미국 셰일가스 증가로 가스발전 늘어 탄소배출 저감
가스발전 전환 지속은 장담 못해…가격경쟁력이 관건

한양대 에너지거버넌스센터장 김연규 교수 

[이투뉴스] 전 세계 탄소배출은 매년 증가해 지난 2012년 말 기준 사상 최대치인 31.6 Gt에 달했다. 이 수치는 2011년과 비교해 0.4 Gt 늘어나 1.4% 증가한 것이며, 이러한 추세로 나가면 장기적으로 기온 3.6℃가 상승하는 것으로 알려져 있다.

이러한 증가의 가장 큰 원인으로 지목되는 것은 화석연료의 사용증가이다. 화석연료 가운데 증가폭이 가장 큰 것은 천연가스로 2.7%이며, 석유와 석탄은 각각 1.1%와 0.6%이다. CO2 배출 비중 측면에서 보면 천연가스와 석탄이 합쳐서 44%, 석유는 12%이다.

아래 <그림 1>에서 보는 바와 같이 세계적 추세는 지역적으로 조금씩 다른 모습을 보이는데 전체적으로 非OECD 국가에서는 3.1% 증가한 반면 OECD 국가에서는 1.2% 만큼 감소해 약간의 상쇄가 일어났다.

중국의 배출증가는 여전히 2012년 한해 동안 300Mt이 증가해 2011년 대비 3.8% 만큼 증가했으나, 2011년의 증가폭과 비교하면 절반에 그치는 성과를 거뒀으며, 지난 10년 동안 가장 작은 증가폭을 기록했다.

석탄증가도 2.3%에 그쳤으며 특히 발전분야의 석탄사용이 감소하고 있음을 알 수 있다. 석탄사용의 감소를 대체한 것은 수력이며 풍력과 태양력 증가도 역할을 했다.

특히 수력은 2012년 149 GW를 기록했으며 2015년까지 290GW를 예상하고 있다. 중동의 CO2 배출증가도 55MtCO2로 3.2%에 해당하며, 발전분야에서 천연가스 사용이 급증하고 있다. 인도의 배출도 45Mt 만큼(2.5%) 증가했으며, 인도의 경우는 석탄사용 증가가 주된 원인이다.

OECD 국가 가운데에는 미국의 배출감소가 가장 흥미롭다. 2012년 200Mt만큼 (3.8%) 감소하였으며, 대부분 발전분야에서 가스가 석탄을 대체한 것(coal-to-gas fuel switching) 때문이다.

이러한 수준은 미국의 1990년대 중반의 배출 수준과 같은 것이다. 물론 가스 사용증가 이외에 신재생의 증가와 운송연료 사용 감소 그리고 비교적 온난한 겨울 때문이기도 하다.

유럽연합(EU)의 유럽환경청(European Environmental Agency: EEA)은 2013년 5월 19일 연례온실가스목록(annual greenhouse gas (GHG) inventory)을 발표하였다. EU의 배출량은 2011년 현재 3.3% 감소하여 4,550 million tons CO2e로 사상 최소를 기록하였다.

<그림 2> 미국과 eu의 온실가스 배출 변화

이러한 수치는 미국의 2011년 감소폭인 1.6%의 두배에 달한다. 2011년 유럽이 미국보다 감소폭이 컸던 원인은 경제성장과 연관되는 것으로 2011년 미국의 경제성장률이 1.8%로 였던데 반해 유럽은 1.6%로 다소 낮았던 데 기인한다.

2011년 EU의 배출 수치는 1990년 대비 18.4% 낮은 수준(18.4% below 1990 levels)으로 2020년까지 1990년 수준의 20% 낮은 수준의 목표에 근접했음을 말하는 것이다.

한편 미국의 2011년 배출 수준은 1990년과 비교하면 여전히 8.2% 높은 수준이다. 미국의 기후변화 협상가들은 1990년을 기준년도로 사용함으로써 미국이 EU에 비해 불리하다고 주장해 왔다.

