2020년대는 탄소중립을 향한 에너지전환의 시대로 기억될 것이다. 우리나라는 물론 전세계가 탄소중립을 채택하고 있다. 2019년 타임지 올해의 인물인 스웨덴의 청소년 환경운동가 툰베리의 “나의 꿈을 빼앗지 말라”라는 외침에 탄소중립이 답하는 모양새다.

생물학자들은 해수면 온도가 지금보다 6도 상승하는 2300년에는 해양 생물의 50%가 사라질 것이라고 경고한다. 그러니 2100년 지구 온도 상승을 섭씨 2도 이내로 제한하자는 파리기후협약에 190여개국이 가입한 것이다.

온도로 제시된 파리기후협약은 달성 방법이 애매했으나 탄소중립 개념의 등장으로 구체적인 정책수단을 갖게 됐다. 탄소중립의 어려움은 탄소를 흡수하는 방안이 별로 없기 때문이다. 탄소흡수 방법은 삼림 조성이나, 화학적 방법으로 탄소를 포집하는 것 뿐이다.

탄소포집은 흡수체를 이용하여 연소배기 가스에 포함된 이산화탄소를 흡탈착 방법으로 분리하거나 연소 전에 석탄 가스화 또는 LNG 개질반응 과정에서 수소를 생산하면서 이산화탄소를 포집하는 것이다. 화석연료를 순수 산소로 연소시키고 고농도 이산화탄소를 포집하는 방법도 있다.

그러나 어느 방법이건 그 비용이 작지 않다. 매우 낙관적으로 보더라도 영국의 탄소포집저장협회 (CCSA)에 의하면 탄소포집 비용이 2020년대에는 이산화탄소 톤당 40에서 60달러 수준으로 낮아질 것이라고 하나 발전용 석탄 가격이 톤당 50에서 100달러 사이인 것을 보면 석탄발전의 비용이 최소 50%이상 오를 것임은 자명하다.

탄소포집 기술의 실용화가 어렵다는 것은 우리나라의 온실가스로드맵을 봐도 알 수 있다.

현재 탄소포집은 실용화 되지 않고 있다. 다만 2030 온실가스 로드맵에서는 2030년에 탄소포집으로 저감 가능한 탄소량을 천만톤으로 제시하고 있다.

2018년 전력 부문에서 배출된 이산화탄소가 2억7천만톤 가량이니 탄소포집으로 저감할 수 있는 온실가스량의 한계를 알 수 있다.

전 세계적으로 석탄, LNG, 석유를 이용한 화력발전의 비중은 65% 수준이다. 우리나라 역시 2019년에 석탄발전이 40%, 가스발전이 25%으로 세계 평균과 비슷하다.

그러나 산업혁명이래 인류발전의 견인 에너지였던 화석에너지의 미래는 어둡다. 국제에너지기구는 2050년 탄소중립 시나리오에서 화력발전은 재생에너지와 원자력발전으로 전면 대체될 것으로 예상한다.

미국의 그린 뉴딜에도 전력생산의 무탄소화는 최우선 순위에 들어 있다. 화력발전의 돌파구는 시장 경쟁력 있는 탄소포집활용 기술개발에 달려 있으나 그 전망은 밝아 보이지 않는다. 

전통적으로 화력과 원자력은 발전 산업의 두축이고 기계설비산업의 핵심분야이기도 하다. 그 중 화력발전 산업이 탄소중립을 맞아 변화를 피할 수 없는 시기에 있다.

화력발전 산업이 재생에너지 산업으로 전환하는 것은 기술 배경이 달라 쉽지 않다. 특히 태양광 발전은 풍력발전 보다 기술적으로 더 멀다. 풍력발전은 기계제작과 토목건설을 기반으로 해서 화력발전산업의 인프라 활용에 그나마 낫다.

또 탄소포집을 전제로 하기는 하나 국제에너지기구는 바이오에너지를 이용한 전력생산은 증가할 것으로 보고 있다.

원자력 발전 역시 탄소중립 달성을 위해 매년 1 GW급 원전 24기를 지어야 할 것으로 예측하고 있다. 화력발전과 원자력발전은 원자로 부분은 달라도 전기생산 부분은 같다.

석탄과 가스를 이용한 전통적인 화력발전산업이 탄소중립으로 하향하는 변곡점에 있다. 이를 돌파하려면 풍력, 바이오에너지, 원자력 등에 보유하고 있는 산업인프라를 어떻게 활용할 지 고민이 필요한 때다.