신재생에너지의 원자력 대체 가능성

원자력, 묻고 답하기 중 신재생에너지의 원자력 대체 가능성

작성자: 한국원자력학회 소통위원회

신재생에너지로 충분하지 않나요?

공급 잠재량

우리 나라는 일조량이 풍부하고 삼면이 바다로 둘러싸여 있어 바람도 풍부하기 때문에 신재생에너지로 전력공급이 충분히 가능하지 않나요?

이론적으로 개발 가능한 잠재량은 충분하지만 경제적 타당성을 확보할 수 있는 잠재량은 제한적일 수밖에 없습니다.

자연에너지를 이용하는 풍력과 태양광 발전은 에너지 밀도가 낮고 전력을 생산할 수 있는 시간도 짧아 우리가 필요로 하는 전력을 생산하기 위해서는 매우 넓은 면적이 필요합니다. 태양광으로 전기를 생산하는 경우 원자력과 비교하여 최소 100 배 이상의 면적이 필요합니다.

자세히 알아봅시다.

• 현재의 기술력으로 동일한 전기를 생산하려면 신재생에너지는 기존의 에너지 자원에 비해 대규모의 부지가 필요함.
• 1,000 MWe 기준으로 원전 부지는 30만m²이 필요한 반면 태양광 발전은 3300만m²(원전의 100배) 풍력은 1억6500만m²(원전의 500배)의 부지가 필요한 것으로 알려져 있음

신재생에너지 환경영향

사고 위험이 있고 방사성폐기물이 발생하는 원전에 비해 신재생에너지는 자연에너지를 사용하기 때문에 부작용이 없지 않나요?

흔히들 신재생에너지를 자연에 존재하는 에너지인 바람이나 햇빛 등을 이용하기 때문에 깨끗하고 부작용이 없을 것이라고 생각합니다. 하지만 우리나라에도 풍력과 태양광과 같은 신재생에너지 시설이 늘어남에 따라 이와 관련된 갈등도 점점 늘어나고 있습니다.

풍력발전의 경우 날개가 회전하는 과정에서 발생하는 소음이 주변 주민의 건강과 생활에 악영향을 미치고 회전하는 날개에 부딪혀 철새나 박쥐가 죽기도 합니다. 또한 발전단지 조성과정에서 산림 훼손이 발생하기도 하여 많은 민원이 발생합니다. 대규모 풍력단지의 경우 조성 면적이 매우 넓기 때문에 이 경우 부작용이 더욱 커지고 있습니다. 실제로 2016년도에는 국내 언론에 전남 풍력발전의 부작용을 호소하는 지역주민에 관한 기사가 실리기도 했습니다.

태양광 발전의 경우에도 발전단지 조성과정에서의 산림 및 농지 훼손, 반사와 빛가림으로 인한 피해 등으로 지역의 반대가 점차 증가하고 있는 실정입니다.

물론 사업 계획단계부터 환경 및 지역사회에 미치는 영향을 충분히 고려하여 발전단지를 조성한다면 이러한 부작용을 줄일 수는 있겠지만 좁은 국토에서 에너지밀도가 낮은 신재생에너지를 대규모로 조성하는 경우 이러한 부작용을 없애기는 어려운 일이라 하겠습니다.

신재생에너지 경제성-1

신재생에너지 기술개발이 빠르게 이루어지고 있어 경제성이 가까운 시일 내에 원전과 같은 수준에 도달할 것이므로 한번 지으면 수 십 년간 폐기가 어려운 원전 건설은 자제해야 하는 것 아닌가요?

풍력발전, 태양광 발전과 같은 신재생에너지 발전 기술이 빠르게 발전하고 있는 것은 사실입니다. 그러나 전력을 생산하는 비용은 원전과 비교하여 여전히 높은 수준이고 앞으로도 상당 기간 보조금과 같은 외부의 지원이 없는 상황에서는 경제성이 비슷한 수준에 도달하는 것이 한계가 있을 것입니다.

우리나라는 발전소에서 만든 전기를 전력거래소라는 도매시장에서 생산에 들어간 비용을 고려하여 다른 가격으로 전기를 구매합니다. 2015년도의 도매시장에서의 전력 구매가격을 살펴보면 풍력과 태양광이 원자력과 비교하여 여전히 비싼 것을 알 수 있습니다.

