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[과학돋보기] 에너지가 어떻게 우리의 미래를 바꿀까?

■ 이종헌 / 에너지 전문가

[앵커]
최근 지구 온난화로 인한 기후변화와 에너지 자원 고갈 문제가 계속되고 있는데요. 그래서 전 세계적으로 에너지와 환경정책이 중요한 이슈로 부각하고 있습니다.

오늘 <과학 돋보기>에서는 '에너지의 미래'에 대해 알아보겠습니다. 에너지전문가 이종헌 박사와 함께합니다. 어서 오세요.

[앵커]
지구의 미래는 기술 발전이 아니라 '에너지'에 달려있다는 말이 있을 정도로 에너지의 중요성이 갈수록 더 커지고 있습니다. 에너지의 미래에 대해 이야기 나누어보기 전에 일단 에너지란 정확히 무엇인지 정의를 내려주신다면요?

[인터뷰]
에너지는 마치 산소와 같아서 늘 우리 주변에 있는 것입니다. 그래서 막상 인지하려고 하면 잘 모르는 경우가 많거든요. 우리 눈에 보이지 않는 바람, 빛, 열, 전기, 햇빛이 전부 에너지고요, 우리 눈에 보이는 거의 모든 것들이 에너지에서 나온 것입니다.

가장 기본적인 에너지는 바로 불인데요. 물질이 산소와 만나서 빛에너지와 열에너지를 만들어내는….

어떻게 불을 만들었느냐가 우리 인류의 역사와 산업혁명의 단계를 조장했다고 볼 수 있는데요. 옛날에는 나무로 불을 만들었죠? 그러나 지금은 석탄과 천연가스, 석유로 불을 만들고 있고요. 이 화석연료를 태워서 나오는 열로 기계와 자동차를 움직이게 하고요. 열에너지를 기계 에너지로 바꾸는 거죠. 불을 만들어서 물을 끓이고 그 물에서 나오는 수증기 힘으로 피스톤을 움직여서 전기를 만들고 있고요.

지금은 원자력을 이용해서 원자력의 힘으로 물을 끓여서 전기를 만들고 있고요. 바람과 파도, 태양에너지를 이용해서 또 에너지를 만들고 있습니다.

[앵커]
우리 일상에서 흔하기 때문에 우리가 인지를 못 하는 게 에너지 인 것 같은데요. 그렇다면 우리가 우리 생활에서 에너지를 얼마나 많이 쓰고 있을까요?

[인터뷰]
에너지는 마치 공기와 같아서 우리가 없으면 살 수 없는 거죠. 그런데 공기처럼 그냥 주어지는 것은 아니거든요. 에너지를 만들고 생산하는 과정에서 엄청난 비용이 들고, 탄광에서, 발전소에서, 아까운 목숨을 잃기도 합니다.

우리가 쓰는 에너지는 공짜가 아니기 때문에 항상 아껴 쓰고 효율적으로 써야 하는 방법을 고민해야 하는데요.

얼마나 많은 에너지를 쓰느냐, 석유를 예로 들면 지금 우리 눈에 보이는 이 테이블, 옷, 가방, 전부 다 석유에서 나온 것입니다. 석유 없이는 자동차, 아파트도 상상할 수 없고요.

1859년에 미국에서 석유가 처음으로 개발됐는데요. 그때부터 지금까지 엄청난 양의 석유를 쓰고 있습니다. 약 1억 배럴 정도 쓰고 있는데요. 배럴은 159L입니다, 어마어마한 양이죠.

[앵커]
하루에 (사용하는 양) 말씀이신 건가요?

[인터뷰]
네, 하루에 1억 배럴을 쓰고 있고요. 우리나라는 세계에서 5번째로 많은 원유를 도입하는 나라인데요. 작년에 도입한 원유량이 약 11억 2천만 배럴입니다. L(리터)니까 가늠이 잘 안 되죠?

[앵커]
네, 잘 가늠이 안가네요. 예를 좀 들어주시죠.

[인터뷰]
옆에 있는 상암 월드컵 경기장 아시죠? 거기에 석유를 가득 채우면 1,500만 배럴 정도 들어갑니다. 11억 2천만 배럴이면 거의 80배 정도가 들어가는 거죠. 우리 국민이 하루에 쓰는 석유의 양이 8L 정도, 하루에 물을 얼마나 마실까요?

[앵커]
보통 1L 정도 마시죠?

