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이렇게 화력발전소를 지으면 전력의 '안정적인 공급'에 있어선 그 역할을 충분히 기대할 수 있습니다만, 그 외의 측면에선 일부 손해가 우려됩니다. 지국제엘렉트릭 주식
난주 연재에서 살펴봤듯, 삼성전자와 SK하이닉스, LG디스플레이 등 IT 업종의 연간 온실가스 배출량에 있어 전력이 차지하는 비중이 상당합니다. 2024년 기준, 이들 기업의 Scope 2(전력사용에 따른 간접 배출) 배출은 2,727만톤으로 757만톤인 Scope 1(사업장 내에서의 직접 배출) 배출의 3.6배에 달합니다. 제아무리 기업 스스로 공정을 바주식
꾸거나 효율을 높이기 위해 뼈를 깎는 R&D 노력과 투자를 한들, 사용하는 전기의 '출신성분'을 바꾸지 않는 한 온실가스 감축은 요원한 셈입니다.
'산업을 이야기하는데 온실가스가 대수냐' 싶을알라딘 릴게임
수도 있겠지만, 현실은 다릅니다. 우리 반도체 기업의 주요 고객사이기도 한 애플과 마이크로소프트는 이미 RE100을 달성했고, 자사 스스로의탄소중립뿐 아니라 자사와 관련된 공급망 전반의 탄소중립을 꾀하고 있습니다. 두 기업 모두 '2030년까지 Scope 3 배출 100% 감축'이 목표입니다. 국내 반도체 기업의 경쟁사이자 전 세계 파운드리 1위 기업이기성인릴게임
도 한 TSMC는 2040년 RE100을 달성할 방침으로, 기업이 직접 나서 대규모 재생전력 구매 계약을 체결하고 나섰습니다. 국내 반도체 클러스터 내의 가스화력발전소 건설 계획에 우려가 나올 수밖에 없는 이유입니다.
그린피스와 기후솔루션은 데이터 분석 및 모델링 전문기관인 PLANiT에 의뢰한 삼성전자 용인 반은관련주식
도체 클러스터에서의 재생에너지 전환 시나리오를 최근 공개했습니다. 클러스터에서 필요로 하는 총 10GW의 전력수요 가운데 3GW를 부지 내에서 자체적으로 가스화력발전소 6기로 조달하는 것이 당초 계획인데, 대안과 비교해 경제성이 어떤지를 살펴본 겁니다. 여기서 '대안'은 기업의 온실가스 감축뿐 아니라 대외 경쟁력 강화에 도움을 줄 수 있는 '재생에너지'를 의미합니다.
'수도권에서 무슨 재생에너지냐'는 편견과 달리, 클러스터로부터 반경 25km 이내의 태양광발전 잠재량은 66GW에 달하는 것으로 나타났습니다. 이는 이격거리와 같은 행정적인 허들을 적용한 결과로, 정부가 각 지자체에 권고한 이격거리 기준인 100m를 반영한 수치입니다. 연구진은 태양광뿐 아니라 해상풍력발전 잠재량까지도 평가했습니다. 지리적으로 인접한 경기도, 인천 및 충청남도로부터 20km 이내의 해상에서 11GW의 설비를 구축할 수 있을 것으로 나타났습니다. 발전효율이나 이용률 등을 따져보더라도, 3GW 규모의 가스화력발전설비를 충분히 대체하고도 남는 수준이라는 분석입니다.
이에 연구진은 ① 현상유지 시나리오, ② 해상풍력 포함 PPA(Power Purchase Agreement, 전력구매계약) 시나리오, ③ 태양광 균등정산 PPA 시나리오, ④ 태양광 50% + REC(Renewable Energy Certificate, 재생에너지인증서) 시나리오 등을 통해 삼성전자가 2030년부터 2050년까지 지불해야 하는 전력구매비용을 비교했습니다. 각 시나리오의 주요 전제 조건과 분석 결과는 다음과 같습니다.
① 현상유지 시나리오: 기존 정부 계획대로 클러스터의 총 전력수요 10GW 중 3GW를 6기의 가스화력발전소로 조달하는 경우를 상정한 시나리오로, 연간 2만 4,699GWh의 천연가스 발(發) 전력을 공급받게 됩니다. 요금 체계로는 '산업용(을) III 계약요금제'를 적용했고, 2050년까지의 전력구매비용을 구해야 하는 만큼, 지난 10년간 전기요금 상승률을 반영해 연 4% 인상률을 적용했습니다. 이런 조건 하에서 전기요금은 2030년 MWh당 19만 3,791원에서 2050년 42만 4,621원으로 오르게 되는데, 이 기간 총 전력구매비용은 153조 230억원에 이르는 것으로 나타났습니다.