1990년대 초는 유럽에서 독일 통일 등이 진행됐고 영국에서 석탄에서 가스로 대규모 전환이 이루어지는 등 미국 보다 에너지 전환이 획기적으로 이루어진 시기라는 것이다.

미국은 기준연도로 2005년을 제시하고 있는데 2005년을 기준년도로 잡는다 하더라도 2005년 대비 EU는 여전히 11.3% 낮은 수준이며 미국은 6.9%가 높은 수준이다.

미국의 2012년 배출은 EU보다 더 큰 감소폭을 보이기 시작한다. 미국과 EU 모두 화석연료 연소가 GHG 배출의 75~80%를 차지한다.

미국의 배출 감소의 가장 큰 원인은 세일혁명으로 인한 천연가스 가격의 하락이다. 2012년 4월 미국의 천연가스 도매가격은 사상 최저인 1.82/MmBtu를 기록하였다. 천연가스가 석탄에 비해 발전연료로서 가격경쟁력을 가지게 된 것이 가장 큰 원인이다.

2008~2012년 미국 발전분야의 석탄사용 비중은 49%에서 37%로 감소하였으며 반면 천연가스는 21%에서 30% 까지 증가하였다.

미국의 CO2 배출도 2012년 3.8%  감소하였다. 2005년 기준으로 보면 11.7% 낮은 수준(11.7% below 2005 levels)이 된 것이다. 미국정부는 2009년 코펜하겐 기후변화 회의에서 2020년까지 온실가스배출을 2005년 대비 17% 낮은 수준(17% below 2005 levels by 2020)으로 줄이겠다고 약속한 바 있다.

이러한 coal-to-gas switching이 계속될 수 있을지는 석탄과 가스의 가격추이에 달려있다. 좀 더 최근의 추세는 가스의 지속적 사용에 의문을 제기한다. 2013년 상반기 발전연료로서 석탄사용의 증가가 다시 일어나고 있다. 천연가스 가격이 다시 상승하기 시작해 2013년 상반기 3.49/MmBtu까지 상승하자 석탄의 사용이 다시 14% 만큼 증가한 것으로 나타나고 있다.

발전연료로서 천연가스 전환이외에 미국의 CO2감소에 역할을 한 것은 신재생에너지이다. 2005년 미국의 발전분야에서 신재생 에너지가 차지한 비중은 7.9%에 불과했지만 2012년 말 현재 그 비중은 11.4%로 증가했다.

운송부분에서의 에탄올과 바이오디젤의 사용도 증가허고 있다. 특히 공장들은 난방과 발전연료로 바이오메스의 사용을 늘리고 있다.

미국 천연가스의 30%, 미국 석탄의 90%가 바로 발전분야에 충당된다. 셰일혁명의 가장 큰 가시적 변화는 석탄분야 발전을 줄이고 가스발전을 늘리는 형태로 나타났다.

과학적 논쟁은 가스對 석탄의 온난화 영향을 중심으로 일어나고 있다. 호와스 교수의 경고에도 불구하고 미국은 천연가스 가격하락으로 발전부문에서 석탄을 천연가스가 대체하면서 온실가스 배출이 20년 내 최저로 떨어졌다.

미국의 온실가스 배출량이 최저에 달한 시기는 2012년 4월로 당시는 미국 내 천연가스 가격이 US$1.82/MMBTU로 최저에 달했던 때이다.

2008년에 50%에 달하던 석탄 발전 비중이 2012년 4월이 되면 저가의 천연가스 때문에 33%까지 떨어졌다. 한편 2008년 20%대에 머물던 천연가스 발전 비중은 34%까지 치솟았다.

<ⓒ이투뉴스 - 글로벌 녹색성장 미디어, 빠르고 알찬 에너지·경제·자원·환경 뉴스>

<ⓒ모바일 이투뉴스 - 실시간·인기·포토뉴스 제공 m.e2news.com>

저작권자 © 이투뉴스 무단전재 및 재배포 금지