정보 탈원전은 가능할까?
1. 각국의 전력 생산
2. 한국에서 재생에너지 이용이 힘든 이유
3. 대안
4. 결론
★ 독일(탈원전)
설비비중
2010년 : 원전 12%, 화력 49%, 풍력 17%, 태양광 11%, 수력 7%
2016년 : 원전 5%, 화력 40%, 풍력 25%, 태양광 20%, 수력 6%
발전량 기준
2010년 : 원전 22%, 화력 59%(석탄43%, 가스 14%, 석유 2%), 풍력 6%, 태양광 2%, 수력 4%, 재생에너지 7%
2016년 : 원전 13%, 화력 55%(석탄42%, 가스 12%, 석유 1%), 풍력 12%, 태양광 6%, 수력 4%, 재생에너지 10%
재생에너지 비율을 늘려 2050년까지 전체 전기소비 비중의 80% 이상을 목표로 하고 있다.
2016년 독일의 가정용 전기요금은 OECD 내에서 덴마크에 이어 두 번째로 높다. 한국의 유류비 처럼 세금 비중이 높아서 전기세가 비싸다. 세금을 받아서 재생에너지 보조금으로 사용하고 있다. 독일 가정용 전기요금은 최근 12년간 50%, 2000년 이후로는 200% 올랐다.
원자력 발전을 줄이고 저질 석탄(갈탄) 화력 발전이 40%에 달해서 욕을 먹었다. 그래서 탈석탄을 선언하고2038년까지 석탄 화력 발전소를 모두 없애기로 하였다.
독일 동부지역에 풍력 터빈의 1/3이 있어서 전력 공급의 과부하로 정전위험성이 있다. 과잉생산된 전력을 소비하기 위해서 타국에 원가 이하의 가격으로 전기 수출을 한다. 밤과 여름에 발전량이 부족해지면 프랑스(원자력), 스웨덴 등에서 전력을 수입 하기도 한다. 전력을 싸게 수출하고 비싸게 수입하는 것이다. 독일이 손해를 보면서 전기를 수출하는데 원가는 무시하고 전기를 수출하기 때문에 전기로 돈을 번다고 하는 기사들이 상당하다.
재생에너지를 안전적으로 전력을 공급하기 위해서는 전력저장 장비인 대규모 배터리 설비(ESS)를 설치해야 된다. 독일은 프랑스의 원전과 다른 나라의 발전을 예비 전력으로 사용하고 있다.
북부(해양)와 동부지역의 전기를 자국내에서 사용하려면 대규모 송전망을 구축해야 되는데 주민반대가 심하다고 한다. 한국에서도 경남에 있는 원전에서 생산한 전기를 수도권으로 보내기 위해 초고압선 공사를 강행하여 문제 되었다. 울진 원자력발전소와 충남 당진 화력발전소에서 초고압선으로 경기도로 전력을 공급하고 있다.
독일은 한국의 수도권과 같다. 자기들이 사는 곳에 위험한 원자력이나 더러운 화력을 안 지어도 다른 지역(충남-화력, 전라도+경상도-원자력)에 있는 발전소에서 전력 수급이 가능하다. 그리고 높은 전기세와 GDP가 있기 때문에 적자가 나도 버틸수 있다.
한국전력이 탈(脫)원전 정책에 따른 전력 수급 불안을 막기 위해 중국(웨이하이)과 러시아(블라디보스토크), 일본으로부터 전기를 수입하는 방안을 추진하고 있다.
★ 프랑스
원자력 발전 75%, 수력 11%, 화력발전 6%
2025년까지 원자력 발전 비중을 50%로 줄이는 에너지전환법을 2015년 제정
재생에너지 비중을 2020년 23%, 2030년 32%로 확대 할 예정이다.
★ 미국 (2014년 말 기준)
화력발전 73%, 원자력(9%), 수력(9%), 친환경(8%)
석탄발전을 줄이고 가스발전을 증가시키고 있다.
보조금 때문에 풍력 발전 설비가 꾸준하게 증가중이다.
미국의 풍력 잠재력은 세계 3위로 독일의 20배 중국의 2배에 이른다. 인구밀도가 낮고 빈 땅이 많아서 태양광 발전도 유리하다.
미 에너지정보청(EIA)은 2050년까지 재생에너지 38%·천연가스 36%·석탄 13%·원자력 12%로 분석하고 있다.
