대한민국 탄소중립의 현실과 미래 - 최종현학술원 과학기술혁신 시리즈 4

대한민국 탄소중립의 현실과 미래 - 최종현학술원 과학기술혁신 시리즈 4

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Description
탄소중립이라는 도전을
어떻게 기회로 바꿀 것인가?
날로 심각해지는 기후변화와 에너지 위기 속에서 2050년 탄소중립 목표를 달성하기 위해 세계 각국이 치열한 노력을 경주하고 있다. 《대한민국 탄소중립의 현실과 미래》는 21세기 가장 중요한 화두로 떠오른 ‘탄소중립’과 관련한 다양한 첨단 기술과 시사 이슈를 다룬 책이다. 에너지, 국제관계, 환경과학기술 등 각 분야의 전문가 9인이 세계와 우리나라가 처해 있는 탄소중립의 현 상황을 개괄하고, 구체적인 탄소중립 실현 방안을 다각도로 분석한다. 러시아-우크라이나 전쟁, 중동 분쟁 등 국제 정세 변화에 따른 에너지 안보 문제부터 친환경 에너지 전환을 위한 각국의 탄소중립 정책과 첨단 기술 경쟁에 이르기까지 다양한 쟁점을 살펴보고, 특히 소형모듈원자로(SMR), 페로브스카이트 태양전지, 이산화탄소 포집 및 활용(CCU) 기술 등 우리나라가 경쟁력을 가진 탄소중립 혁신기술들의 개발 현황을 소개한다. 《대한민국 탄소중립의 현실과 미래》는 탄소중립의 미흡한 현실적 문제들을 지적하고 그 해결 방안을 모색할 뿐 아니라, 탄소중립이라는 도전적 과제가 우리에게 새로운 도약의 기회가 되리라는 희망찬 비전을 제시한다.

마지막 방어선 1.5℃를 지켜라!
2050 탄소중립 목표
기후변화로 인해 전 세계가 몸살을 앓고 있다. 날로 심각해지는 기상이변과 자연재해로 인한 전 세계적 피해들은 국제사회가 더 이상의 지구온난화를 막기 위해 적극적으로 행동하도록 촉구하고 있다. IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)는 지난 2018년 특별보고서에서, 지구 평균기온을 산업화 이전 대비 1.5℃ 상승 이내로 억제해야만 더 이상의 피해를 예방할 수 있다고 발표했다. 그리고 이를 위해 2030년까지 이산화탄소 배출을 2010년 대비 45% 이상 감축하고, 2050년까지 ‘탄소중립’을 실현해야 한다는 목표를 제시했다.
탄소중립이란 기후변화의 주요 요인인 온실가스(이산화탄소)의 배출량(주로 화석연료 연소로 발생)과 흡수량(산림의 광합성 등)을 같게 만들어, 순배출을 0으로 만드는 것으로, ‘넷제로(Net-Zero)’라고도 한다. 현재 전 세계 150여 개 나라가 탄소중립을 약속하였고, 우리나라도 2020년에 2050 탄소중립 달성 계획을 UN에 제출하였다.

