학습목표: 우리나라의 에너지원별 발전에 관한 주요 쟁점을 조사하고, 탄소중립 달성을 위한 에너지 정책을 제안한다.
진로: 지역환경정책연구원, 자연과학교수, 정부행정전문가, 에너지정책연구원
핵심 아이디어
- 탄소중립(net zero)은 온실가스를 배출한 양과 흡수한 양을 동일하게 맞춰 실질적 배출량을 '0'으로 만드는 것이다.
- 에너지 믹스(energy mix)는 전력 생산을 위한 에너지원의 구성이다.
- 우리나라는 전력생산에서 화석연료의 의존도가 높고, 제조업 중심의 에너지 다소비 산업구조를 갖고 있어, 탄소중립을 위해 우리나라의 에너지 믹스의 조정이 필요하다.
- 탄소중립을 위한 에너지 전환의 과정에서 지역 간 형평성과 공간적 특성을 고려한 '정의로운 전환'이 필요합니다."
아래와 같이 수업을 구성할 수 있다.
1. 탄소중립이란? 어느 분야에서 탄소를 가장 많이 배출하고 있을까?
2. 탄소를 많이 배출하는 산업은? 공통점이 있을까?3. 전력생산은 왜 탄소를 많이 배출할까? 에너지 믹스란? 탄소중립을 위해 우리나라의 에너지 믹스는 적절한가? 어떻게 변화해야 하는가?4. 모두를 위한 탄소중립, 가능할까?
1. 탄소중립이란?
탄소중립이란?
오늘날 기후변화에 대응하기 위한 가장 핵심적인 목표가 있다면, 그것은 바로 ‘탄소중립’이다. 탄소중립이란 쉽게 말해, 인간이 배출한 온실가스를 나중에 다시 흡수하거나 제거해서 총 배출량을 ‘0’으로 맞추는 것을 의미한다. 이를 ‘순배출 0(Net-zero)’라고도 부른다. 이 개념은 2015년 파리협약을 통해 전 세계적인 목표로 자리 잡았다. 파리협약은 지구 평균기온 상승을 산업화 이전 대비 2도 이하, 가능하면 1.5도 이하로 억제하자는 국제적 합의이다. 이 협약의 중요한 특징은, 각국이 자발적으로 온실가스 감축 목표(NDC)를 정해 제출하고, 그것을 이행해나가는 구조라는 점이다. 우리나라도 이에 따라 2030년까지의 감축 목표를 세우고, 2050년까지 탄소중립을 이루겠다고 국제사회에 선언했다. 하지만 선언만으로는 충분하지 않다. 실제로 탄소중립을 실현하려면 에너지 정책 변화, 산업 구조 전환, 법제도 정비 등 폭넓은 노력이 필요하다.
탄소중립을 이루기 위한 방법은 크게 두 가지이다. 첫째는 감축이다. 화석연료 사용을 줄이고, 에너지 효율을 높이며, 재생 가능 에너지로 전환하는 노력이 여기에 포함된다. 둘째는 흡수이다. 숲이나 토양, 해양 같은 자연의 흡수원을 보전하거나 늘려서, 대기 중의 온실가스를 다시 빨아들이는 것이다.
온실가스는 어디서 배출되는가?
탄소중립을 이루기 위해서는, 먼저 우리나라에서 온실가스가 어디서, 얼마나, 왜 배출되고 있는지를 정확히 이해하는 것이 중요하다. 국가 온실가스 통계를 보면, 전체 배출량의 절반 이상이 산업(제조업), 화석연료발전(전력 생산), 수송 부문에서 발생하고 있다.