★ 중국(2017년 기준)
화력 발전 60%, 수력(19%), 원자력(2%), 풍력(9%), 태양광(7%)
석탄으로 인한 환경오염 문제로 원전을 많이 건설중이다.
2030년까지 원자력발전 규모를 전체 전력생산의 8~10%에 달하는 1억2000만~1억5000만kWh로 확대할 계획이다. 석탄발전소도 464기를 추가로 건설 예정이다.
★ 일본 (2018년 기준)
전체 발전의 29%를 차지하던 원자력을 사용하지 못하게 되면서 화력발전 비율이 85%(2015년)까지 올랐다.
2018년 기준으로 화력발전이 75%(석유 5%, 석탄 30%, 가스 40%)로 화력 발전에 의존하고 있다. 수력 발전 10%, 재생에너지 19%이다.
2030년 재생에너지 전원비중 목표를 22~24%로 설정하였다. 태양광 4%, 풍력 1.7%등이다. 원자력은 20%를 목표로 하고 있다.
★ 한국 (2018년)
화력 발전이 60~70%(석탄 40% 이상), 원자력 25~30%, 신재생 5~6%.
재생에너지 발전 비중을 2030년에는 20%, 2040년에는 최대 35%로 늘리기로 하였다.
최근 원자력 발전의 비중이 줄고 LNG화력 발전이 늘었다. 재생에너지 발전은 보조금은 많이 들어가고 5~6%대라 의미가 없다. 재생에너지 발전 중 75%를 차지하는 건 폐기물이나 폐목재를 연료로 활용하는 바이오매스 발전(화력)이다. 태양광은 10%, 풍력은 4% 수준이다.
전체 발전량으로 따지면 태양광과 풍력을 다 더해도 1%에 미치지 못한다.
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<원자력 대체 발전소의 문제점>
화력 : 대부분의 국가에서 40~60%의 발전량을 책임지고 있다. 석탄을 사용하면 환경 오염이 심하다.
수력 : 물이 많아야 가능하다. 건설시 환경을 파괴한다.
조력 : 생태계가 파괴되고 발전 효율이 낮다.
지열 : 가능한 지역이 얼마 없다. 지진을 유발한다.(포항)
풍력 : 설치과정에서 환경이 파괴된다. 심각한 소음 공해를 일으킨다. 생태계(조류)에 악영향을 준다.
태양광 : 공간을 많이 차지한다. 패널 제작과 폐기 과정에서 환경오염된다. 설치 할때 환경을 파괴한다.
바이오연료 : 식량을 에너지로 사용. 생산의 한계.
친환경 대체 발전은 지형과 환경 조건이 가장 중요하다. 보통 사람이나 동물이 살지 않는 넓은 지역을 필요로 한다.
태양광은 낮에만 사용할수 있고, 풍력은 바람이 불어야 가능하다. 발전량을 조절 할수 없기 때문에 대규모 배터리 단지가 필요하다.
바이오매스 쪽도 문제가 많다. 한국의 바이오매스는 대부분 나무인데 산에서 썩어야 되는 나무를 가지고 왔을 때 생태계에 어떤 영향을 끼칠지 알수가 없다. 그리고 나무의 양에는 한계가 있다. 인구가 증가해서 나무가 부족해지니 석탄이나 석유를 사용하고 비닐봉지를 만든 것을 생각해보면 얼마나 말이 안되는지 알것이다.
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<한국에서 풍력 발전이 가능한가? >
국가별 풍력 발전 설비 용량
단위 : GW, 2016년 기준
| 순위 | 국가 | 발전 설비 용량 |
| 1 | 중국 | 168.7 |
| 2 | 미국 | 82.0 |
| 3 | 독일 | 50.0 |
| 4 | 인도 | 28.3 |
| 5 | 스페인 | 23.0 |
| 29 | 한국 | 1.0 |
풍력 잠재력 (단위 : TWh)
| 국가 | 풍력 잠재력 |
| 러시아 | 143,000 |
| 캐나다 | 99,000 |
| 미국 | 88,000 |
| 중국 | 43,600 |
| 영국 | 10,600 |
| 독일 | 4140 |
| 한국 | 1120 |
육상풍력만 따지면 우리는 독일의 4% 수준이다. 해상풍력도 바람이 강하게 부는 제주도에서나 겨우 본전을 건질 수 있다.
