‘석탄→천연가스 전환’이 세계적 대세가 된 이유
‘석탄→천연가스 전환’이 세계적 대세가 된 이유
  • 송승온 기자
  • 승인 2020.04.02 10:50
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미국, 가스전환 본격화 이후 이산화탄소 2억톤 감소
이산화탄소 배출 에너지생산 원단위당 40% 감축 가능
선박용 석유제품 대체, 가격·오염물질 배출 경쟁 우위
▲ LNG 수송선 모습
▲ LNG 수송선 모습

[지앤이타임즈 송승온 기자] 세계 주요 국가들이 대기질 개선을 위해 정책적으로 천연가스 사용을 장려하며 사용량이 꾸준히 증가하는 것으로 나타났다. 특히 미국은 셰일혁명 영향으로 가스전환이 본격화된 2017년  이산화탄소 배출이 2010년 대비 2억톤 감소한 것으로 나타났다.

에너지경제연구원은 세계에너지시장 보고서에서 지난해 발표된 국제에너지기구(IEA) 자료를 인용해 이 같이 밝히고, 재생에너지 시대로 진입하는 과정에서 여전히 천연가스가 중요한 역할을 담당할 것으로 전망했다.

◆ 산업부문서 천연가스 수요 크게 증가할 것

보고서에 따르면 공급 측면에서는 미국 주도로 천연가스 공급이 풍부해졌고, 수요 측면에서는 경제 성장 및 대기질 개선 노력의 영향으로 중국에서의 이용이 급증했다.

연구원은 보고서에서 기존 화석연료를 천연가스로 대체할 경우 온실가스 배출 문제가 빠르게 개선될 가능성이 있다고 전망했다.

천연가스는 대기오염물을 비교적 적게 배출하기 때문에 이와 같은 상황을 개선할 수 있으며 특히 석탄에서 가스로 전환할 경우에 이산화탄소 배출을 에너지생산 원단위당 약 40% 감축할 수 있다.

에경연은 보고서에서 ‘화석연료를 다른 화석연료로 대체하는 것만으로 기후변화에 대처할 수 없다는 것은 분명하지만 배출량을 감축할 수 있는 단일한 해결책은 존재하지 않다’며 ‘시기에 따라 여러 접근법과 정책, 기술 등이 필요하므로 온실가스 저감을 위한 가스의 역할을 충분히 고려할 수 있다’고 설명했다.

아울러 산업부문에서 천연가스 수요가 가장 크게 증가할 것으로 전망했다. 비용이 많이 드는 석유제품을 보다 저렴한 천연가스로 대체할 수 있는 부문은 분명한 경쟁 우위가 있다는 것.

또한 석탄 의존도가 높은 경공업(제조, 섬유, 식음료 등)은 비용이 더 많이 소요 되더라도 가스가 더 편리하고 청정하다는 이유만으로 전환이 일어날 수 있다. 

현재 건물부문에서 이용되는 가스의 대부분은 난방용이나, 개발도상국에서는 난방용 가스 수요는 제한적인 대신 조리와 온수용 가스 수요가 증가하고 있다. 

건물부문에서 천연가스는 전력 및 히트펌프 등의 재생에너지 기술, 에너지효율 기술 등과 경쟁하고 있다. 

수송부문에서 천연가스는 승용차나 화물, 선박용 석유제품을 대체할 수 있으며, 가격이나 오염물질 배출 면에서도 경쟁 우위를 차지한다. 다만 가스 충전소 확충의 제약으로 대부분의 국가에서 수송부문 석유 소비를 가스보다는 전기로 대체하는 것을 선호하고 있다.

◆ 주요 대기오염물질 배출 측면서 확실한 우위

이번 보고서에서는 천연가스 연소로 발생하는 온실가스 배출을 보면 가스 이용의 당위성이 분명해 지며, 미세먼지 배출 역시 바이오에너지 대비 천연가스가 우위에 있다고 밝혔다.

이산화탄소 배출을 살펴보면 가스 연소 시 에너지 원단위 배출은 석탄 대비 약 40%, 석유 대비 20% 낮다. 

특히 초미세먼지, 황산화물(아황산 등), 질소산화물 등 주요 대기오염물의 배출을 보더라도 다른 가연성 연료보다 천연가스 이용의 이점이 더 분명하다.

가스 제어연소 시 대기로 배출되는 미세먼지는 극소량이며, 천연가스 속의 아황산은 수송 이전에 거의 모두 제거된다.

가스 연소 시에도 질소산화물이 배출되기는 하지만 가스 이용은 세계 에너지 관련 질소산화물 배출의 10% 미만을 차지한다.

석탄→가스 전환이 환경에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 소비 단계 이전에 발생하는 배출원도 모두 고려해야할 필요가 있다. 

가스나 석탄을 생산, 수송, 처리하는 동안 이산화탄소와 메탄이 배출되는데, IEA는 발전이나 열 공급에 이용되는 석탄과 가스를 전체 수명 주기를 바탕으로 비교할 경우 현재 소비되는 가스의 98%는 석탄보다 배출 집약도가 낮은 것으로 분석했다. 

특히 석탄→가스 전환의 잠재력은 기존 인프라를 이용할 수 있을 때 극대화된다. 

탄소 집약도가 더 낮고 비용도 적게 소요되는 다른 대안이 있다면 석탄→가스 전환의 매력은 감소할 수밖에 없는데, 이미 풍력이나 태양광이 많은 국가에서 천연가스는 가장 저렴한 신규 발전원이 된 상황이다. 

◆ 美 천연가스 전환으로 온실가스 가시적 감축 성과

특히 미국은 2005년 이후 가스화력 발전량이 70% 증가하며 전체 전력의 1/3이 가스를 이용해 생산되는 반면 석탄의 비중은 50%에서 30%로 감소했다.

발전부문에서의 가스 이용 증가는 시장주도로 나타난 현상이며, 저렴한 가스의 충분한 공급, 상당 규모의 유휴 발전설비용량, 비교적 저렴한 가스발전설비 증설비용 등도 영향을 미쳤다.

이미 자유화된 전력시장에서 낮은 가스 가격으로 전원믹스 변화가 순조롭게 이뤄져 왔다.

이처럼 발전부문 가스 이용 확대로 인한 환경 편익이 가시화 되는 것으로 나타났다.

미국에서 2010년 이후 달성한 이산화탄소 배출 감축의 약 18%는 석탄→가스 전환에서 기인한 것으로 IEA는 분석했다.

또한 재생에너지 이용 증가와 효율 개선, 석탄→가스 전환 등이 2005년 이후 미국 전력부문 배출 집약도 21% 하락에 기여했다.

하지만 천연가스 이용으로 배출되는 온실가스가 2018년 10% 증가하면서 전체 에너지 관련 배출도 전년 대비 약 3% 증가했는데 이는 가스로의 대체만으로는 배출 감축을 완전히 달성할 수 없음을 보여주는 대목이다.

미국은 석탄→가스 전환으로 2017년 이산화탄소 배출이 2010년 대비 2억 톤 감소했다.

석탄화력 대신 가용할 수 있는 유휴 가스발전설비를 이용한다면, 기술적으로 매년 전체 전력부분 배출의 20%(약 4억 톤)를 감축할 수 있다고 IEA는 내다봤다.

또한 복합가스터빈(combined cycle gas turbine, CCGT)에 낮은 비용으로 가스를 공급할 수 있는 지역에서는 최대 1억 톤의 이산화탄소 배출량을 저감할 수 있다고 분석했다.