에너지의 불편한 미래 : 문명의 혈관 전기

라스쉐르니카우,윌리엄헤이든스미스

라스쉐르니카우(LarsSchernikau)박사는미국뉴욕대학교에서재무학학사,프랑스인시아드(INSEAD)경영대학원에서경영학석사,독일베를린공과대학교에서에너지경제학박사학위를받았다.독일기반의에너지상품회사HMSBergbauAG를창업하여스위스와싱가포르에거주하며아시아,유럽,아프리카,북아메리카를중심으로이루어지는에너지상품거래를주도하고있다.에너지관련책을다수저술했다.

브루스에버렛의서문4
라스쉐르니카우의서문7
핵심용어및해설14

제1장
전기에너지와그경제적의미현재상황20

제2장
가변성‘재생’에너지및저장32
2.1.태양광과풍력설비용량과생성된전력사이의불일치33
2.2.자연용량계수39
2.3.송전,배전,전력조절및블랙스타트49
2.4.에너지저장58
2.5.수소와탄화수소와의비교69
2.6.재료투입과내재에너지80
2.7.1차에너지및열펌프92

제3장
전기가격과에너지투자수익률106
3.1.실제적인전체전기비용FCOE111
3.2.에너지투자대비에너지수익률eROI124
3.3.열역학제2법칙이에너지시스템에미치는영향133

제4장
에너지와‘탈탄소화’의미래예측140
4.1.2050년까지1차에너지(PE)성장143
4.2.에너지부족과가격및경제활동에미치는영향148
4.3.탈탄소화및‘넷-제로’158

제5장
현실적인에너지의미래와지속가능성172

요약및부록182
참고문헌및그림목록196

지구온난화가전세계적인문제로대두되면서부터,‘이산화탄소배출로부터의탈피’는전인류적과제가되었다.‘탄소중립’은현재대부분의선진국이내세우고있는주요정책중하나이며,이를증명하듯2019년설립된‘2050탄소중립목표기후동맹’에는121개국이가입했다.한국정부역시2020년‘2050탄소중립을위한추진전략’을발표(2020년)하는등적극적으로‘탄소제로’에동참하겠다는입장이다.이러한탄소중립프로젝트의주요사업중하나가바로‘화석연료로부터의탈피’이다.탄소배출량이많을뿐만아니라채집한계또한명백한화석연료대신,‘무한’히공급되는‘친환경재생에너지’를주에너지원으로삼자는것이다.한국의경우,현대차그룹이2045년까지‘전면적인재생에너지로의전환’을달성하겠다는계획을마련했고삼성전자역시‘신환경경영전략’을내세우며사업장에서자체태양광발전시스템을설치하는등에너지원전환에적극적으로투자하고있다.2022년우크라이나를침공한러시아의천연가스수입및수출중단등으로‘에너지위기’에직면했던유럽의경우,‘에너지안보’차원에서라도화석연료의존비율을대폭줄이고‘재생에너지’확보를통해새활로를찾겠다는방침이다.

‘탄소제로=에너지제로?’
에너지절벽에서바라본우리들의‘불편한미래’

2022년판교데이터센터화재로인한‘카카오톡’마비현상은며칠간이나국민다수의입에오르내릴정도로다방면적불편을초래했다.그보다몇년앞선2018년KT아현지사화재로인한KT망통신장애현상역시지역일대수많은회사들을‘일시정지’시킬정도의대규모혼란을야기했다.이러한‘일시적인통신마비’현상들은언제나‘만약,전국의통신망이한순간에정지된다면?’이라는가정을견인했다.통화나메일같은연락수단은고사하고,각종가게및기업,심지어응급환자들이가득할병원의전산망까지동시다발적에러를일으킨다면그야말로세상은‘아비규환’이될것이다.이가정의범위를조금만더확대시켜보면어떨까?가령,‘전세계의전력공급시스템이한순간에중지된다면?’그것이바로에너지공급이수요를충당할수없게된다면일어날최악의사태다.그리고지금,‘신재생에너지’로의전환을꿈꾸는세계는‘에너지고갈’의위기앞에놓여있다.

