과학의 최전선에서 전하는 인사이트 『요주의 과학』 안녕하세요, 『요주의 과학』입니다. 얼마전 우리나라에서 열린 APEC 2025의 표어가 “Building a Sustainable Tomorrow: Connect, Innovate, Prosper” 였죠? 이번호에서는 그 지속가능성의 핵심인 탄소중립에 대해서 한국에너지기술연구원 제18대 원장님이신 김종남 박사님의 식견을 소개해드릴게요. 그리고 바로 오늘부터 브라질에서 열리는 COP 30에 대해서도 다뤄보도록 하겠습니다. 탄소중립의 세계, 지금부터 탐험해볼까요? |
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김종남 박사님은 한국에너지기술연구원에서 기후변화연구본부장과 화학공정연구센터장을 역임하셨으며 제18대 원장님이시기도 합니다. 그는 창조적 연구에 망설임 없이 도전하는 과학자로도 알려져 있으며 에너지 기술 전반에 대한 깊은 전문성과 통찰을 지닌 인물로 평가받고 있어요. |
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대한민국 에너지 현실 - “전기의 60% 이상이 여전히 화석연료” |
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우리나라는 세계적인 에너지 소비 대국이자 주요 온실가스 배출국 중 하나입니다. 지난 2018년에 한국의 온실가스 배출량은 역대 최고치를 기록했어요. 이는 그 이후로 조금 줄었지만 여전히 7억톤 수준의 양으로 세계 10개국 안에 들 정도입니다.
국내 전력 생산의 60% 이상이 여전히 화석연료로부터 나오는데 이는 탄소중립을 위한 커다란 도전과제가 아닐 수가 없어요. 그러던 와중에 화석연료 발전 비중이 2025년 4월에 사상 처음으로 50% 아래로 떨어지기도 했습니다! 그러면 한국은 과연 어떤 기술 조합으로 탄소중립을 이룰 수 있을지를 살펴볼게요.
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원자력과 재생에너지의 조합 한국의 ‘무탄소 전기’ 확보 핵심 축은 원자력과 재생에너지입니다. 원자력의 경우 현재 우리나라 전력 발전의 1/3을 차지하고 있는데, 전력 수요가 늘어나는 만큼 이를 감당하려면 현재 운용 중인 발전소의 수명을 연장하고, 300MW급의 SMR(Small Modular Reactor)을 58기 추가 건설해야 가능할 전망입니다. 태양광과 풍력도 필수!
우리나라는 국토의 63%가 산지라 태양광 전지 설치 여건이 제한적인 상황이예요. 이에 따라 고효율 탠덤(Perovskite+Silicon) 태양전지 상용화가 관건인데, 한국에너지기술연구원에서는 30%에 가까운 높은 효율의 태양광 전지를 개발했습니다. 재생에너지의 또 하나의 축인 풍력 발전의 경우 해상과 육상풍력을 합치면 시장 잠재량은 무려 잠재량 250TWh입니다. 도전적으로 이렇게 재생에너지로 2050년 필요 전력의 60%를 감당할 수 있을 것으로 예상됩니다. 물론 재생에너지는 시간과 날씨에 따라 발전량이 들쭉날쭉한 간헐성 문제가 있습니다. 이에 대한 해법으로 대용량 베터리인 ESS(Energy Storage System)와 남는 전기로 물을 위로 올렸다가, 필요할 때 다시 흘려보내 전기를 만드는 기술인 양수발전이 있습니다. |
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전기화(Electrification) - 산업과 수송의 패러다임 전환 탄소중립의 또 하나의 핵심은 열에너지의 ‘전기로의 대체’인데요, 수송, 산업, 건물로 나눠서 생각할 수 있습니다. 수송의 경우, 내연기관차 신규 판매가 여러 나라에서 곧 금지될 정도로 가속화되고 있고 우리나라에서도 2035년에 판매제한을 검토중인 상황입니다. 산업과 건물의 경우 전기, 수소, 바이오 연료 히터로 열을 공급하는 방안들이 강구되고 있고 정책적으로 독일·영국·네덜란드 모두 화석연료 난방 금지를 추진 중입니다. |
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자원순환과 효율 - ‘줄이고 모으고 사용하는 기술’의 경제학 무탄소 전력과 수소를 아무리 확보해도, 에너지 수요 자체를 줄이는 기술이 병행되지 않으면 탄소중립은 불가능합니다. 구체적인 방법으로 디지털 기술을 활용한 스마트 에너지 관리, 노후 건물의 리모델링 및 탄소중립형 신축 의무화, 그리고 폐배터리·태양광 모듈·플라스틱 재활용 체계 확립이 있습니다. 또한 탄소를 포집, 활용, 저장하는 CCUS 기술도 빼놓을 수 없는데요, 한국은 2050년 감축 목표의 8~12.3%를 CCUS로 충당하기로 야심차게 목표를 잡았고 실제로도 습식 포집 기술에서는 세계적인 기술력을 가지고 있습니다. 그러나 국내 저장소 부재와 경제성 부족이 큰 걸림돌입니다. 현재 탄소 포집 및 저장 기술 비용이 재생에너지의 발전 단가보다 더 비싸고 국내 탄소배출권 가격이 유럽의 10분의 1 수준이라 시장 진입이 어려운 상태입니다. 미국과 캐나다는 보조금과 세금공제로 CCUS 확산을 촉진하고 있는데 우리도 이러한 정책적 유인을 적극적으로 검토할 필요가 있습니다. |
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“탄소중립은 기술의 종합전” 탄소중립을 위해서는 한 가지 방법만이 아닌 위에서 언급한 기술들을 종합적으로 적용해야 하며 “탄소중립 넘어야 기술발전의 걸림돌이 아니라 경제 성장의 기회로 삼아야 한다”라고 김종남 박사님은 발표를 마무리합니다. |
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더 알고 싶다면?