② 해상풍력 포함 PPA 시나리오: 이 시나리오는 가스화력발전소가 맡게 될 3GW 용량의 전력 생산을 재생에너지로 대체하는 것을 골자로 합니다. 안정적인 전력 공급을 위해 태양광과 해상풍력, 그리고 ESS(Energy Storage System, 에너지저장시스템)가 투입되고, 여기서 비롯된 전력을 PPA 계약을 통해 공급받는 겁니다. 이를 위해 총 2만 1,166MW의 태양광 발전설비가 설치되고, 그로부터 연간 2만 2,013GWh의 전력을 공급받고, 6,036MW 규모의 풍력 발전설비를 설치해 연 4,516GWh의 전력을 공급받습니다. ESS의 경우, 설비 규모는 5,934MW급으로, 하루 4시간의 방전을 하는 것으로 가정했습니다.
장기고정가격계약을 하는 PPA의 특성상, 전력구매비용은 MWh당 27만 761원으로, 2030~2050년 총 150조 7,410억원이 소요되는 것으로 분석됐습니다. 천연가스 발 전력을 사용하는 것보다 2조 2,820억원 덜 지출하는 셈입니다. 더불어, 발전사업자를 비롯해 지역사회 차원의 추가적인 편익도 함께 발생한다는 것이 연구진의 설명입니다. 이 재생에너지 발전설비가 생산하는 전력에서 삼성전자가 구매하는 것은 태양광 전력의 62.5%, 풍력 전력의 24.4%로, 나머지 재생 전력은 발전사업자가 시장에 판매하기 때문입니다.
③ 태양광 균등정산 PPA 시나리오: 3GW의 가스화력발전을 대체하는 수준으로 태양광 발전설비를 설치해 전량 태양광 발 전력만으로 전력 수요를 충당하는 시나리오입니다. 이를 위해 필요한 설비규모는 1만 4,992MW로, 연간 2만 4,700GWh의 전력이 생산될 것으로 분석됐습니다. 이렇게 되면, 앞서 〈해상풍력 포함 PPA 시나리오〉와 달리 해가 떠 있는 시간에만 전력이 생산되는데, 이를 보완하기 위한 제도적 방법론으로 '균등정산 PPA'가 제시됐습니다. 이는 월간 총 재생에너지 발전량을 시간 단위로 균등 분할하여 시간당 발전량을 산정해 계약을 맺는 방식입니다. 발전사업자는 기존대로 발전을 하고, 전력 수요자 또한 기존대로 전기를 쓰되, 발전량과 소비량을 맞춰 간접적으로 재생 전력을 사용하는 겁니다. 이는 실제 제3자 PPA에 쓰이는 방식이기도 한데, 산업통상자원부는 향후 이러한 계약 방식을 발전사업자와 전력수요기업 간의 직접적인 PPA에도 적용할 방침입니다.
〈해상풍력 포함 PPA 시나리오〉 대비, 필요한 설비의 규모가 줄어드는 만큼, 전력구매비용 또한 저렴해질 것으로 예상됐습니다. PPA 가격 또한, 재생에너지원 가운데 발전단가가 저렴한 태양광만을 활용하기에 MWh당 23만 6,243원으로 더 낮아지고, 그 결과 2050년까지 총 전력구매비용은 122조 5,370억원으로 LNG 전력 사용 대비 30조 4,860억원의 비용을 절감할 수 있을 것으로 분석됐습니다. 물론, 이는 계약 당사자인 삼성전자와 발전사업자가 풀어야 할 '유연성'의 숙제를 전력시장의 다른 당사자들이 부담하게 한다는 지적을 받을 수도 있습니다. 대규모 청정전력 수요 기업들을 위해 균등정산 방식을 제3자 PPA에 이어 직접 PPA로도 확대 적용하려는 것이 정부의 정책 방향인 만큼, 정부는 전력 수요 기업에 대한 관심과 지원에 맞춰 자원의 효율적 배분을 위한 노력에도 상응하는 관심과 지원을 쏟아야 할 것입니다.
④ 태양광 50% + REC 시나리오: 이는 당초 LNG의 몫이었던 3GW의 절반을 태양광 PPA로 조달하고, 나머지 절반은 REC 구매로 충당하는 시나리오입니다. 연구진은 발전설비의 신규 설치에 시간과 비용을 넘어 절차상의 어려움 또한 존재하는 만큼, 현실적인 대안으로써 이 시나리오를 분석했다고 설명했습니다. 9,948MW 규모의 태양광 발전설비를 통해 1만 2,349.5GWh의 전력을 생산하고, 3GW 규모의 ESS 설비를 설치해 하루 4시간의 방전을 통해 이를 전량 공급받게 됩니다. 장기고정가격의 PPA(22만 7,781원/MWh)와 더불어 전력망을 통해서도 전력을 공급받아야 하기에 전력의 단가는 22만 9,380원/MWh(2030년)~30만 2,023원/MWh(2050년)으로 점차 오르는 상황을 상정했습니다.