산업 부문에서는 철강, 시멘트, 석유화학 등 이른바 ‘에너지 다소비형 산업’이 중심에 있다. 이들 업종은 생산 과정에서 매우 높은 온도를 필요로 하며, 석탄이나 석유 같은 화석연료를 사용하는 경우가 많기 때문에 필연적으로 많은 온실가스를 배출한다. 전력 생산 부문은 우리가 사용하는 전기를 어떻게 만드는가와 관련이 있다. 현재 우리나라는 석탄과 천연가스를 중심으로 전기를 생산하고 있다. 이 과정에서 온실가스가 대량으로 발생하며, 특히 산업용 전기요금이 상대적으로 저렴하게 유지되어 왔기 때문에, 전기를 많이 사용하는 산업 구조가 지속되는 데 영향을 주고 있다. 수송 부문에서는 자동차, 트럭, 선박 등 교통수단에서 나오는 배출량이 주를 이룹니다. 우리나라는 자동차 중심의 도시 구조를 가지고 있기 때문에, 교통에서 배출되는 온실가스의 양도 결코 적지 않다.
2. 산업은 왜 탄소를 많이 배출할까?
온실가스를 많이 배출하는 산업은?
표는 2021년 기준 우리나라에서 온실가스를 가장 많이 배출한 20대 기업의 순위를 표시한 것이다. 온실가스를 많이 배출하는 산업의 유형을 4~5가지로 정리해보자.
순위 | 업체명 | 업종 | 배출량 (단위: 톤) |
1 | 포스코 | 철강 | 78,490,207 |
2 | 현대제철 | 철강 | 28,489,305 |
3 | 삼성전자 | 반도체 | 14,494,447 |
4 | 쌍용 C&E | 시멘트 | 10,609,944 |
5 | S-Oil | 정유 | 9,774,528 |
6 | 엘지화학 | 석유화학 | 8,839,564 |
7 | GS 칼텍스 | 정유 | 8,229,687 |
8 | 현대 오일뱅크 | 정유 | 7,323,354 |
9 | SK 에너지 | 정유 | 6,694,029 |
10 | 롯데 케미칼 | 석유화학 | 6,559,675 |
11 | 삼표시멘트 | 시멘트 | 5,912,105 |
12 | 성신양회 | 시멘트 | 4,948,818 |
13 | 한화토탈 | 석유화학 | 4,855,317 |
14 | LG 디스플레이 | 디스플레이 | 4,783,273 |
15 | 삼성 디스플레이 | 디스플레이 | 4,697,031 |
16 | 한라시멘트 | 시멘트 | 4,523,552 |
17 | SK 하이닉스 | 반도체 | 4,388,100 |
18 | 한일시멘트 | 시멘트 | 4,277,252 |
19 | 여천 NCC | 석유화학 | 4,204,820 |
20 | 한일현대시멘트 | 시멘트 | 3,820,963 |
우리나라에서 온실가스를 가장 많이 배출하는 부문은 산업 부문이다. 특히 철강, 반도체/디스플레이, 정유/석유화학, 시멘트 같은 에너지를 많이 사용하는 산업이 대표적이다. 이들 산업은 생산 과정에서 많은 에너지를 사용하고, 높은 온도에서 작업하는 공정이 많기 때문에 자연스럽게 온실가스 배출량이 많을 수밖에 없다.
예를 들어, 철강 산업을 보면 대표적인 기업인 포스코는 철광석을 녹이기 위해 코크스라는 석탄 연료를 사용하는 ‘고로 방식’을 채택하고 있다. 이 방식은 고온의 열을 만들기 위해 코크스를 태우기 때문에 많은 양의 이산화탄소(CO₂)가 발생한다. 반면, 현대제철은 고철을 전기로에서 녹이는 ‘전기로 방식’을 사용하고 있는데, 이 방식은 탄소 배출이 훨씬 적은 편이다. 여기서 중요한 점은, 우리나라의 산업용 전기요금이 비교적 저렴하기 때문에, 이런 방식이 가능하다는 것이다. 즉, 국가의 에너지 정책과 산업 구조가 기업의 기술 선택에 영향을 준다는 뜻이다. 시멘트 산업도 온실가스를 많이 배출하는 대표적인 업종입니다. 시멘트를 만들 때는 석회석을 고온으로 가열하는데, 이 과정에서 탄산칼슘의 분해로 이산화탄소가 방출되고, 열을 만들기 위해 사용하는 화석연료의 연소 과정에서도 온실가스가 추가로 배출된다. 겉으로는 깨끗해 보이는 반도체나 디스플레이 산업도 사실은 많은 온실가스를 배출한다. 미세한 회로를 만들기 위해 사용하는 불소계 가스(F-gas)는 이산화탄소보다 수천 배 강한 온실효과를 가진 기체이다. 또, 정밀한 작업을 위해 많은 전기 에너지를 사용하기 때문에, 전기를 쓰는 만큼 발전소에서 나오는 온실가스도 많아진다. 마지막으로, 정유 및 석유화학 산업에서는 원유를 정제하거나 다양한 화학 제품을 생산하는 과정에서 높은 온도와 압력이 필요한 공정이 많다. 이 과정에서 다단계 화학 반응과 연료 연소가 일어나며, 상당한 양의 온실가스가 배출된다.