글로벌 에너지 위기 속에
어떻게 탄소중립 대전환을 이룰 것인가
《대한민국 탄소중립의 현실과 미래》는 에너지, 국제관계, 환경과학기술 등 각 분야의 전문가 9인이 세계와 우리나라가 처해 있는 탄소중립의 현 상황을 개괄하고, 구체적인 탄소중립 실현 방안을 다각도로 분석한 책이다.
책은 먼저 현재 세계가 직면한 두 가지 에너지 위기를 진단한다. 첫째는 에너지 안보로, 러시아-우크라이나 전쟁, 중동 분쟁, 미중 패권 갈등으로 에너지의 안정적 수급이 어느 때보다 중요해졌다. 둘째는 에너지 전환으로, 악화일로에 있는 기후변화로 인해 화석연료에서 청정에너지로의 녹색 전환이 불가피해졌다. 에너지 안보 불안을 해소하는 가운데 성공적으로 친환경 에너지 전환을 이루어내야 한다는 현 상황의 난점을 복잡한 국제 정세틀 안에서 거시적으로 분석한다.
다음으로, 탄소중립을 위해 EU, 미국, 중국, 일본, 영국 등 세계 각국이 기울이고 있는 노력을 소개하고, 특히 탄소세와 탄소관세, 탄소배출권거래제(ETS) 등 탄소중립 정책들을 개괄한다. EU나 영국 등에 비해 다소 뒤처져 있는 우리나라의 온실가스 감축목표, ETS 현황과 문제점(유동성 부족, 가격 불안정 등)을 살펴보고, 적정 여유 배출권 유지, 배출권 이월 제한 폐지, 건물/수송 부문 배출권거래제 확대, 전기요금 현실화 등의 구체적 해법을 제시한다.
1부에서는 이 밖에도 기후변화에 따른 4가지 국제적 트렌드를 소개하고, 6가지 탄소중립 실천 방안을 설명한다. 2부에서는 소형모듈원자로(SMR), 페로브스카이트 태양전지, 이산화탄소 포집 및 활용(CCU) 기술 등 우리나라가 경쟁력을 가진 탄소중립 혁신기술들의 개발 현황을 자세히 소개하고, 탄소중립이라는 어려운 도전이 우리에게 21세기 새로운 도약의 기회가 될 수 있다는 희망찬 비전을 제시한다.

친환경 에너지 기술 개발을 위한
우리나라의 주력 분야들
원자력 발전은 기존의 화석연료를 사용하는 방식에 비해 이산화탄소를 직접적으로 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 새로이 떠오르고 있다. 하지만 안정성과 폐기물 처리 문제라는 안전성의 문제도 안고 있다. 원자력 발전의 장점을 살리면서 리스크는 줄이는 방안으로 급부상한 것이 바로 소형모듈원자로(SMR)다. SMR은 기존의 대형 원자로에 비해 월등히 적은 비용으로 빨리 지을 수 있으며, 출력을 유연하게 조정해 더 안전하게 운용할 수 있다. 현재 미국, 캐나다, 러시아, 중국, 유럽 등에서 80여 종이 개발 중이며, 우리나라도 SMART, i-SMR 등 상용화 가능한 SMR 개발로 세계적 경쟁력을 갖춰나가고 있다.
신재생에너지 중 현재 가장 각광받는 분야는 태양광 발전이다. 하지만 2050년 탄소중립 에너지 전환 목표를 달성하려면 앞으로 매년 675기가와트의 태양전지를 설치해야 하는데, 현재의 실리콘 소재 전지로는 달성하기 어렵다. 이보다 성능과 단가가 더 우수한 새 기술이 절실히 필요하다. 이 책에서는 2012년 등장 후 빠르게 고효율을 달성하여 실리콘 전지의 대안으로 떠오르고 있는 ‘페로브스카이트’ 태양전지의 기술적 특성을 설명하고 상용화 전망을 살펴본다.
또한 탄소중립 기술 중 가장 대표적인 것이 탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술이다. 석유, 석탄, 천연가스 등 화석연료를 사용하는 과정에서 발생한 이산화탄소가 대기 중으로 배출되지 않도록 포집하고, 부가가치가 높은 화학물질로 전환하여 활용하고, 육상 또는 해양 지중에 영구 저장하는 기술을 총칭한다. 이 책에서는 발전소 배가스 이산화탄소 포집 기술, 이산화탄소 활용 메탄올 제조 기술, 온실가스 감축형 합성가스 및 초산 제조 기술, 바이오매스 및 이산화탄소 동시 전환을 통한 플랫폼화합물 제조 등 한국화학연구원의 CCU 기술을 소개한다.

