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사회환경

2050 탄소중립? “한국, 이대로 가면 온실가스 3~5억t 내뿜어”

등록 :2021-05-13 14:25수정 :2021-12-28 20:41

카이스트 엄지용 교수팀·기후솔루션 공동 분석
‘2050 탄소중립’ 가려면 재생에너지 20배 늘려야
“NDC 강화·탄소세 등 다양한 정책수단 써야”
온실가스 배출의 주범으로 꼽히는 석탄발전소. 게티이미지 뱅크
온실가스 배출의 주범으로 꼽히는 석탄발전소. 게티이미지 뱅크

지금까지 나온 정부의 온실가스 감축 정책과 목표로는 2050년에도 3~5억t의 온실가스가 배출될 수밖에 없어 ‘2050 탄소중립’ 달성이 불가능하다는 국내 연구진의 모델링 분석 결과가 처음 나왔다. 이 분석은 2050 탄소중립 시나리오에 대한 모델링에 기초했다.

분석 결과를 보면, 2030년부터 석탄 발전을 퇴출하고 2050년까지 재생에너지 발전량이 2020년 대비 20배, 신속한 출력 조절이 가능한 양수발전과 같은 유연성 전원이 2.5배 늘어나야 탄소중립이 가능하다. 경직성 전원인 원자력발전소의 가동이 더욱 어려워지게 된다는 의미기도 하다.

카이스트 녹색성장대학원 엄지용 교수와 사단법인 기후솔루션은 13일 발표한 ‘2050 탄소중립 전환 시나리오’ 보고서에서 한국형 에너지-경제-환경 통합평가모형(GCAM-KAIST 1.0)을 적용한 이런 분석 결과를 공개했다.

한국형 통합평가모형은 연구팀이 유엔 기후변화정부간협의체(IPCC) 보고서 등 기후변화 연구에 널리 사용되는 통합평가모형(GCAM)에 한국의 정책과 기술 현황 등을 반영해 구축한 것이다. 2030년까지의 감축 목표를 담은 지금의 국가결정기여(NDC)를 모두 이행해도 탄소중립에 도달하지 못한다는 지적은 국내외에서 여러 차례 있었으나 국내에서 개발한 통합평가모형 분석을 통해 구체적으로 발표되기는 처음이다.

연구팀은 △현재의 에너지 정책 유지 △현재의 NDC 목표 달성 △탄소중립 등 3가지 시나리오를 구성한 뒤, 시나리오별로 2010년부터 2100년까지 5년 단위로 시뮬레이션을 진행했다.

분석 결과 현재 정책을 유지하는 경우 2030년에 약 7억t의 온실가스가 배출돼 NDC 목표(약 5억3600만t)를 크게 초과하고, 2050년에도 약 5억t의 온실가스를 배출하게 될 것으로 나타났다. 또한 NDC 목표를 달성하는 시나리오에서도 2050년 온실가스 배출량이 약 3억t을 기록해, 순 배출량이 0이 되는 탄소중립에 도달하지 못하는 것으로 나타났다. 2050년까지 탄소중립을 위해 매년 균등한 감축 노력을 해 나간다고 전제할 경우 2030년 배출량은 4억8100t을 넘으면 안 되는 것으로 분석됐다.

‘2050 탄소중립 전환 시나리오 보고서’ 시나리오별 온실가스 감축 경로
‘2050 탄소중립 전환 시나리오 보고서’ 시나리오별 온실가스 감축 경로

2050 탄소중립 달성 시나리오에서는 전력 수요가 현재 정책을 지속하는 시나리오에 비해 약 80% 급증하는 것으로 나타났다. 주로 건물과 수송 부문의 급속한 전기화에 따른 이런 전력 수요를 탄소중립 시나리오에 맞춰 충당하려면 풍력과 태양광과 같은 재생에너지 발전량이 2020년 대비 2030년까지 7배, 2050년까지 20배 늘어나야 할 것으로 분석됐다. 전력 부문에서는 안정적인 전력망 운영을 위해 재생에너지의 변동성에 대응할 수 있는 유연성 전원도 2020년 대비 약 250% 증가해야 할 것으로 분석됐다. 이 시나리오에 따르면 석탄 발전은 2030년이 되면 전체 발전량의 10% 수준까지 떨어지며 퇴출 수순에 들어가게 된다. 이에 따라 출력 조절이 힘든 대표적 경직성 전원인 원자력 발전도 조기 퇴출 압력을 받게 될 것으로 보인다.

가동이 불가피한 바이오매스와 가스발전소 등에서 이뤄지는 온실가스 배출을 상쇄할 바이오에너지 탄소 포집·저장기술(BECCS)과 공기 중 탄소포집 기술(DAC) 등 탄소 순흡수기술(NETs)도 적용돼야 할 것으로 분석됐다. 탄소중립 시나리오에 따르면 전력 부문에서만 2045년부터 2050년까지 약 8억8000만t의 이산화탄소 포집·저장이 이뤄져야 한다.

또 2050년까지 탄소중립으로 가는 과정은 큰 폭의 탄소 가격 증가를 수반할 수밖에 없을 것으로 분석됐다. 탄소가격은 현재의 NDC 목표를 달성하는 것에 비해 약 2~3배 빠른 속도로 상승할 것으로 예상됐다. 2050년 탄소중립을 달성했을 때의 탄소 가격은 톤당 385달러로, NDC 목표만 달성했을 때의 가격 103달러의 3배가 넘을 것으로 분석됐다. 특히 탄소포집기술이 경제성을 확보해 적용되지 못한 상태에서는 톤당 550달러 수준까지 올라갈 것으로 예상됐다.

‘2050 탄소중립 전환 시나리오 보고서’ 시나리오별 탄소 가격 추이
‘2050 탄소중립 전환 시나리오 보고서’ 시나리오별 탄소 가격 추이

연구팀은 “이번 연구로 현재 정책이나 NDC를 유지하면 2050 탄소중립 달성에 실패한다는 것이 명백히 드러났다”며 “2030년 NDC를 강화하고 탄소세 도입 등 다양한 정책 수단을 조속히 도입해 지속적으로 강화해 나갈 필요가 있다”고 밝혔다.

이번 분석 결과는 국회 그린뉴딜연구회 주최로 14일 국회에서 열리는 ‘한국형 통합평가모형 기반의 2050 탄소중립 달성 시나리오 토론회’에서 집중 논의될 예정이다.

김정수 선임기자 jsk21@hani.co.kr
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