RE100과 산업 전환의 과제
탄소중립 시대, 산업의 경쟁력은 ‘탄소 배출 여부’로 바뀌고 있다. 탄소중립을 달성하기 위해, 이제는 단순히 좋은 제품을 만드는 것만으로는 충분하지 않다. 얼마나 적은 탄소로 만들었는가, 재생 가능 에너지를 얼마나 사용하는가가 산업 경쟁력을 좌우하는 시대가 되었다. 이 흐름의 중심에 있는 국제 캠페인이 바로 RE100이다. RE100은 ‘Renewable Electricity 100%’의 줄임말로, 기업이 사용하는 전력을 100% 재생 가능 에너지로 전환하겠다는 선언이다. 국내에서도 삼성전자, SK, 포스코 등 주요 기업들이 RE100에 참여하고 있으며, 특히 수출 중심 산업에서는 글로벌 기업 고객들로부터 재생에너지 사용 여부를 확인받는 경우가 늘고 있다. 이는 단순한 환경 캠페인을 넘어, 수출 경쟁력 확보를 위한 필수 조건이 되어가고 있는 셈이다.
하지만 현실은 녹록지 않습니다. 특히 에너지 다소비형 산업인 철강, 시멘트, 석유화학, 반도체 산업은 다음과 같은 도전에 직면해 있다:
- 높은 온도와 연속 공정 필요: 철강, 시멘트 산업은 1,000도 이상의 고온을 지속적으로 유지해야 하는 공정이 많아, 재생 에너지로 공급을 안정적으로 대체하기 어렵다.
- 화학적 한계: 시멘트 제조는 석회석의 화학 반응 자체에서 이산화탄소가 나온다. 기술만으로 완전히 배출을 없애기 어렵습니다.
- 전력 의존: 반도체와 디스플레이 산업은 막대한 전기를 사용하며, 이 전기가 석탄·LNG 기반인 한 ‘간접 배출’(전력생산 과정에서 배출)을 줄이기 어렵다.
- 설비 투자 부담: 재생 에너지 전환이나 수소환원제철 같은 신기술 도입에는 막대한 초기 투자 비용과 시간이 필요하다.
3. 전력생산은 왜 탄소를 많이 배출할까?
전력 생산은 온실가스 배출의 또 다른 주요 원인이다. 우리나라의 전력 생산은 석탄과 액화천연가스(LNG) 같은 화석연료에 크게 의존하고 있으며, 이는 전력 생산에서 발생하는 탄소배출을 크게 증가시키는 요인이 되고 있다. 우리나라의 에너지 믹스를 보면, 여전히 석탄이 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다. 석탄은 가격이 저렴하고 공급이 안정적이며, 발전소 가동도 예측 가능한 장점이 있지만, 이산화탄소 배출량은 매우 높다. 액화천연가스는 석탄보다는 나은 대안이지만 여전히 화석연료이다. 반면 태양광과 풍력 같은 재생 가능 에너지는 점진적으로 늘고 있지만, 전체 전력 생산량에서 차지하는 비중은 아직 낮다. 왜 화석연료 중심의 구조를 쉽게 바꾸지 못하는 것일까?
[학생활동] 우리나라의 전력 생산을 위한 에너지원은 어떻게 변해왔는가? (1985-2023)
위 그래프를 보고 물음에 답하라.