탄소중립을 달성하기 위한
우리나라의 전략 방향
이 책의 마지막 장에서는 우리나라가 탄소중립을 위해 주력해야 할 5가지 중점 방향을 제시한다.
첫째, 세계 에너지 파운드리에서 일익을 담당할 수 있는 체계를 구축해야 한다. 탄소중립 기술이 충분히 경쟁력이 있는 우리나라는 반도체 분야에서처럼 에너지 분야에서도 중요한 파운드리 역할을 할 수 있다,
둘째, 에너지 안보와 전환 양면에서 광물과 염기 자원의 중요성이 커지는 만큼, 배터리와 수소연료전지에 필요한 광물들은 물론, 광물에서 금속을 추출할 때 그리고 이산화탄소를 포집·저장할 때 필요한 염기를 안정적으로 확보할 필요가 있다.
셋째, 이산화탄소 배출량을 정량화하고 공시하는 방법을 개발하고 주도해야 한다. 여기에는 각종 제품의 생산, 수송, 소비에서 발생하는 이산화탄소 배출량뿐 아니라 사용과 폐기까지의 배출량도 포함해야 할 것이다.
넷째, 국제협력을 통해 이산화탄소 감축분을 확보해야 한다. 우리나라는 2030년까지 약 3,300만 톤의 온실가스를 국외에서 줄이는 것을 목표로 하고 있다. 최근 몽골 쓰레기 매립지에서 메탄가스 포집, 우즈베키스탄 매립지에 발전소 건설 등으로 국외감축분을 인정받는 성과를 거두었다.
다섯째, 이산화탄소 배출이 불가피한 제조업이 발달한 나라들에서 발생량을 줄이는 것만으로는 한계가 분명하다. 이산화탄소를 포집·활용·저장하여 이산화탄소의 새로운 순환 사이클을 만들어내는 CCU 기술 개발이 필수적이다.
저자

최종현학술원

저자:최종현학술원
최종현SK그룹선대회장20주기를기념하여2018년출범한지식교류플랫폼이다.급변하는한반도와주변강대국의지정학적리스크와과학기술혁신이가져올글로벌차원의도전과기회요인을분석하며냉철한현실분석과전략수립을위한담론을이끌어가고있다.한국과중국,일본등아시아를넘어미국과유럽의세계적인대학,연구소및싱크탱크와협력하며새로운지식사회를구축하고,미래의변화를주도할혁신적과학기술연구와인문사회분야와의창의적인학제간연구를지원하여글로벌대응전략을수립하는데초점을두고있으며,대한민국과동북아의평화와공동번영달성을위한방향과전략을제시하는등인류보편적가치를지닌새로운지식창출과확산에기여하는다양한활동을추진중이다.
지은이소개

이재승(고려대학교국제대학원교수)
남정호(한국언론진흥재단미디어본부장)
김용건(연세대학교국제학대학원교수)
김종남(한국에너지기술연구원18대원장)
정태용(연세대학교국제학대학원교수)
임채영(한국원자력연구원원자력진흥전략본부장)
박남규(성균관대학교화학공학·고분자공학부종신석좌교수)
이영국(한국화학연구원장)
남기태(서울대학교재료공학부교수)

목차


축사
발간사

I.국제정세와에너지전환
1글로벌에너지위기의현황__이재승(고려대학교국제대학원교수)
2에너지위기와국제질서의변화__남정호(한국언론진흥재단미디어본부장)
3글로벌탄소시장의동향및시사점__김용건(연세대학교국제학대학원교수)
4탄소중립을위한대전환__김종남(한국에너지기술연구원18대원장)
5기후변화대응과탄소중립달성을위한핵심요소__정태용(연세대학교국제학대학원교수)

II.한국의탄소중립을위한에너지전환과노력
1원자력에너지의이해와SMR개발현황__임채영(한국원자력연구원원자력진흥전략본부장)
2태양전지의이해와앞으로의과제__박남규(성균관대학교화학공학·고분자공학부종신석좌교수)
3탄소중립의게임체인저―CCU기술__이영국(한국화학연구원장)
4탄소중립비전과대한민국의새로운기회__남기태(서울대학교재료공학부교수)



출판사 서평

탄소중립이라는도전을
어떻게기회로바꿀것인가?

