인류가 탄생하기 수 천만년 이전부터 지구 생태계의 평형과 평화로움을 제공해 온 숲과 땅, 그리고 바다와 대기는 불과 일백수십여 년 전에 시작된 에너지 이용 방식의 변화(산업혁명) 이후, 인간의 자연 우위 정복사상과 더불어 지나친 욕심, 이기심은 심각한 환경문제를 야기했다. 이에 눈앞에 펼쳐지는 환경오염의 심각성을 알고 이를 막기 위해 국제연합기구가 여러 가지 노력과 국제간 합의를 했으나 아직 효과적인 결과를 도출해 내지 못하고 있다. 이미 4차 산업혁명에 들어선 책임있는 부자 국가들은 여전히 환경보호를 앞세우고 있긴 하지만, 자국의 이익 보호에 더 열심이다.
지구온난화 핵심 물질인 탄소 물질(이산화탄소, 메탄 등)의 제거 및 저감 방법으로는, 지금까지 주력 에너지원으로 사용해 온 화석연료 대신 ‘대체에너지’로 바꾸는 방법과 대기 중으로 내놓는 온실 기체에 대응할 만큼의 양을 상쇄할 수 있는 방안인 ‘탄소 상쇄법(Carbon Offsetting)’, 그리고 생활 속에서 찾아볼 수 있는 ‘에너지 절약법’이 있다.
우리나라의 경우 법률상 신에너지와 재생에너지로 나눈다. 신에너지의 종류에는 수소에너지, 연료전지, 석탄 액화가스 에너지 등 기존에 없던 새로운 에너지원이 있다. 재생에너지는 태양, 풍력, 수력, 해양, 지열, 바이오, 폐기물 에너지 등 자연의 힘이나 폐기물 등을 활용한 에너지를 의미한다. 이를 묶어 ‘신·재생에너지’라고 부른다. 신·재생에너지는 우리나라에서만 사용하는 개념이며, 국제적으로는 재생에너지(Renewable Energy)로 통용된다. 재생에너지에 대해 국제적으로 합의된 정의는 없으며 통계 기준도 나라마다 다르다.
우리나라는 재생에너지 비중이 지나칠 정도로 낮다. 정책과 기술 부족 문제 때문으로 보인다. 지난달 모 일간지에 해외 수소 기술 보유 업체가 그들이 기술을 가지고 있다는 이유만으로 우리나라 업체 직원에게 보인 태도가 논란이 된 기사가 있었다. 수소 기술 및 설비 구매와 관련한 계약에서도 일방적으로 자기들에 유리한 조항을 요구했다는 것이다. 우리 기업과 해외 기업과의 기술적 격차를 보여준 것이다.
2021년 우리나라 태양광과 풍력발전 비중은 4.7%로 세계 평균치 10.3%에도 훨씬 못 미친다. 태양광에너지는 태양의 각도(위도)에 따라 상당한 차이가 발생한다. 최근 우리나라 기업이 참여하고 있는 적도에 가까운 오만의 태양광발전소에서의 태양광 발전 단가가 중위도 지역인 우리나라 발전 단가의 10분의 1 수준이라고 한다. 사우디아라비아 등 서부 아시아 지역의 산유국들은 이러한 재생에너지 비중을 40~50%까지 올리는 것을 목표로 하고 있다.
기후 위기에 풍력은 큰 역할을 하고 있다. 서유럽 몇몇 국가들의 풍력에너지 비중은 상당히 높다. 덴마크의 경우 풍력에너지 비중이 50%를 넘기고 있다. 미국의 경우 2020년 재생에너지 비율이 20% 정도였는데, 이는 주로 수력과 풍력발전이었다. 2021년 이후로는 풍력에너지 비중이 수력에너지를 능가하고 있다.
풍력발전기의 회전자(날개)는 바람이 접하는 면적이 힘과 비례한다. 실제로 전 날개폭이 187m인 풍력발전기의 경우, 114m인 경우보다 1.78배, 66m인 날개폭보다 4배 더 많은 에너지를 생산한다. 그러나 큰 회전자에서 나오는 저음파 소음 문제로 인해 인가 가까이에는 설치하기 어려울 뿐만 아니라 철새 이동에 방해가 되기도 한다. 또한 대형 풍력에너지 단지에는 풍력의 특성상 전기저장시스템이 요구된다.
이렇듯 풍력발전은 높은 효율의 대형 날개 제작 기술뿐만 아니라 전기저장시스템의 제작 등 상당 수준의 기술이 요구되는 것이다. 최근 몇 가지 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 날개 없는 막대형 풍력발전기, 높은 고도의 빠르고 일정한 바람을 이용하는 기술 연구 등이 진행되고 있다.
기술력을 제대로 갖추지 못한 채 밀어붙이기식 해결 방식은 해외 기술 기업의 좋은 먹잇감이 될 뿐이다. 기술 연구 개발을 우선으로 하는 국가지원 정책이 필요한 시점이다.
허황 울산대학교 명예교수