[인터뷰]
우리가 마시는 물보다 훨씬 더 많은 석유를 쓰고 있는 거죠. 석유를 물처럼 쓰고 있는 게 아니라 물보다 더 많은 양을 쓰고 있는 거죠. 그리고 그만큼의 석탄과 천연가스도 쓰고 있고요.

그래서 이렇게 많은 에너지를 쓰고 있는데, '남아 있을까?'라는 염려도 있는데, 그건 걱정하지 않으셔도 됩니다. 지금 기술이 계속 개발되고 있어서 지금 현재의 기술로 채굴할 수 있는 매장량이 계속 늘고 있습니다.

게다가 소비도 신재생과 전기차, 대체에너지가 계속 발전되면서 석유의 소비도 조금씩 줄어들 조짐이 있고요. 빠르면 2025년부터 석유 소비가 좀 줄 것으로 보고 있습니다.

[앵커]
자, 그러면 신재생에너지로의 전환이 가시화되면서 우리가 석유 에너지를 지금 많이 쓰고는 있지만, 에너지 전환도 불가피하다는 것 같은데요. 그런데 석유 없이도 전 세계가 60년을 버틸 수 있는 '셰일 가스'도 채굴되고 있죠? 셰일 가스의 도입은 우리 에너지 환경에 어떤 변화를 갖고 오고 있나요?

[인터뷰]
앵커님들은 셰일 가스라는 말을 언제 처음 들어보셨나요?

[앵커]
사실 저는 작년부터 들었어요.

[앵커]
저도 얼마 되지 않은 것 같아요.

[인터뷰]
아마 그렇게 오래되지 않았을 텐데요. 셰일 가스라는 것은 지하 2km 이상에 들어가면 아스팔트처럼 가로로 쭉 뻗어있는 퇴적암층이 있습니다. 거기에 석유와 천연가스가 담겨 있는 거죠. 그런데 그 사실을 1800년도부터 알고 있었거든요.

그런데 땅속 깊이, 2km보다 깊은 바위에 갇혀있는 천연가스와 석유를 빼내는 것은 보통 일이 아니죠. 그러다가 2000년도에 들면서 수평 시추라는, 들어가서 수평으로 시추가 되고, 수압으로 바위를 깨뜨려서 석유와 천연가스를 얻는 혁신적인 채굴 방법들이 개발되면서 2000년도 중반부터 셰일 가스가 본격적으로 생산됐는데요, 미국에서 생산되기 시작했는데요.

2008년도가 미국 역사에서 가장 중요한 해인데, 아마 아실 겁니다. 리먼 브러더스 사태라고, 그때 마침 미국의 원유 생산량이 최저점에 있었습니다. 그래서 많은 사람이 석유와 금융으로 세계를 주름잡던 미국이 이제는 끝나는구나, 했던 찰나에 셰일 오일과 셰일 가스 생산이 폭발적으로 늘어납니다. 그것 덕택에 미국은 1929년 대공황 이후 가장 어려웠던 경제 위기를 지금 벗어나고 있고요.

지금도 세계 경제는 다 어려운데, 미국만 계속 성장하고 있고요. 이 셰일을 기반으로, 셰일을 통해서 에너지가 생산되니까 중동 에너지에 대해서 의존할 필요가 없어지고, 그래서 그 여력을 중국 견제를 위해 쓰고 있고요. 셰일 혁명이 에너지뿐만 아니라 세계 경제, 국제 질서까지도 재편하는 엄청난 것이죠.

[앵커]
우리나라처럼 이렇게 땅이 좁은 나라는 미국이 굉장히 부럽다고 느껴지긴 해요, 자원이 끊임없이 나오니까요. 그렇다면 이 셰일가스가 석유를 대체 할 수 있을까요?

[인터뷰]
셰일 가스는 천연가스입니다. 우리가 셰일 가스라고 이야기하는데, 셰일 가스는 셰일층에서 나오는 천연가스입니다. 우리가, 아까 앵커님도 말씀하셨듯이 우리가 셰일 가스를 도입한다고 하는데, 그건 정확한 이야기는 아닙니다. 셰일층에서 나오는 천연가스가 셰일 가스고 그것을 우리가 수입하기 위해서는 다른 곳에서 생산된 천연가스와 파이프라인으로 연결되고, 그것을 액화시켜서 LNG 형태로 도입하기 때문에 미국산 천연가스를 도입해야 한다고 해야지 정확한 표현입니다.

[앵커]
아, 천연가스 형태로요?