날로심각해지는기후변화와에너지위기속에서2050년탄소중립목표를달성하기위해세계각국이치열한노력을경주하고있다.《대한민국탄소중립의현실과미래》는21세기가장중요한화두로떠오른‘탄소중립’과관련한다양한첨단기술과시사이슈를다룬책이다.에너지,국제관계,환경과학기술등각분야의전문가9인이세계와우리나라가처해있는탄소중립의현상황을개괄하고,구체적인탄소중립실현방안을다각도로분석한다.러시아-우크라이나전쟁,중동분쟁등국제정세변화에따른에너지안보문제부터친환경에너지전환을위한각국의탄소중립정책과첨단기술경쟁에이르기까지다양한쟁점을살펴보고,특히소형모듈원자로(SMR),페로브스카이트태양전지,이산화탄소포집및활용(CCU)기술등우리나라가경쟁력을가진탄소중립혁신기술들의개발현황을소개한다.《대한민국탄소중립의현실과미래》는탄소중립의미흡한현실적문제들을지적하고그해결방안을모색할뿐아니라,탄소중립이라는도전적과제가우리에게새로운도약의기회가되리라는희망찬비전을제시한다.

마지막방어선1.5℃를지켜라!
2050탄소중립목표
기후변화로인해전세계가몸살을앓고있다.날로심각해지는기상이변과자연재해로인한전세계적피해들은국제사회가더이상의지구온난화를막기위해적극적으로행동하도록촉구하고있다.IPCC(기후변화에관한정부간협의체)는지난2018년특별보고서에서,지구평균기온을산업화이전대비1.5℃상승이내로억제해야만더이상의피해를예방할수있다고발표했다.그리고이를위해2030년까지이산화탄소배출을2010년대비45%이상감축하고,2050년까지‘탄소중립’을실현해야한다는목표를제시했다.
탄소중립이란기후변화의주요요인인온실가스(이산화탄소)의배출량(주로화석연료연소로발생)과흡수량(산림의광합성등)을같게만들어,순배출을0으로만드는것으로,‘넷제로(Net-Zero)’라고도한다.현재전세계150여개나라가탄소중립을약속하였고,우리나라도2020년에2050탄소중립달성계획을UN에제출하였다.

글로벌에너지위기속에
어떻게탄소중립대전환을이룰것인가
《대한민국탄소중립의현실과미래》는에너지,국제관계,환경과학기술등각분야의전문가9인이세계와우리나라가처해있는탄소중립의현상황을개괄하고,구체적인탄소중립실현방안을다각도로분석한책이다.
책은먼저현재세계가직면한두가지에너지위기를진단한다.첫째는에너지안보로,러시아-우크라이나전쟁,중동분쟁,미중패권갈등으로에너지의안정적수급이어느때보다중요해졌다.둘째는에너지전환으로,악화일로에있는기후변화로인해화석연료에서청정에너지로의녹색전환이불가피해졌다.에너지안보불안을해소하는가운데성공적으로친환경에너지전환을이루어내야한다는현상황의난점을복잡한국제정세틀안에서거시적으로분석한다.
다음으로,탄소중립을위해EU,미국,중국,일본,영국등세계각국이기울이고있는노력을소개하고,특히탄소세와탄소관세,탄소배출권거래제(ETS)등탄소중립정책들을개괄한다.EU나영국등에비해다소뒤처져있는우리나라의온실가스감축목표,ETS현황과문제점(유동성부족,가격불안정등)을살펴보고,적정여유배출권유지,배출권이월제한폐지,건물/수송부문배출권거래제확대,전기요금현실화등의구체적해법을제시한다.
1부에서는이밖에도기후변화에따른4가지국제적트렌드를소개하고,6가지탄소중립실천방안을설명한다.2부에서는소형모듈원자로(SMR),페로브스카이트태양전지,이산화탄소포집및활용(CCU)기술등우리나라가경쟁력을가진탄소중립혁신기술들의개발현황을자세히소개하고,탄소중립이라는어려운도전이우리에게21세기새로운도약의기회가될수있다는희망찬비전을제시한다.

