'온난화 페널티'에 가격 치솟는 화석연료... 무탄소 전원은 건설기간이 관건

[2050, RE100 달성 가능한가]
석탄발전 단가 2023년 129원→2050년 218원
태양광·원자력, 가격도 탄소 배출도 비슷해져
"건설 빠른 재생에너지가 탄소중립에 더 유리"

게티이미지뱅크

한국일보가 이근대 에너지경제연구원 선임연구원에게 의뢰한 ‘국내 발전원별 균등화 발전비용(LCOE) 추정’에 따르면, 2023년 기준 석탄·액화천연가스(LNG) 발전의 LCOE는 킬로와트시(kWh)당 각각 128.9원, 140.5원으로 해상풍력(238.6원)을 제외하고 가장 높다. LCOE는 전력 생산에 드는 모든 비용, 즉 발전단가를 뜻한다. LCOE가 낮을수록 경제성이 높다.

화석연료 발전의 단가가 높은 건 '지구온난화 페널티'로 부과된 온실가스 비용 탓이다. 화력발전소는 정부 온실가스 배출권 거래제에 따라 탄소 배출량만큼 배출권을 구매해야 한다. 석탄발전은 건설비, 운전유지비 같은 직접 비용만 따지면 kWh당 93.5원이었지만, 배출권값 22원(이산화탄소 환산톤당 2만6,735원) 등이 더해져 단가가 올랐다.

온실가스 비용은 더 오를 것이다. 그간 배출권 90% 이상이 무상으로 할당됐지만, 곧 정부가 유상 할당 비중을 늘릴 예정이기 때문이다. 국제에너지기구(IEA) 전망에 따르면 온실가스 감축 목표에 변동이 없을 경우 2050년 한국 탄소배출권은 톤당 89달러(11만4,632원)로 치솟는다. 그러면 석탄발전은 kWh당 217.9원, LNG발전은 150.8원으로 비싸질 전망이다. 제10차 전력수급기본계획에서는 탄소 배출을 줄이기 위해 2026년부터 암모니아·수소 혼합연소(혼소)를 하기로 했는데 이 역시 단기적으로 비용을 높인다. 원료비가 오르기 때문이다. 2035년 석탄 전소발전은 kWh당 171.5원이지만, 암모니아 20% 혼소발전은 195.4원이다. LNG는 전소 144.7원, 수소 혼소 163.2원으로 예상된다.

그래픽=송정근 기자

정책 장벽이 높은 풍력 발전을 제외하면, 온실가스 비용이 부과되지 않는 발전원이 가격 경쟁력도 높다. 2023년 122.1원이었던 태양광발전 단가는 2050년 88.4원으로 하락해 원자력발전(98.3원)보다도 저렴해질 것으로 예상된다. 기존 원자력발전소 건설비가 물가 상승과 공사 지연 등의 여파로 연평균 2.55%씩 증가했다는 추세를 반영한 결과 2050년 원자력은 2023년(74.3원)과 비교해 비싸질 것으로 분석됐지만, 그래도 화석연료에 비하면 여전히 경쟁력이 있다.

원전은 그러나 건설 기간이 길수록 비용은 물론 탄소중립에도 불리해진다. 대부분의 연구에서 원자력의 온실가스 발생은 재생에너지와 비슷한 수준으로 분석된다.¹ 하지만 10~19년인 건설 기간을 고려하면 원전의 배출량이 더 크다는 미국 스탠퍼드대의 분석을 주목할 필요가 있다. ² 스탠퍼드대 연구진은 원전 건설이 늦어지는 사이 화력발전을 계속 가동하게 되면 온실가스 배출이 되레 늘 수 있다고 지적했다.

글로벌 재생에너지(RE)100 캠페인을 주관하는 비영리단체 클라이밋그룹의 올리 윌슨 RE100 대표는 지난 15일 본보와의 화상 인터뷰에서 “원자력도 전력망 탈탄소에 기여할 방법이지만, 화석연료 대체의 시급성을 따져 건설 속도가 비교적 빠른 재생에너지를 우선해야 한다”고 말했다.

※'2050년 RE100은 계획대로 되지 않아' 인터랙티브에서 발전원별 단가 변동을 상세히 확인할 수 있습니다.

☞ 인터랙티브 바로가기 https://interactive.hankookilbo.com/v/electric-path/ (클릭이 안 되면 링크주소를 복사+붙여넣기 하세요)

[인터랙티브] 2050년 RE100은 계획대로 되지 않아 한국에서 RE100 달성은 정말 불가능한 것일까. 한국일보는 5~7월 약 3개월 동안 RE100 달성에 꼭 필요한 재생에너지의 잠재량, 전력 계통, 비용 등을 평가해 실제 국내에서 재생에너지를 확대하기 위한 여건이 갖춰져 있는지 따져봤다.https://interactive.hankookilbo.com/v/electric-path

※본 기획물은 SNU팩트체크센터의 지원을 받았습니다.

1 .

유엔유럽경제위원회(UNECE)는 kWh당 온실가스 배출량이 원자력(5.1~6.4g), 풍력(7.8~16g), 태양광(8~83g) 순으로 낮다고 분석했다. 미국 국립재생에너지연구소(NREL)의 분석은 풍력(1.7~81g), 태양광(14~26g), 원자력(12~110g) 순이다.

2 .

마크 제이콥슨 스탠퍼드대 환경공학과 교수의 2019년 연구에서는 원자력의 kWh당 온실가스 배출량이 78~178g으로, 태양광(7.85~27.9g), 풍력(4.8~8.6g)보다 높다고 분석됐다.

신혜정 기자 arete@hankookilbo.com

이상무 기자 allclear@hankookilbo.com

나주예 기자 juye@hankookilbo.com