- 우리나라의 전력 생산량은 1985년 이후 지속적으로 증가해 왔다. [OX]
- 전력생산에서 가장 많이 사용되는 3가지 에너지원은 석탄(화력발전), 천연가스(화력발전), 우라늄(원자력발전)이다. [OX]
- 신재생에너지(예, 태양광, 풍력, 바이오에너지, 수력)의 비중은 점차 증가하고 있다. [OX]
- 동일한 전력 생산할 때, 에너지원에 따라 이산화탄소 배출량은 크게 다르다. 예를 들어, 석탄은 740-1,689g/kWh, 천연가스는 290-930g/kWh, 태양광은 41g/kWh, 원자력은 12g/kWh, 풍력은 11g/kWh, 수력은 4g/kWh 수준이다. 우리나라의 온실가스 배출량은 1985년 이후 어떻게 변해왔을지 추측해 보자.
- 가장 많은 온실가스를 배출한다는 석탄화력발전을 왜 획기적으로 줄이지 못하는 것일까? 아래 그래프를 통해 답을 추측해 보자.
- 우리나라의 전력생산 구조는 현재 탄소중립을 위한 방향으로 가고 있다고 생각하는가? 그 이유는?
탄소중립을 위해 어떤 에너지 믹스가 적절할까?
탄소중립을 달성하기 위해 가장 많이 논의되는 방법 중 하나는 에너지 믹스의 전환이다. 에너지 믹스(energy mix)란, 전력을 생산할 때 사용하는 다양한 에너지원의 조합을 의미한다. 예를 들어, 석탄, 석유, 천연가와와 같은 화석연료, 원자력, 태양광·풍력 같은 재생 가능 에너지 등이 각각 얼마나 사용되는지를 나타내는 것이다. 현재 우리나라의 에너지 믹스는 석탄과 천연가스 중심이다. 이는 이산화탄소 배출량이 많고, 기후변화에 부정적인 영향을 주는 구조라 할 수 있다.
과연, 다른 국가들은 탄소중립을 위해 어떤 에너지 믹스를 선택하고 있을까?
영국은 전력 생산에서의 탄소 배출 감축을 가장 성공적으로 달성한 나라 중 하나로 평가된다. 그래프를 보면, 2012년 이후, 석탄 발전의 급격한 축소가 두드러졌으며, 2023년 기준으로는 석탄 기반 전력 생산이 사실상 사라진 상태이다. 이를 대신하여 풍력, 태양광, 바이오에너지 등 재생에너지의 비중이 꾸준히 확대되었고, 원자력은 일정 수준 유지되며 가스 발전은 유연한 보완 수단으로 활용되고 있다. 영국이 석탄 중심의 전력 구조에서 벗어나 풍력 중심의 탄소중립형 전력 체제로 빠르게 전환할 수 있었던 데에는 몇 가지 중요한 요인이 작용했다. 우선, 지리적 조건의 우수성이 핵심적인 기반이었다. 영국은 북해와 아일랜드해를 끼고 있어 연중 강하고 일정한 바람이 부는 해상 풍황 조건을 갖추고 있다. 특히 북해 연안에는 얕은 대륙붕이 넓게 펼쳐져 있어, 해저에 직접 고정하는 방식의 해상풍력 발전기 설치에 유리하다. 또한, 사회적 수용성과 정책적 전략의 조화도 중요한 역할을 했다. 영국은 초기부터 풍력 발전을 육상보다는 해상에 집중함으로써, 주민들의 소음 민원이나 경관 훼손 문제를 최소화하였다.
탄소중립을 위한 우리나라의 에너지 믹스는 어떤 모습이어야 하는가?