[인터뷰]
네, (미국산) 천연가스로 수입한다고 해야 맞는 말인데, 셰일 혁명의 본거지인 미국에서는 이미 천연가스가 석유를 빠르게 대체해나가고 있고요. 가장 중요한 건 가격이거든요. 2010년만 하더라도 천연가스와 석유의 가격이 같은 열량을 내기 위한 가격이 똑같았거든요. 그런데 지금은 천연가스 가격이 석유 가격의 1/4로 떨어졌습니다.

[앵커]
훨씬 값싸네요.

[인터뷰]
그러니까 미국 사람들이 석유를 쓸 이유가 없어지는 거죠. 그것은 천연가스는 기체기 때문에 많이 생산되고 그걸 빨리빨리 써야 하기 때문에 더 많이 시장에 나오고 가격이 더 떨어지고, 미국뿐만 아니라 중국도 석탄 수요를 줄이기 위해서 지금 많은 노력을 하고 있는데, 그 선택이 바로 천연가스입니다. 그래서 투르크메니스탄으로부터 세 개 파이프라인이 연결되어 있는데요. 그래서 많은 양의 천연가스를 도입하고 있고, 올해 말부터는 러시아로부터 시베리아의 힘이라는 파이프라인이 있습니다. 그것을 통해서 막대한 양의 천연가스를 도입할 계획이고, 남쪽으로는 미얀마로부터 파이프라인을 만들고 있고….

그리고 LNG 형태로, 액화를 시켜서 배에 싣고 오는 LNG 형태로 수입을 계속 늘려서 이제는 우리나라를 제치고 세계 2위의 LNG 국가가 되고 있고, 수입 국가가 되어있고, 미국, 중국뿐만 아니라 인도, 유럽도 마찬가지입니다.

산업별로도 보면 수송 부분에서는 이미 천연가스가 석유를 빠르게 대체해나가고 있습니다. CNG 버스는 잘 아시겠지만, 중국을 중심으로 해서 LNG 버스도 굉장히 빠르게 퍼져나가고 있습니다. 그리고 내년부터 IMO, 선박 연료 규제가 진행되는 데요, 그것도 좀 더 친환경적인 LNG를 쓰라는 것이 아마 IMO의 권고사항이고요. 그런 것들이 지금 일어나고 있는 현상이고요. 천연가스가 석유를 대체해 나가긴 하겠지만, 천연가스도 결국은 브릿지 (연료)입니다. 왜냐면 세계 에너지의 생산과 소비의 중심이 천연가스로 빠르게 이동하고 있기 때문입니다.

[앵커]
천연가스인 셰일 가스 역시도 신재생 중심으로 가는 과정이라고 분석해주셨는데요. 그런데 신재생에너지 장점도 있지만, 비용부담과 환경오염 우려도 없지는 않다고 들리고 있고요. 우리나라에서 과연 신재생에너지로의 전환이 가능할지에 대한 목소리가 높거든요. 어떻게 보시나요?

[인터뷰]
신재생은 전기를 만드는 것인데요. 지금 앵커님께서는 지구 인구의 몇 % 정도가 전기를 보급받지 못한다고 생각하세요?

[앵커]
보급받지 못하는 인구요? 생각해본 적이 없는 것 같아요.

[인터뷰]
지금 전 세계 인구의 20%가 전기의 혜택을 받지 못하고 있습니다. 전기 보급률이 전 세계적으로 80% 밖에 안됩니다. 그리고 80%도 아직도 충분한 에너지를 공급받지 못하고 있습니다. 언제가 이 사람들도 전기를 써야 할 테고 이 사람들이 석탄, 저장가스, 원자력, 신재생 무엇으로 전기를 만드느냐 하는 것은 그 나라 문제일 뿐 아니라 주변국과 지구촌 전체가 고민해야 할 문제인 거죠. 에너지는 국경을 초월한 문제인 거죠.

우리가 미세먼지에서 보듯이 지금 전 세계가 기후변화에 앞장서고 탄소배출을 줄이려 하고 신재생으로 나아가고 있는 원인이기도 합니다. 사하라 사막 서쪽 모로코에 와르자자트라는 지역이 있는데 거기에 세게 최대의 태양광 발전소가 있습니다. 태양열이라는 것은 반도체 기술을 이용한 태양광과 다르게 우리가 돋보기로 태양의 열을 모아서 불태우면 타듯이 그런 힘으로 물을 끓여서 전기를 만드는 것인데요. 비용이 그만큼 적게 드는 거죠. 만든 전기로 좀 더 편안하고 싸게 전기를 쓰고 있는 현상이 사하라 사막에서 일어나고 있는 것이죠.