친환경에너지기술개발을위한
우리나라의주력분야들
원자력발전은기존의화석연료를사용하는방식에비해이산화탄소를직접적으로배출하지않아친환경에너지원으로새로이떠오르고있다.하지만안정성과폐기물처리문제라는안전성의문제도안고있다.원자력발전의장점을살리면서리스크는줄이는방안으로급부상한것이바로소형모듈원자로(SMR)다.SMR은기존의대형원자로에비해월등히적은비용으로빨리지을수있으며,출력을유연하게조정해더안전하게운용할수있다.현재미국,캐나다,러시아,중국,유럽등에서80여종이개발중이며,우리나라도SMART,i-SMR등상용화가능한SMR개발로세계적경쟁력을갖춰나가고있다.
신재생에너지중현재가장각광받는분야는태양광발전이다.하지만2050년탄소중립에너지전환목표를달성하려면앞으로매년675기가와트의태양전지를설치해야하는데,현재의실리콘소재전지로는달성하기어렵다.이보다성능과단가가더우수한새기술이절실히필요하다.이책에서는2012년등장후빠르게고효율을달성하여실리콘전지의대안으로떠오르고있는‘페로브스카이트’태양전지의기술적특성을설명하고상용화전망을살펴본다.
또한탄소중립기술중가장대표적인것이탄소포집·활용·저장(CCUS)기술이다.석유,석탄,천연가스등화석연료를사용하는과정에서발생한이산화탄소가대기중으로배출되지않도록포집하고,부가가치가높은화학물질로전환하여활용하고,육상또는해양지중에영구저장하는기술을총칭한다.이책에서는발전소배가스이산화탄소포집기술,이산화탄소활용메탄올제조기술,온실가스감축형합성가스및초산제조기술,바이오매스및이산화탄소동시전환을통한플랫폼화합물제조등한국화학연구원의CCU기술을소개한다.

탄소중립을달성하기위한
우리나라의전략방향
이책의마지막장에서는우리나라가탄소중립을위해주력해야할5가지중점방향을제시한다.
첫째,세계에너지파운드리에서일익을담당할수있는체계를구축해야한다.탄소중립기술이충분히경쟁력이있는우리나라는반도체분야에서처럼에너지분야에서도중요한파운드리역할을할수있다,
둘째,에너지안보와전환양면에서광물과염기자원의중요성이커지는만큼,배터리와수소연료전지에필요한광물들은물론,광물에서금속을추출할때그리고이산화탄소를포집·저장할때필요한염기를안정적으로확보할필요가있다.
셋째,이산화탄소배출량을정량화하고공시하는방법을개발하고주도해야한다.여기에는각종제품의생산,수송,소비에서발생하는이산화탄소배출량뿐아니라사용과폐기까지의배출량도포함해야할것이다.

넷째,국제협력을통해이산화탄소감축분을확보해야한다.우리나라는2030년까지약3,300만톤의온실가스를국외에서줄이는것을목표로하고있다.최근몽골쓰레기매립지에서메탄가스포집,우즈베키스탄매립지에발전소건설등으로국외감축분을인정받는성과를거두었다.
다섯째,이산화탄소배출이불가피한제조업이발달한나라들에서발생량을줄이는것만으로는한계가분명하다.이산화탄소를포집·활용·저장하여이산화탄소의새로운순환사이클을만들어내는CCU기술개발이필수적이다.