에너지 믹스는 단순히 다른 나라의 성공 사례를 그대로 따라 하는 것으로는 해결되지 않는다. 각 국가는 서로 다른 자연환경, 산업 구조, 정책 우선순위, 사회적 수용성을 가지고 있기 때문이다. 예를 들어, 노르웨이는 풍부한 강수량과 높은 산지를 바탕으로 전체 전력의 대부분을 수력발전으로 충당할 수 있다. 영국은 연중 강한 바람이 부는 편서풍 지대에 위치하고 있으며, 얕은 대륙붕이 넓게 펼쳐져 있어 해상풍력 발전에 매우 유리한 입지 조건을 갖추고 있다. 이런 물리적 조건이 영국의 풍력 중심 에너지 전환을 가능하게 한 중요한 배경이 되었다.
반면, 우리나라는 산지가 많고 인구 밀도가 높아 대규모 재생 가능 에너지 시설을 설치할 수 있는 부지가 제한적이다. 태양광과 풍력은 날씨에 따라 출력이 달라지는 간헐성 문제도 안고 있으며, 에너지 수요가 높은 산업 중심 국가로서 안정적인 전력 공급이 무엇보다 중요하다. 따라서 우리나라의 에너지 전환은 단순한 기술 도입이나 해외 사례의 모방이 아니라, 우리 사회가 처한 현실을 반영한 전략적 판단에 기초해야 한다. 이상적인 에너지 믹스는 자연 조건, 경제 구조, 기술 역량, 사회적 수용성 등 복합적인 요소를 고려해 ‘우리에게 맞는 방식’으로 구성되어야 하는 것이다.
[학생활동] 탄소중립을 위한 우리나라의 에너지 믹스는 어떤 모습이어야 하는가? 바로가기
4. 모두를 위한 탄소중립, 가능할까?
에너지 전환, 모두에게 같은 변화일까?
탄소중립을 위한 에너지 전환은 세계적 과제이자 우리 사회의 중요한 목표이다. 하지만 변화의 방향이 옳다고 해서 그 변화가 모두에게 공평하게 다가오는 것은 아니다. 어떤 지역은 기회를 얻지만, 어떤 지역은 피해를 입기도 한다. 누구에게 변화의 부담이 전가되는가, 어떤 지역이 전환의 희생이 되는가를 함께 따져봐야 진정한 전환이 될 수 있다. 이것이 바로 '정의로운 전환(Just Transition)'이 필요한 이유이다.
제주도: 탄소 없는 섬을 향한 실험실
제주도는 우리나라에서 가장 먼저 에너지 전환을 실험하고 있는 지역이다. 'Carbon Free Island 2030'을 목표로, 화석연료 사용을 줄이고 재생 가능 에너지 중심의 체계로 바꾸고자 노력하고 있다. 실제로 전국에서 풍력발전 비율이 가장 높으며, 전기차 렌터카 전환, 에너지 자립 시범사업 등이 활발하게 추진되고 있다. 그러나 이 과정에서 새로운 문제도 드러나고 있다. 해안과 중산간 지역에 설치된 대규모 풍력단지는 경관 훼손, 소음, 주민 동의 부족 등으로 지역사회의 반발을 불러일으켰다. 기술적으로는 탄소를 줄이고 있지만, 사회적으로는 갈등을 증가시키고 있는 것이다.
이러한 문제는 제주도뿐 아니라 전국 농촌 지역에서도 공통적으로 나타납니다. 외지 자본이 들어와 태양광과 풍력 시설을 설치하고 이익을 가져가지만, 지역 주민은 환경 피해와 정서적 소외를 감당해야 한다. 이처럼 '누가 결정하고, 누가 이익을 얻으며, 누가 희생되는가'의 문제는 에너지 전환이 단지 기술이 아니라 사회 구조의 문제임을 보여준다.
[학생활동] // 생성형 인공지능 활용 // 우리나라 풍력발전단지는 어디에? 바로가기
충남: 석탄화력의 중심에서 전환을 고민하다
충남은 전국 석탄화력발전소의 절반이 위치한 지역이다. 수도권에 공급되는 전기를 위해 수십 년간 대기오염, 건강 피해, 지역 낙후를 감내해 온 곳이다. 이제 탄소중립이라는 국가 정책 아래 이들 발전소가 폐쇄되기 시작하면, 지역 사회는 일자리, 경제, 생활 기반 전체가 흔들리는 위기에 직면하게 된다. 실제로 충남 보령과 태안에서만 수조 원대의 생산유발액이 감소할 것으로 전망된다. 이러한 변화는 단순히 공장 하나의 폐쇄가 아니라, 지역 공동체 전체의 해체를 의미한다. 그래서 발전노동자들과 지역사회는 "기후도 살리고, 노동자도 살리고, 지역도 살리는 정의로운 전환"을 요구하고 있다.