관리 : 유니슨(주) → 맥쿼리 사모펀드 (200억에 인수)
면적 : 16만6117㎡의 부지
사업비 : 675억원
관리 : 악시오나(스페인) → 맥쿼리 사모펀드
사업단지가 21만5천766㎥(국가 소유 85% )
사업비 : 1800억원
년 매출 : 220~230억
영업이익 : 80~100억
국가에 년간 수백만원의 토지 사용료 지급. (순이익이 높은 이유1)
고용 수~수십명.
세금은 수천만원.
영업이익률이 50%달하고 매년 100억을 버는데 자본 잠식상태로 매각이 됨.
맥쿼리
2013년 1620억에 인수
572억원 전환사채를 발행
원래 이자율이 5.58~9.65%였으나 13~30% 으로 바꾸고 총 800억의 이자를 받감.
적자 누적.
삼탄(삼천리)에 1천900억원 받고 매각.
<한국 풍력 발전의 문제점>
설비는 20년 지나면 가치가 0원이 되고 발전량은 꾸준하게 저하된다.
20년 후 건설비의 2배 정도 자연 복원 비용이 든다.
정부에서 세금으로 보조금을 받아도 태양광 발전은 10년, 풍력은 20년해야 이득이다. 복구 비용까지 생각하면 적자다.
풍력 발전이 순이익이 높은 것은 땅을 거의 공짜로 사용하고 한전이 비싸게 전기를 사주기 때문이다.
토지 비용을 정상적으로 내고 전기를 판매가와 동일하게만 잡아도 마진이 급격하게 감소한다.
< 해상 풍력 발전은 가능 한가? >
독일이나 영국은 해상 풍력을 주력으로 개발하고 있다. 한국은 제주도에서 해상 풍력 단지를 실험하고있다.
해상 풍력 발전의 장점 : 공간이 많다. 소음공해에 자유롭다.
해상 풍력 발전의 단점 : 설치비용이 2배 이상, 어업활동에 지장, 선박 충돌 우려, 부식, 높은 수리 및 관리 비용
그나마 가능성이 있는 곳이 제주도인데 바람이 많이 부는 날은 과부하가 걸려서 발전기를 정지시켜야 한다. 유럽과 다르게 매년 태풍도 온다. 유럽처럼 전력이 남아도 팔수가 없기 때문에 한계가 있다.
초고압 송전 기술은 ABB(스위스·스웨덴), 알스톰(프랑스), 지멘스(독일)등 유럽의 나라가 독점하고 있고 한국의 기술은 초기 수준이다. 본토나 일본에 팔기위해 설비를 한다면 배보다 배꼽이 커지게 된다.
바람이 많이 불고 사람이 안사는 넓은 토지가 있다면 매우 매력적이지만 아쉽게 한국에서는 상당히 힘들다고 본다.
태양광 발전도 동일한 이유로 미래가 좋은 편은 아니다. 이론적인 발전도 거의 끝나서 발전 효율이 획기적으로 증가할 가능성도 매우 낮다.
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토카막을 사용한 핵융합의 에너지 증폭률(Q) 1이 넘기는 한다. 에너지 1을 공급하면 1이상의 에너지가 발생한다는 것이다. 그럼 이득이라고 생각할 수 있지만 발전소 설비 유지보수 비용을 생각하면 적자다. 최소 10은 넘어야 상용화가 가능하고 22정도 되어야 기존의 화력이나 원자력을 대체할 수 있다. 재료인 중수소를 만드는 데도 에너지가 들어가고 삼중수소를 만드는데는 더 많은 비용이 들어간다. 그런것을 고려해서인지 실제 가동되는 핵융합 발전소의 에너지 증폭률을 40~50으로 잡고 있다.
2025~2035년에 시험 가동 예정이고, 실제 가동은 2030~2050년을 목표로 잡고 있는데 이것보다 더 걸리면 더 걸리지 빠를 가능성은 낮다.
빌 게이츠는 원전이 최적의 기후변화 해결책 중 하나라고 주장한다. 핵융합 발전이 성공하기 전까지는 다른 대안이 없기 때문이다. 테라파워사에서는 연료를 넣고 60년 동안 가동 가능한 ‘진행파 원자로(TWR)’를 개발하고 있다. ‘제4세대 소듐냉각고속로(SFR, Sodium-cooled Fast Reactor)’는 폐연료봉을 다시 연료로 사용가능해서 방사능 독성은 1/1000, 부피는 1/100로 줄일수 있을 것이라고 예상하고 있다.
