 정부가 지원하기 때문이다. 원전 비중이 75%인 프랑스는 지난 2009~2014년 5년간 가정용 전기요금이 44.6%나 인상되었으니 이는 원전이 주원인이다.

개보수와 후쿠시마 원전사고 이후 안전성 증진, 해체 등으로 운영비가 크게 상승하기 때문이다. 미국 프랑스는 원전을 많이 함에도, 후쿠시마 원전 사고후 전 원전을 중지한 일본의 24% 보다 많이 올랐다. 후쿠시마 사고 후 일본원자력에너지기구는 2013년 OECD 원자력기구 회의에서 일본의 전체 50기 원전 대형사고 빈도를 10년에 1회로 추정했다.

이러한 대형사고 예비비를 반영시 발전단가는 ㎾h당 적어도 134원 이상인 것으로 판단한다. 필자 계산으로도 우리나라 원전의 경우 사고비용은 ㎾h당 40원으로 이를 추가시 106원이 되어 가스발전보다 비싸진다.

원자력발전은 이와 같이 예상보다 높은 위험도와 숨겨진 복잡한 핵싸이클에 의한 비경제성에도 불구하고 정치적으로 성장한 발전이다. 지난 정부에서 안전을 고려한 고리 1호기 폐로를 통해 우리나라 노후 원전 가동 연한은 이제 40년이다. 이는 원전 경제성이 더 낮음을 의미한다. 해체 후에도 갈 곳 없는 사용후핵연료 중간저장과 최종처분에는 100조원이 소요될 것으로 본다.

재생에너지 전환은 그 실적이 미래를 보여주며, 원전의 감축은 선진국의 원전 건설, 운영 비용 부담에 따른 발전량 감소가 말해주고 있다. 원전은 이제 재생에너지로 바통 터치해야 한다. 그러나 재생에너지와 원전 둘만은 양립할 수 없다.

독일의 Brokdorf 원전이 재생에너지의 출력변동에 맞추어 원전 부하추종 운전을 하다 핵연료 손상이 발생했다. 빠른 출력변동이 가능한 가스, 수력이나 에너지저장장치가 필수적임을 보여준다. 재생에너지가 성공하는데 2011년에 미국 MIT에서 한 말도 주목해야 한다. ‘1㎿ 증가보다 1㎿ 절약이 낫다’. 유럽공동체의 2030 에너지 목표에도 1990년 대비 온실가스 배출 40% 절감, 27% 재생에너지 비중에 더해 27%의 에너지 절약도 있음을 새겨보아야 하겠다.