[학생활동] // 공간정보웹서비스 활용 // 지역별(광역시/도별) 전력자립도 조사 바로가기
농촌 태양광: 기술보다 앞서야 할 절차적 정의
농촌 지역에서는 태양광 발전 설비가 경작지를 대체하면서 새로운 갈등이 발생하고 있다. 외부 자본에 의해 설치된 발전소는 지역 주민의 동의 없이 이루어지는 경우가 많고, 그 수익 역시 지역에 환원되지 않는 경우가 대부분다. 그 결과 지역 주민은 경관 훼손, 소음, 생태계 교란, 정서적 소외 등 다양한 피해를 겪고 있다. 이러한 문제는 에너지 전환의 핵심이 단순한 기술 설치가 아니라는 점을 잘 보여준다. 주민의 동의와 참여, 이익 공유가 없으면 아무리 친환경 기술이라도 그 지역에서는 '불편한 변화'일 수밖에 없다. 그래서 정의로운 전환은 기술이 아니라 '절차와 구조'의 문제이다.
기술이 아닌, 공간의 정의를 생각할 때
탄소중립을 위한 기술적 변화는 필요하다. 하지만 그보다 더 중요한 것은 이 변화가 누구에게 어떤 부담을 주는지 따져보는 것이다. '정의로운 전환'이란 말은 단지 멋진 구호가 아니라, 진짜 사람들의 삶을 지키기 위한 원칙이다. 지역 주민의 동의 없이 진행되는 태양광 설치, 발전소가 사라지며 붕괴되는 지역 경제, 바람이 불지만 수용되지 않는 풍력 단지. 모두 정의롭지 못한 전환의 결과이다. 앞으로 기술적 해결책뿐 아니라, 사회적 수용성과 공간적 정의를 함께 고민해야 한다. 그것이야말로 진짜 '탄소중립 사회'로 나아가는 길이다.
[학생활동] "역할극" 기후변화 재판 바로가기
공간정보기술 활용
"우리나라에서 탄소를 가장 많이 배출하는 지역은 어디일까?"
우리나라에서 탄소를 가장 많이 배출하는 지역은 어디일까? 공장이 몰려 있는 산업도시일까, 아니면 차량이 많은 대도시일까?
이런 궁금증은 단순한 추측이 아니라, 실제 데이터를 통해 확인할 수 있다. 국토교통부 탄소공간지도시스템(https://www.carbonmap.kr)을 활용하면, 건물, 수송, 토지이용 등 도시 내 활동별로 발생하는 탄소배출량을 지역 단위로 자세히 살펴볼 수 있다.
또한, 서울특별시 에너지 정보 사이트(https://energyinfo.seoul.go.kr/main/main)를 이용하면, 서울시의 구별 에너지(전기, 가스 등) 사용량과 온실가스 배출량을 지도로 쉽게 확인할 수 있다. 특히 '햇빛지도' 서비스를 통해, 자신이 사는 지역에 태양광 발전시설을 설치했을 때 얼마나 전력을 생산할 수 있는지까지 계산해볼 수 있다.
'4단원' 카테고리의 다른 글
[자료] 세계 자연유산 - 한국의 갯벌 (1) | 2024.04.30 |
---|---|
[자료] 한국의 자연유산 - 제주 화산섬과 용암동굴 (0) | 2024.04.30 |
한지탐 [04-03] 자연재해 (1) | 2022.12.14 |
한지탐 [04-01] 세계자연유산과 보호구역 (1) | 2022.12.13 |
한지탐 [04-02] 국토의 변화와 지속가능성 (0) | 2022.11.16 |