연료 재처리를 하면 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 한국은 폐기장이 가득 찬 상태라서 재처리가 필수적이다. 비용은 들지만 방사능이 나오는 물질의 양을 줄일 수 있기 때문에 원전을 사용한다면 필요한 기술이고 지금도 가능한 기술이다.
※ 참고
일본과 러시아에서 폭발한 원자력 발전소는 비등경수로이다. 비등경수로 방식은 문제가 생기면 제어가 힘들고 터지면 방사능 물질 유출이 많다.
한국의 원자력 발전소는 가압경수로 방식을 사용하는데 문제가 생기면 수동으로 작동을 정지 시킬수 있어서 폭파 위험이 없다. 미국의 스리마일 섬 원자력 발전소 사고를 보면 긴급노심냉각장치(ECCS)의 작동 껏는데도 발전소가 터지지 않았다. 방사성 물질은 거의 유출되지 않았고 사망자도 없다.
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< 누가 사업을 찬성하는가? >
탈원전을 주도하는 사람들은 대부분 비전공자 출신이다. 환경운동가, 순수 인문학, 사회과학, 예체능 전공자 들이다. 이과 계통은 본인이 관련 사업을 하거나 의약학 전공자 같은 비전공자 뿐이다.
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현재 탈원전을 계속 추진하는 나라는 한국, 독일·스위스·벨기에 4개국 뿐이다. 독일이나 영국등은 해상 풍력을 주력으로 밀고 있다. 그런데 태양광·풍력 투자 또한 정체 내지 감소 추세다.
환경 오염을 문제로 석탄-화력발전은 대부분의 나라에서 줄이고 있다. 대안은 원자력이나 LNG 가스 발전 뿐이다. 바이오 연료도 있기는 하지만 식량대신 연료를 생산하는 것이고 단일 작물을 재배하는 것이라 문제가 많다. 선진국은 LNG발전을 하지만 돈과 기술력이 없는 후진국은 석탄화력발전을 할 수 밖에 없다.
다른 재생에너지 발전의 경우 더 이상 발전 효율이 높아질 가능성은 거의 없다. 규모가 커지면서 가격은 점점 떨어지고 있기 때문에 장기적으로 경제성이 생길 수는 있다. 그런데 한국에서는 적용이 불가능 하다. 한국은 지형이 복잡하여 바람의 방향이 자주 바뀌고 풍력 발전을 주력으로 하는 나라에 비해 바람이 1/2정도의 세기로 분다. 인구 밀도도 높고 산지가 많아서 풍력 발전기와 태양광패널을 설치할 곳도 없다.
현실적으로 한국에서 재생에너지 비율을 20~35% 까지 올린다는 것은 사기에 가깝다. 핵융합 발전이 2050년에 성공한다면 현재 재생에너지 개발은 돈낭비가 되어버린다. 보조금을 제외하면 적자 산업이고 발전 가능성도 별로 없다. 외국에서 사업하기 위해서 기술 연구 개발한다면 이해는 가지만 중국과 독일에 비해 기술이 좋은 것도 아니다.
마지막은 전기요금문제다. 한국은 전기세가 저렴한 편인데 재생에너지 비중을 높인다면 2~3배 정도의 요금인상이 예상된다. 한국은 유럽이나 다른 나라보다 재생에너지로 발전하기 어렵기 때문이다. 원자력 발전을 LNG화력 발전으로 대체한다면 비용이 2배가량 증가하고 재생에너지 보조금 까지 고려하면 3배는 되어야 적자가 안난다.
<요약>
1. 한국은 지형이 복잡하여서 재생에너지(태양광, 풍력) 생산이 어렵다.
2. 원자력발전을 줄이면 화력발전이 증가한다. (독일, 일본)
3. 석탄화력 발전을 하면 욕먹기 때문에 비싸도 LNG 발전을 해야 된다.
4. 재생에너지를 늘리려면 전기세를 최소 2배 이상은 올려야 된다. (독일)
한국처럼 평지 부족하고 국토가 좁은 나라에서 풍력, 태양열 발전 하자는 애들은 진짜 노답임.