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[에너지 View] 태양광·풍력은 무조건 친환경?..."'숨은비용 있어"

한상희 기자hsh@ekn.kr 2017.08.31 07:35:31

 

▲(에너지경제신문 DB)



[에너지경제신문 한상희 기자] 전기차와 태양광 풍력 발전이 주도할 재생에너지 시대는 공해를 전혀 내뿜지 않는 장밋빛 미래인가. 그렇지 않을 것으로 보인다. 

관련 업계는 차세대 배터리가 풍력과 태양광 발전이 원자력 가스발전 등 전통 발전원 대비 경제적으로 경쟁력이 가능한 상태로 만들어줄 것이라 강조한다. 그러나 배터리 생산과 폐기물이 환경에 미치는 영향이 상당한 수준이며, 배터리에 따른 악영향이 탄소배출제로 에너지원으로 알려진 태양광과 풍력 발전의 이점을 넘어설 수 있다는 지적이 제기됐다. 태양광과 풍력은 간헐성으로 인해 전력공급이 불안정이라 전력을 저장해 사용할 수 있는 배터리 사용이 필수적이다. 

에너지 관련 정책을 분석한 미국 매체 스파크자유재단의 제임스 테일러 대표는 배터리 등 숨은 비용을 반영할 경우 태양광과 풍력을 무조건 친환경적이라 볼 수 없다며, 배출가스 외에 다양한 환경적 요인을 고려해야 한다고 강조했다. 

재생에너지 갖는 맹점은 한 가지 더 있다. 풍력과 태양광 발전량에서, 실제 전력으로 사용할 수 있는 용량이 30%에 불과하다는 점이다. 

전력출력이 불안정하기 때문에 전력 생산과 소비를 계획할 수 없다는 부분도 걸림돌이다. 풍력과 태양광이 전력 생산용량이 10유닛이라는 말은 전통발전원 3유닛과 같은 규모로 보면 된다. 결국 낭비되는 전력이 그만큼 많다는 의미다. 


◇ "ESS면 다된다? 배출가스만 문제 아냐"

▲서아시아, 팔레스타인 남서부 가자지구의 중심 도시인 가자시티에 위치한 태양광 발전소 전경. (사진=AFP/연합)



이에 대해 풍력·태양광 발전을 지지하는 세력은 재생에너지의 불안정성은 전력저장장치(ESS)를 통해 충분히 해결 가능하다고 강조한다. 

그러나 테일러 전문가는 "재생에너지 옹호자들이 주장하는 내용은 많은 점에서 매우 의심스럽다"고 밝혔다. 그는 "배터리 기술은 아직까지 너무 비싸고 불안정하다"면서 "설령 배터리가 빠른 시일 안에 획기적인 혁신을 거둔다 하더라도, 배터리에 의존해야 하는 풍력과 태양광 발전이 정말 환경에 좋다고 말할 수 있을지 의문"이라고 주장했다.

환경문제는 발전소가 배출하는 배기가스 외에도 다양한 문제를 수반한다. 풍력과 태양광 발전 옹호론자들은 재생에너지가 배기가스를 전혀 내뿜지 않다는 점을 자주 언급한다. 이는 탄소배출 문제가 해결되면 환경 관련 문제가 전부 해결될 것이라는 안일한 인식에 바탕을 둔 주장이다. 

그러나 환경문제는 단순히 탄소배출문제로 치환할 수 없다. 탄소배출제로만 놓고 본다면, 원자력과 수력이 주는 환경적 이점이 풍력 태양광 발전과 동일하다. 테일러 전문가는 "다양한 발전원이 야기하는 환경적 유해성과 이점을 모든 방면에서 고려해야 한다"면서 "배기가스 문제는 중요한 문제 중 하나일 뿐"이라 강조했다. 


◇ 배터리 생산에 필요한 광물 ‘리튬'..."새로운 석유일뿐"

가장 먼저 고려할 부분은 배터리를 생산하는 데 기본적으로 많은 양의 광물과 금속이 필요하다는 점이다. 배터리의 핵심 원자재인 리튬, 흑연, 코발트, 니켈을 생산하는 데는 환경적으로 많은 위해를 가한다. 

지난 주 교토대학 벤 맥칼란 에너지과학대학원 부교수가 에너지 전문 매체 ‘에너지 포스트’에 기고한 기사에서 일말의 고리를 찾을 수 있다. 맥칼란 교수는 "전기차와 하이브리드 차량, ESS에 사용되는 리튬배터리가 환경에 미치는 악영향이 상당하다"며 논란의 불씨를 던졌다. 

배터리에 들어가는 광물 수요가 폭발적으로 늘어나는 가운데, 리튬 코발트 흑연 등 광물이 주로 매장된 지역의 정치 경제적 불안정성 때문에 변동성이 심화되고, 환경파괴적인 방식으로 광물이 채굴될 수 있다는 지적이다. 

실제 리튬 같은 경우 칠레 아르헨티나 볼리비아 남미 3국에 매장량이 집중돼있다. 전문가들은 배터리가 석유를 대체할 경우 남미가 새로운 중동이 될 것으로 전망한다.   