[앵커]
그럼 우리나라는 신재생에너지, 변화하는 에너지 시장에서 어떻게 변화해야 할까요?

[인터뷰]
사하라 사막에 '데저텍'이라고 해서 사하라 사막에 있는 친환경 에너지로 전기를 만들어서 유럽으로 보내는 초고압 직류송전방식이라고 하는 HVDC인데요. 송전방식의 혁명이라고 하는데 그걸로 유럽으로 보냅니다. 그러면 유럽은 약 470GW 정도니깐 원자력발전소 500개 정도가 되는 엄청난 양의 전기를 사하라 사막에서 만들어서 유럽으로 보내고 그러면 유럽은 15%의 전기를 감당할 수 있는 거죠. 그러면 사하라 사막에 햇빛만 쨍쨍하면 유럽은 전기를 아무런 걱정 없이 없이 쓸 수 있고, 그러면 석탄도 줄이고 원자력도 줄이고요. 그래서 과연 우리나라가 그런 걸 할 수 있느냐가 문제인데요

[앵커]
쉽지 않죠.

[인터뷰]
우리나라도 고비사막에 그런 비슷한 걸 하고 있는데요. 우리나라는 아쉽게도 자연환경이 태양광이나 풍력을 하기에 적적하지는 않습니다. 바람의 질이나 일사량이 좋지 않아서요. 그래서 의미 있는 발전을 하기 위해서 상당한 시간이 걸린다고 보고 있는데요. 더 중요한 것은 에너지 효율을 높이는 기술개발, 예를 들면은 약한 바람에도 더 많은 전기를 만들 수 있는 풍력발전의 블레이드 효율 개선, 약한 태양에도 전기를 더 만들 수 있는 태양전지 개발 그리고 배터리 기술에 좀 더 집중해서 막대한 양의 전기를 배터리에 모을 수만 있으면 그것 또한 에너지 혁명이죠. 우리가 제일 잘할 수 있는 부분이기도 하고요.

[앵커]
그렇군요. 그럼 좀 더 우리의 변화하는 에너지 시장에서 역할 같은 것들을 간단하게 말씀해주시죠.

[인터뷰]
지금 현재 에너지 시장은 대격동기에 있습니다. 생산, 소비, 흐름 에너지에서 가장 중요한 세 가지가 동시다발적으로 대전환을 이루고 있습니다. 생산은 셰일 혁명과 기술의 혁신으로 지금 엄청난 발전을 이루고 있고요. 소비도 석탄과 석유에서 천연가스를 넘어서 신재생으로 가는 변곡점에 있습니다. 우리한테 좀 더 중요한 것은 흐림인데요.

옛날에는 에너지 시장의 주도권을 산유국들이 가지고 있었습니다. 우리 같은 소비국들은 시장에서 을의 신세였고요. 안정적으로 공급받기 위해서 높은 가격, 불합리한 계약도 했었고요. 그런데 에너지 시장의 지각변동으로 산유국들이 소비국들의 눈치를 보게 되고 있고요. 우리도 좀 더 목소리를 높일 수 있는 상황이 되었습니다. 협력의 공간이 생겼다는 것이고요.

우리 동아시아, 한국, 중국, 일본은 세계 GDP의 25%의 석유를 차지하고 있고 세계 전기의 30%를 쓰고 있습니다. 이런 지역에서 에너지 협력이 없다는 것은 전 지구적인 낭비이고 바람직하지 않죠. 에너지 협력을 통해서 우리나라는 우리한테 필요한 에너지의 전량을 바닷길로만 수입하고 있거든요. 에너지 협력을 통해서 대륙과도 연결이 되고 해양과도 연결이 되면 우리 대한민국 한반도의 미래가 바뀔 수 있다고 생각합니다.

[앵커]
네, 그러니깐 에너지의 미래는 신재생에너지에 있고 이건 우리나라만의 문제가 아니라 시대적인 흐름이라는 말씀이신데요. 앞으로 이 에너지의 효율을 어떻게 극대화할 수 있는지 고민해야 할 부분이 아닐까 싶습니다.

지금까지 <과학 돋보기> 에너지전문가 이종헌 박사와 함께했습니다. 오늘 말씀 고맙습니다.
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