그렇다면‘재생’에너지전환프로젝트와‘에너지고갈’은어떤부분에서연결되는가?『에너지의불편한미래？문명의혈관전기』는바로이연결고리를포착하고,현재‘탈탄소’를향해전진해나가는우리의항로앞에있을‘에너지절벽’으로부터벗어날방법을고민하는논의를담고있는책이다.이책의공저자인라스쉐르니카우와윌리엄헤이든스미스에의하면,현재의‘재생’에너지발전기술및설비수준은70억을돌파한인류의에너지수요를감당하기에는턱없이모자라다.실제로2022년한국전체전력생산중태양광및풍력등의‘재생’에너지가차지하는비중은8.5%에불과했고,이를혁신적으로증량시키기위해서는전문설비의대폭적인확대가불가피하다.중국의뒤를이어항상세계에너지소비국상위순위를차지하고있으며명실상부‘세계의중심축’인미국조차에너지공급난으로인한‘대규모정전’을대비하지않으면안되는현실이다.

‘무한히’제공되는‘공짜’태양열에너지?
고高비용저低효율의‘비-친환경’에너지?

『에너지의불편한미래？문명의혈관전기』는객관적인지표를통해현재의‘재생에너지’생산이가진문제점을조명하는에너지과학전문서적이다.그들은우선‘그린’에너지와‘재생’에너지라는표현이숨기고있는불편한이면에주목하고,나아가화석연료에너지와‘재생’에너지의생산량차이에서부터실질적인비용의차이에이르기까지그효율성을재고하여현대‘에너지위기’의초석을마련한것이‘전면적인화석연료로부터의탈피’라는사실을짚어낸다.또한그들은‘무한히’제공되는것처럼보이는태양,바람,물조차도‘한시적이고특정한조건’하에서만에너지를공급해줄뿐임을지적한다.이들의분석을종합하면,우리는전세계의일사량이동일하지않으며모든국가가충분한면적의바다나강을이용할수있는것이아니므로‘자연’에서채취되는에너지조차균등할수없다는사실을알수있다.아울러그들은‘공짜’처럼묘사되고는하는태양열과바람(풍력),물(수력)을‘에너지’로변환하기위해서는특수한발전과정을거쳐야하며,이장비를운용하는비용은결코‘공짜’가아니라는핵심을전제한다.결과적으로‘재생’에너지로의전환은필연적으로새로운설비의설치및증설,신기술개발등의비용소모를동반한다.당연하게도,신기술및시설개발과설비설치에도막대한‘에너지(전기)’가필요하고이과정에서다시탄소배출과자원소모,산업폐기물발생등의부차적인문제가파생된다는사실도그냥지나칠수는없다.

『에너지의불편한미래？문명의혈관전기』는이렇듯우리가간과하고있었던‘재생’에너지전환프로젝트의문제점들을차례로짚어나가며,현재의인구상승률과이로인한에너지수요증가를‘재생’에너지만으로충당하겠다는것이얼마나‘위험한도전’인가를시사한다.물론탄소중립이란효율성이아닌장기적인지구-환경의안전을위해고안된것이며아직초기단계이므로,단지손익만으로평가할수없고오히려신사업의추진단계에서어느정도의손실을고려한투자는자연스러운일이라고도말할수있을것이다.이는에너지경제전문가인라스쉐르니카우와지구환경및기후전문가윌리엄헤이든스미스역시감안하고인정하는부분이기도하다.즉,이들이‘불편한미래’를고발하는것은‘재생’에너지를악惡으로간주하기때문이아니다.다만이책은말하고있을뿐이다.“지구의위기를구제하는과정에서인류와인류문명이낭떠러지에선지금,우리는우리스스로를구제하는것을우선과제로삼아야하는게아닐까?”