암석을 분쇄해 리튬을 채굴하는 호주와 달리, 남미에서는 리튬 생산은 소금물에서 추출하는 방식으로 이뤄진다. 이 과정에서 토지 이용에 변화가 일어나고, 상당한 양의 화학물질을 사용해야 한다. 맥켈란 교수는 "이렇게 되면 대규모로 물을 증발시켜야 하는 만큼 칠레 수자원 공급에 영향을 끼칠 수 있고, 인공적으로 연못을 늘린다거나 빠르게 소금물을 증발시키기 위해 열을 가하는 등 환경문제가 증폭될 수 있다"고 설명했다. 

강철의 주재료라 이미 상당 부분 채굴이 이뤄진 니켈 같은 경우 환경에 더 많은 악영향을 미칠 수 있다. 채굴을 위해 더 깊이 파야 하기 때문이다. 이는 더 많은 폐기물과 온실가스를 배출한다고 맥켈란 교수는 밝혔다. 

그는 리튬 주요 매장국인 볼리비아나 세계 최대 코발트 생산국인 콩고, 코발트 정제품 최대 생산국 중국이 점유율을 늘리기 위해 공급을 제한할 가능성도 높다고 전했다. 

리튬배터리 재사용이 정치 경제 환경 리스크를 낮추는 해법이 될 수 있지만, 아직까지 재사용 비율은 제로에 가깝다는 것도 문제다. 

리튬배터리가 야기할 환경에 가할 영향력은 현재 예상치보다 극심할 것이라며 폐기물 문제도 골치덩어리라고 테일러 전문가는 덧붙였다. 

배터리가 방전되면, 폐기물을 방출한다. 기존의 쓰레기 매립지로 배터리의 유독성 폐기물을 처리해야 하는 만큼, 환경적으로 심각한 문제를 야기한다. 재생가능 배터리는 유독성을 최소화할 수 있으나, 배터리 전력 비용을 대폭 증가시킨다. 게다가 충전가능하더라도 환경 문제가 아예 사라지는 것은 아니다. 미 환경보호청(EPA)은 최근 종합보고서를 발간하고, ‘재사용 가능한 배터리든 일회용 배터리든, 배터리 생산과 이용은 환경에 미치는 부정적 영향을 미친다’고 밝혔다. 

GERMANY-ENERGY-WIND <YONHAP NO-0526> (AFP)

▲독일 서북부 엠덴에 위치한 풍력 터빈과 젖소. (사진=AFP/연합)



◇ "화석연료, 재생에너지…각자의 방식으로 환경에 악영향"

태양광과 특히, 풍력이 대규모의 토지를 필요로 한다는 점도 재생에너지를 덮어놓고 친환경적인 발전원이라 말할 수 없는 이유다. 가령, 풍력 터빈으로 전력을 생산하는 데 수백 수천 평의 땅을 사용해야 하는 반면, 전통 발전소 한 개로 같은 양의 전력을 생산할 수 있다. 풍력 터빈 설치의 최적의 장소가 주로 생태적으로 민감한 해안선, 산등성이, 평야 지역이라는 점도 논란을 키우는 부분이다. 아울러 풍력발전소에서 도심으로 전력을 전달하기 위해선 새로운 송전선을 설치해야 하는데, 이는 오염되지 않는 토지를 파괴하는 결과를 낳는다. 

실제, 미국 내에서 풍력발전소가 연간 수백 만 마리의 새와 박쥐, 멸종위기에 처한 동물을 죽이고 있다는 조사결과가 나오기도 했다. 

테일러 전문가는 "나는 태양광과 풍력이 이렇게 나쁘다는 점을 말하고 싶은 것이 아니다. 다만 재생에너지를 포함해 모든 발전원이 환경에 각자의 방식으로 위해를 가한다는 점을 알리고 싶었다"고 강조했다. 풍력과 태양광이 마치 완전무해한 에너지원으로 주목받는 상황에 경고를 가한 것으로 해석된다. 

현재 국제사회에서는 기후변화 문제의 주원인으로 발전소가 내뿜는 배기가스를 지목하고 있다. 하지만 그는 현재의 구도에서 벗어나 각 발전원이 환경에 미치는 영향을 모든 스펙트럼에서 분석 평가해야 한다고 강조했다. 앞서 그는 전체적인 환경적 요소를 고려할 경우 태양광 발전과 원자력, 수력, 천연가스가 환경에 미치는 영향이 대략 비슷할 것으로 추정하기도 했다. 풍력은 네 개의 발전원보다 반환경적인 것으로 나타났다. ESS라는 요인까지 끌어온다면 풍력과 태양광이 환경에 미치는 환경적 영향은 한층 늘어날 것으로 보인다. 

테일러 전문가는 "풍력과 태양광 발전이 천연가스, 원자력, 수력 대비 가격 경쟁력을 갖추는 날이 오겠지만, 지금 당장은 아니다"고 강조했다. 그러면서 "원자력과 수력은 풍력과 태양광 발전과 비교해 안정적으로 저렴한 가격에 전력을 공급할 수 있다. 원자력은 탄소배출제로 발전원이고, 천연가스는 상당한 양의 탄소를 배출하지만 다른 부문에서 환경적 이점이 상당하다"고 설명했다. 

테일러는 "현명한 정책입안자라면, 모든 측면을 고려해 원자력 수력 천연가스 발전을 중단하라는 요구에 불응할 것"이라 덧붙였다. 




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