이렇게 50%의 전력은 PPA를 통해, 나머지 전력은 기존 전력망을 통해 공급받을 때, 2050년까지 총 전력구매비용은 128조 6,572억원에 이를 것으로 예상됐습니다. 여기에 5조 3,230억원의 REC 구매비용을 추가하더라도 천연가스에 의존하는 것보다 19조 428억원의 비용을 절감할 수 있는 것으로 분석됐습니다. 다른 대안들에 비해 편익은 적지만, 여전히 LNG에 의존하는 것보다 비용을 줄일 수 있는 겁니다.
비용뿐 아니라 온실가스 배출도 문제입니다. 연구진은 “클러스터 내 3GW의 LNG 발전소가 건설 및 운영될 경우, 연간 예상 온실가스 배출량은 약 977만 이산화탄소 환산톤에 달한다”며 “2023년 삼성전자 DS 부문의 전 세계 Scope 2 배출량(946만톤)을 초과하는 수치”라고 지적했습니다. 물론, 반도체 클러스터는 LNG 발전소에서 2032년까지 천연가스와 수소를 50 대 50으로 혼소하고, 점차 수소 혼소율을 높여 2050년엔 100% 수소만 이용하는 것을 계획 중입니다. 다만 이 계획에 대한 정부의 기후변화영향평가서에서도 “향후 수소터빈의 상용화, 수소 공급 여건 및 배관망 인프라 구축, CHPS(Clean Hydrogen energy Portfolio Standard, 청정수소발전 의무화제도) 등 대내외적 여건에 따라 혼소율 및 감축량은 변동될 수 있다”고 그 한계를 명시해뒀습니다.
이러한 정량적인 평가에도 불구하고, '택도 없다'는 반대가 여전할지도 모르겠습니다. '데이터 대 데이터'로 맞서는 논쟁이라면, 양측의 논리는 시간이 흐를수록 더욱 정교해지고, 어느 쪽이든 합리적인 지점에서 만날 수 있겠지만, 현실 속 논쟁은 그 근거와 상관없는 '찬반 대립'에 그치고 있기 때문입니다. 물론, 이런 갈등의 단계는 다른 나라들도 거쳐 간 길입니다. '태양광은 공상과학 속 이야기일 뿐'이라는 반대에 과학은 '가능한 현실'임을 보여줬고, 그러자 '태양광은 너무 비싸서 상용화가 어려워'라는 반대에 산업은 '가능한 현실'임을 보여줬습니다. '시장에서 확산되기 어렵고, 간헐성 문제를 배터리로 대응하는 것도 제대로 안 될 것'이라는 비아냥에도 과학과 산업, 그리고 시민사회는 개술의 개발과 비용의 절감, 자발적인 자가용 태양광 설치로 응답해왔죠.
이번 보고서는 클러스터가 필요로 하는 10GW 규모의 전력 가운데 3GW만을 대상으로 실시한 모델링 결과만을 담고 있기에 그 한계 또한 존재합니다. 시나리오대로 3GW 규모를 전량 재생에너지로 공급한다 한들, 나머지 7GW는 기존의 국가 전력 시스템을 통해 공급받게 되고, 그리되면 클러스터의 Scope 2 배출은 국가 차원의 에너지전환 속도에 따라 결정되기 때문입니다. '아이 하나를 키우기 위해선 온 마을이 필요하다'는 말처럼, 산업계의 탈탄소 전환을 위해선 개별 기업, 개별 산단 차원의 노력뿐 아니라 국가 단위의 노력과 변화가 뒤따라야만 하는 이유입니다.
그렇다면, 우리의 미래는 아무런 방법이 없는, 소위 '노답'인 것일까. 지난 연재에서 Ember의 글로벌 전력 데이터 집계 결과를 통해 설명드렸듯, 한국은 지난해 전 세계에서 10번째로 많은 태양광 발전량을 기록했습니다. '한국에선 안 된다'는 재생에너지에 대한 편견, 그중에서도 '장마에, 사계절에, 여건도 좋지 않다'는 태양광에 대한 편견, 풍력엔 상대적으로 우호적이지만 태양광에 대해선 감사와 수사 등이 잇따랐던 지난 몇 년의 세월 속에 태양광은 어떻게 우리 삶 속에 들어왔을까요. 우리나라의 실제 전력수급이 시시각각 어떤 모습을 보이고 있는지 다음 연재에서 보다 자세히 살펴보겠습니다.
박상욱 기자 park.lepremier@jtbc.co.kr
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