2015년도 발전단가 비교 (원/kWh)

년도	원자력	석탄	풍력	LNG	유류	태양광	수력
2015	62.69	107.34	109.34	126	150.24	169.19	118.41

이는 풍력과 태양광이 아직도 비싸다는 것을 의미합니다. 이 비용이 얼마나 더 내려갈 수 있는지는 알 수 없지만 단기간에 원전과 비교할 만큼 내려가지는 않을 것이라는게 일반적인 예상입니다.

또한 햇빛과 바람의 유무에 따라 발전량이 급변하는 신재생에너지로 인해 생기는 전력공급의 불안정성 등의 숨겨진 비용을 고려하면 원전없이 신재생에너지만으로 전력을 공급하는 것은 전기요금 상승으로 이어져 산업과 가계에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

신재생에너지 경제성-2

원전 사고비용, 사용후핵연료 등 방사성폐기물 관리비용 등을 모두 고려하면 원전의 비용이 신재생에너지보다 오히려 비싸다는데요?

가장 최근에 수립된 제7찬 전력수급기본계획에서는 원전뿐 아니라 석탄, LNG복합화력 등 주요 발전원에 대해 사고위험비용, 폐기물 관리비용, 환경오염 비용 등의 외부비용을 모두 포함하여 비용을 산정하였습니다.

산정 결과, 원자력의 외부비용은 10.73 원/kWh으로 발전비용과 외부비용을 모두 포함해도 이용률에 따라 52,05원~56.51원/kWh로 나타났습니다.

이러한 결과는 이러한 모든 비용을 포함해도 원전이 다른 발전에 비해 경제적이며 특히 kWh당 외부비용을 제외한 직접비용이 100원을 상회하는 신재생발전에 비해서는 크게 차이가 나는 것입니다.

또한 이러한 차이는 신재생에너지의 외부비용(부지 조성 및 운영에 따른 환경 파괴, 전력송전망 공급의 불안정성 증가로 인한 정전위험 증가 등)을 추가하다면 더욱 커질 것입니다.

자세히 알아봅시다.

• 제7차 전력수급계획에 따르면 사회적 비용을 포함하는 경우에도 원자력발전과 석탄발전 그리고 LNG복합발전의 발전비용 순위는 바뀌지 않음을 알 수 있습니다. 원자력발전의 경우 사고위험대응비용, 정책비용, 송전비용 등의 외부비용을 포함하여도 석탄발전보다 이용률에 따라 33원/kWh~35원/kWh 더 낮습니다. 외부비용을 포함한 LNG복합발전의 발전비용은 원자력발전보다 93원/kWh~95원/kWh 더 높은 것으로 나타나 원자력발전이 가장 경제적인 것으로 확인되었습니다.

발전원별 발전비용 비교 (원/kWh)

비용구분		이용률(%)	원자력발전	유연탄발전	LNG 복합발전
직접비용		80	47.78	56.56	135.20
		90	41.32	54.20	133.66
외부비용	대기오염비용		0.00	9.43	2.38
	송전비용		4.25	3.78	2.95
	정책비용		0.76	0.65	0.33
	사고위험대응비용		5.72	0.00	0.00
	이산화탄소 비용(25,000원/t-CO2)		4.25	3.78	2.95
총비용 (사회적 비용)		80	56.51	89.39	149.04
		90	52.05	87.03	147.50
원자력발전과의 비용 차이		80	-	32.88	92.53
		90	-	34.98	95.45

* 자료원: 원자력발전의 경제적 사회적 비용을 고려한 적정 전원믹스 연구, 에너지경제연구원, 2015 (자료 재편집)

독일과 일본 사례

주요국은 신재생에너지를 확대하고 있는데 우리나라는 소극적이라는데요. 독일은 원전을 포기하고 신재생에너지만으로도 잘 살고 있지 않는가요? 또 일본도 원전이 가동 중단되었지만 정전 문제가 없었다는데요.

유럽의 일부 국가를 제외한 주요국들은 신재생에너지를 확대하는 동시에 원전을 유지 혹은 확대하는 정책을 추진하고 있습니다. 이는 신재생에너지만으로는 에너지 안보, 경제성, 온실가스 감축 등을 달성할 수 없기 때문입니다.

독일도 원전 정지후 신재생에너지를 지원하기 위해 kWh당 6.24 유로센트의 추가비용을 소비자에게 부담시키고 있습니다. 이 결과 독일의 소비자들은 유럽연합 국가 가운데 덴마크 다음으로 비싼 전기요금을 지불하고 있습니다.

