두세 해 전에 미국 스탠퍼드대 제이컵슨 교수가 전 세계 모든 나라에서 자국의 재생에너지원만 사용해서 에너지전환을 할 수 있다고 주장한 기사를 읽었고, 기후변화행동연구소가 그의 자료를 통해 우리나라에서도 풍력과 태양광 에너지만으로 에너지전환을 이룰 수 있다는 사실을 밝혔다.^[1]

한편 우리나라의 현 정부는 재생에너지 발전 비율의 목표를 떨어뜨리고 원전과 화석에너지 의존 비율을 높였다. 100% 재생에너지로 가려는 미국과 유럽, 심지어 중국의 새로운 에너지 정책과 다른 흐름이다. 작년에는 발전된 주요 국가에서 한국만 재생에너지 설치량이 유일하게 후퇴했고 지금도 이런 흐름이 지속된다. 이런 우울한 소식을 듣는 와중에, 제이컵슨 교수가 그간의 연구 성과를 총괄하여 대중이 읽기 쉽게 설명한 ‘No Miracles Needed’를 출간했다는 얘기를 들었다. 아직 번역되지 않은 기후변화 관련 좋은 책을 읽고 공부하는 모임이 기획되어 이 책을 읽고 정리하여 기후변화행동연구소 명의로 북토크를 하게 되었다.

북캘리포니아에 살던 저자는 중학교 때 테니스 선수로 남캘리포니아에 있는 샌디에이고를 방문했을 때 경기에 방해를 줄 만큼의 심각한 대기오염을 경험하고 혹시 학문의 길에 들어선다면 이에 대해 연구할 생각을 가지게 되었다. 대학과 대학원 과정에서 대기오염에 대해 연구하다가 자연스럽게 기후변화 문제를 같이 공부하게 되어 다양한 배출원이 대기오염과 기후변화를 어떻게 초래하고 확산하는지에 대한 지역적 전 지구적 모델을 개발했다. 이 연구와 함께 대기오염과 기후변화를 방지할 방법으로써 풍력과 태양광 등 재생에너지원으로 화석연료를 대체할 방법을 계산하기 시작했다.

그는 이후 구체적인 지역과 국가, 나아가 전 지구적으로 필요한 재생에너지 발전량을 구체적 기술적 방법론과 시간표로 이루어진 로드맵을 작성하기 시작했다. 가령 캘리포니아에서 2050년까지 운송, 건물, 산업 등에 필요한 모든 에너지를 전기로 충당하고 그 전기를 모두 해-바람-물의 재생에너지원으로 생산해내는 로드맵을 작성했고 이에 캘리포니아주 정부는 2030년 60%, 2045년까지 100% 이를 성취할 것을 법률화했다. 미국 50개 주 전체, 수백 개의 도시, 미국 전체의 전환 로드맵을 작성하여 16개의 주와 200개 이상의 도시에서 전환 법제화가 이뤄졌다.

이런 성과 뒤에는 그의 치밀한 계산, 명확한 전망과 함께 전체론적 접근이 있다. 에너지전환을 위한 수많은 기술을 하나하나 따지기 전에 100% 안전하고 깨끗하며 재생가능한 해-바람-물 에너지원으로 전환한다는 상위의 목표를 설정한 다음 그것을 실현할 수 있는지 치밀하게 계산하여 과학적으로 증명한 다음, 이와 다른 방식으로 제안되는 대안적 기술을 검토했다. 가령 기후변화의 위험을 원자핵 발전의 위험으로 대체해도 되는가, 탄소 포집 후 사용 혹은 저장(CCUS)이 실제 탄소 배출량을 줄이는가, 지구공학(geoengineering)이 부작용을 일으키지 않는가에 대해 검토한다. 이런 대안적 제안은 해-바람-물 해결책보다 비용이 더 많이 들고 안전하지 않으며 지속가능하지도 않다는 점을 논증한다.

한편 해-바람-물 전기는 총량 면에서는 충분하더라도 변동성이고 지역적이어서 원하는 시점과 원하는 장소에서 필요한 에너지를 제공하기 힘들다. 더구나 전기는 생산되는 즉시 그만큼 소비되어야 한다. 이런 전기를 언제 어디서든 쓰는 데 필요한 것이 에너지저장장치이다. 현재 배터리 등 에너지저장장치가 눈부시게 발전 중이고, 그 비용은 대량생산과 함께 급격히 하락해 왔다. 전기가 남아돌 때 녹색수소를 만들어 저장할 수도 있다. 고압직류송전은 원격으로 바다로 떨어져 있는 지역 간에 전기를 큰 손실 없이 해저로 운송하는 데에 큰 도움을 준다.

에너지저장장치 비용을 감당할 수 있는 수준으로 줄이는 것이 다양한 전력망이다. 소규모 공동체가 자체 발전소 및 에너지저장장치와 함께 마이크로전력망을 이룬다면 안전하고 값싼 전기를 사용할 수 있게 할 뿐만 아니라 저개발 국가의 오지에도 새로이 전기접근권을 부여할 수 있다. 이와 함께 여러 국가의 전력망을 묶는 슈퍼그리드는 각 지역의 변동성 전원의 평균화를 이끌어 전력저장장치의 설치량을 줄이고 남아돌 때 버리는 전기도 줄일 수 있다. 효율화와 저비용화를 동시에 달성하게 한다. 대규모 석탄, 천연가스 화력발전소나 원자핵 발전으로 단일 국가에서 단일 전력망으로 모든 사용자를 동시에 묶는 방식에서 벗어나, 소규모 공동체, 지역, 국가, 국가 간 중층적 전력망이 상호 독립하면서 서로에게 의지하는 방식으로 변모할 것이다. 이는 에너지 안보를 향상할 수 있다.

저자는 이 책을 통해 단순명쾌하게 목표를 제시하면서 그 목표를 단 하나도 훼손하지 않으면서 장기적으로 가장 값싼 해결책을 전체론적으로 제시했다. 어릴 때부터 꿈이었던 대기오염 방지, 학문을 시작하면서 꿈꾸었던 기후변화 방지, 최근에 이슈가 되는 에너지안보와 지속가능성 등 모든 목표에 부합하는 해결책은 해-물-바람의 에너지와 녹색수소를 포함한 에너지저장장치라는 사실이다. 다른 제안들은 이 세 목표 중 하나 이상을 훼손하면서도 비용이 더 많이 든다는 점을 논증했다.

마지막으로 덧붙이고 싶은 것은 전 지구적 로드맵에서 우리나라(South Korea)를 모델링한 결과를 보면 2050년 에너지비용이 주요 선진국보다 높다는 점이다. 일본보다도 더 높다. 이는 좁은 면적에 인구밀도가 높은 나라가 독립 전력망을 구성할 때 생기는 문제다. 에너지저장장치의 비용이 다른 나라보다 많이 들고 생산된 전기에서 과잉되어서 버리는 비율도 높다. 이에 대한 해결책은 주변 국가와의 평화적 관계를 이루어 유지하면서 국제 슈퍼그리드를 창출하는 것이다. 기후위기 해결이 결코 홀로 떨어져 있는 이슈가 아니라 인류의 보편적 가치인 평화 및 공존과 함께 간다는 점을 보여준다.

북토크를 위해 본 내용을 발표용 슬라이드 파일로 정리했다. 이에 대해서는 다음 자료를 참조하면 된다. https://bit.ly/NoMiraclesNeeded

[1] 김재삼. (2020). 한국과 독일의 에너지전환 비교. Klima, 165, 8–16.

김재삼 기후변화행동연구소 전문위원