김종남 박사님의 발표집 「탄소중립 기술의 현재와 미래」을 보시려면 아래 링크를 클릭해주세요~
또한 김종남 박사님을 비롯해 탄소중립 전문가 9인이 작년에 최종현학술원과 함께 작업한 단행본 『대한민국 탄소중립의 현실과 미래』도 같이 참고하시면 좋을것 같네요. |
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COP | 기후 협상의 새 무대, 아마존으로 가다 |
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2025년 11월 10일, 세계는 브라질 아마존의 도시 벨렘(Belem)에 모입니다. 이곳에서 열릴 COP 30는 기후 정치의 다음 장을 결정할 중요한 분기점으로 평가됩니다. |
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COP 이란 무엇인가요? COP는 당사국 총회(Conference of the Parties)의 약자로 1992년 리우 지구정상회의에서 체결된 UNFCCC (유엔기후변화협약)에 서명한 약 200개국이 당사국입니다. 그로부터 매년, 전 세계 190여 개국의 대표들이 모여 한 국가의 노력만으로는 해결 못하는 탄소중립 실현 방안을 논의해왔습니다. 주요 역사 한눈에 보기 COP에서 이뤄진 주요 합의들만 살펴봐도 COP가 왜 의미가 있는지를 금방 아실꺼예요. 대표적인 안건으로 그 유명한 파리협정에서 지구 온도를 1.5 °C 이내로 묶기가 있죠. - COP 3 (1997, 교토) : 온실가스 감축 의무를 처음 법제화한 ‘교토의정서’ 채택
- COP 15 (2009, 코펜하겐) : 합의 불발 → 기후외교의 위기
- COP 21 (2015, 파리) : 모든 국가가 참여하는 ‘파리협정’ 탄생
- COP 26 (2021, 글래스고) : ‘2050 탄소중립(Net Zero)’ 공감대 형성
- COP 28 (2023, 두바이) : 화석연료 “감축(Transition Away)” 문구 최초
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왜 COP 30이 중요할까요 COP 30은 파리협정 이행 10주년을 맞아, 아마존 강의 하구 도시인 브라질 벨렘에서 처음 개최됩니다. 그러면 어떤 사항들이 눈 여겨 볼만 할까요? - 새로운 감축 목표 제출
모든 국가가 지금까지 감축한 성과를 점검하고, 2050 탄소중립을 향한 새로운 국가결정기여(NDC 2.0)를 제출해야 합니다. 현재 절반 이하의 국가만이 새 목표를 제출한 상황입니다. 게다가 2024년에 지구평균 기온이 산업화 이전 대비 1.5 °C 상승을 넘어섰고, UN 사무총장 안토니우 구테흐스가 “인류가 1.5℃ 목표 달성에 실패했다”고 경고했습니다. 이런 상황에서 이번 COP 30에서 어떤 논의들이 펼쳐질지 주목됩니다.
- ‘지구의 허파’에서 열리는 상징성
벨렘은 세계 최대 열대우림 아마존의 입구에 위치한 곳입니다. 이번 회의는 “탄소 감축” 뿐 아니라 “탄소 흡수원 보존” 으로서의 산림의 역할을 부각시킵니다. 아마존 파괴는 지구 온난화 가속의 직접적인 원인이며, 브라질은 “아마존을 지구 기후 시스템의 심장으로 복원하자”는 메시지를 내세웁니다. 브라질은 또한 공적자금과 민간투자를 합쳐서 1,250억 달러 규모의 열대우림영구기금(TFFF)를 출범시켰는데 이는 COP30의 핵심 프로젝트이기도 합니다.
- 기후테크의 미래
기후테크(Climate Tech)는 온실가스를 줄이거나 기후위기에 적응하기 위한 모든 기술적 접근을 뜻합니다. 이전 COP이 선언 중심이었다면, COP 30은 기술과 실행의 전환점으로 평가됩니다. 재생에너지, CCUS, 스마트그리드, 기후데이터 인프라 등 기술이 실제 감축 효과로 이어지도록 하는 구체적 로드맵이 논의될 예정입니다.
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함께하는 탄소중립 탄소중립은 거대한 국제협상만의 주제가 아닙니다. 대중교통이나 자전거 이용, 1회용품 사용 줄이기 같은 작은 실천도 변화의 시작입니다. 지금 우리의 행동이 지구의 다음 세대를 위한 가장 강력한 기후기술이라는 점, 잊지 말아주세요. |
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발행인 : 최종현학술원 과학혁신 2팀 | 이우원 PM(에디터), 이주섭 팀장, 전소민 PM |
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