또한 독일의 경우는 전력망이 다른 나라와 연결되어 있어 전기를 사오는 것이 가능하기 때문에 신재생에너지의 변동성을 완화할 수 있어서 우리나라와는 상대적으로 대규모의 신재생에너지 도입이 용이한 상황입니다.

일본은 후쿠시마 원전사고 이후 특단의 조치로 원전의 가동을 중단하였는데 이는 기존의 유휴 화력발전이 존재했기 때문에 단기적으로 대응이 가능했던 특수한 상황입니다.

하지만 일본도 원전 가동 중단에 따라 화석연료 수입이 증가하여 무역수지가 적자로 전환되는 등 어려움을 겪고 있습니다. 이에 일본 정부는 원전 포기정책을 수정하고 원전 재가동을 추진하고 있습니다.

적정 비중

원자력과 신재생의 적정 비중은?

한 나라의 적절한 공급 조합은 기후변화 대응, 에너지 안정 공급과 같은 국가의 정책 목표를 달성하기에 가장 효율적이고 바람직한 수준으로 결정하여야 합니다.

따라서 에너지와 전력 공급원의 적정 비중은 다양한 조건에 따라 달라질 수 있지만 원자력이나 신재생 하나만으로는 에너지안보, 경제적, 안정적 공급, 기후변화 대응 등의 정책 목표 달성이 불가능하다는 것이 일반적인 견해입니다.

전기요금 왜곡

우리나라는 경제활동에 사용하는 에너지가 너무 많아 에너지 가격 변동에 취약하고 에너지 가격의 상승이 수출경쟁력에 영향을 크게 미칠 수 있다. 원자력으로 인한 값싼 전기의 공급이 에너지 소비구조를 왜곡시키고 경제의 취약성을 높이는게 아닌가?

국가간의 전력사용 형태를 비교할 때, 흔히 사용하는 지표가 전력원단위입니다. 에너지원단위는 전체 전력사용량을 인구로 나눈 일인당 전력원단위와 GDP를 전체전력사용량으로 나눈 GDP원단위가 있습니다.

이러한 수치가 다른 나라와 비교하여 크면, 국민들이나 산업체가 전기를 낭비하고 있다고 해석하곤 합니다. 그러나 이러한 해석은 자칫 우리의 문제를 잘못 이해하게 만들 수 있기 때문에 신중해야 합니다.

일반 국민들이 전기를 낭비하고 있다는 주장이 사실이 되려면 전체전력사용량이 아닌 가정용 전력사용량을 인구로 나누어서 비교해야 합니다. 우리나라의 일인당 가정용 전력소비는 주요 선진국에 비해 절반 수준입니다. 따라서 가정용 전기 소비는 줄어들기 보다는 취사, 난방 등에 전기 사용이 늘어나면서 증가할 가능성이 더욱 큽니다.

GDP원단위의 경우도 공장에서의 전력효율이 낮은 것만으로는 설명할 수 없습니다. 왜나하면 부가가치당 에너지사용량이 큰 것은 에너지를 과소비해서 라기보다는 기술 격차에 따른 낮은 부가가치가 더 큰 원인이 되기 때문입니다. 예를 들어 국내 제철소의 에너지효율은 일본의 신일본제철에 비해 같거나 더욱 높은 수준인데, 에너지 원단위가 더 높습니다. 이는 동일한 에너지를 투입하여 생산된 철강재의 가치가 다르기 때문입니다. 즉, 기술 부족 등 여러 가지 원인으로 고급제품을 만들지 못하는 것이 문제이지 에너지 과소비가 문제는 아닌 것입니다.

따라서 낮은 전기요금이 경제구조를 왜곡한다는 것은 문제의 한 측면만을 바라본 것으로 올바른 주장이 아닙니다.

전력소비 정체

최근의 전력 소비가 정체되고 있는데도 정부는 원전을 추가로 건설하기 위해 미래의 전력소비 증가를 너무 크게 전망하고 있음. 전력 소비가 늘지 않으면 원전 건설도 필요없는 것 아닌지?

최근 몇 년간 전력소비가 정체되고 있으나 추세가 변한 것인지는 아직 확실히 알 수 없습니다. 오히려 중장기적인 추세를 예상해보면 사용의 편의성, 전기자동차 등 전기사회로의 전환 등으로 전기 이용 확대가 예상됩니다.

또한 전기 소비가 정체된다하더라도 미세먼지 문제 완화, 온실가스 감축을 위해서는 원자력과 신재생에너지 비중을 높여나가야 합니다.

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파일:원자력 묻고답하기 2016-소통위원회 v1.1 201610.pdf