李明博(이명박) 대통령은 “우리가 먼저 결단하고 행동에 나선다면 녹색성장을 이끌고 새로운 문명을 주도할 수 있다”고 강조하며 이에 대한 총력투자를 다짐했다.
이에 따라 대한민국 과학기술을 주도하는 연구원이 밀집한 대덕특구에 쏠리는 관심도 그만큼 커지고 있다. 바야흐로 과학의 융합기술 시대, 産學(산학)협동이 갖는 이점을 그 어떤 곳보다 잘 실현시킬 수 있는 대덕특구. 그곳의 연구원은 정부의 저탄소 녹색성장 사업에 대해 어떤 생각을 가지고 있으며, 친환경을 지향하는 국제사회의 일원이 되기 위해 어떤 준비를 하고 있을까.
[한국원자력안전기술원-대체에너지 연구의 중심]
에너지 전문가들의 조언으로 대덕연구단지 내 한국원자력안전기술원(KINS)을 찾으면서 약간 의구심이 들었다. 친환경 에너지 혹은 녹색성장 에너지라 하면 원자력보다는 풍력, 조력, 태양열 등을 떠올리는 게 더 자연스럽다. 친환경과 원자력은 왠지 잘 어울릴 것 같지 않기 때문이다.
이런 선입견은 대부분 지금까지 있었던 굵직한 원자력 발전소 사고 때문이었다. 일례로 1979년 드리마일과 1986년 체르노빌에 있었던 原電(원전) 사고는 획기적인 대체에너지로 알려진 원자력에 대해 찬물을 끼얹는 결과를 낳았다.
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| KINS의 윤철호 원장. 윤 원장은 원자력이야말로 가장 현실적인 대체에너지라고 말했다. |
그러나 KINS에서 만난 尹喆浩(윤철호) 원장의 생각은 조금 달랐다. 윤 원장의 설명이다.
“두 사건은 역설적으로 원자력의 안전성을 보여주고 있습니다. 드리마일 사고는 돔형 구조물 덕에 방사성 물질이 발전소 밖으로 퍼져나가지 않았습니다. 반면 체르노빌 사고는 돔형 구조물이 없었기 때문에 방사성 물질이 외부로 유출돼 많은 피해를 냈던 것입니다.”
격납 용기의 존재 유무에 따른 설계 차이가 원자력의 안전성을 좌우했다는 점에서 ‘원자력은 관리만 잘하면 유용하다’는 사실을 방증했다는 얘기다.
KINS는 ‘원자력 이용 개발로부터 국민의 안전한 삶과 환경을 수호한다’는 구호를 걸고 설립된 기관이다. 이곳에서는 원자력에 대한 실제 안전성과 정서적인 안전성을 동시에 뿌리내리게 함으로써 원자력이 널리 쓰일 수 있는 기반을 마련하고 있다. 실제로 원자력은 안전성만 제대로 확보된다면 환경에 해가 없이 쓰일 수 있는 유용한 에너지원이다. 그리고 가장 현실적인 대체에너지다. 윤 원장의 말이다.
“신재생에너지라고 해서 태양열, 풍력을 주목하지만 경제성 등의 측면에서 봤을 때 아직은 현실적 대안이 못됩니다. 최근 들어 전 세계적으로 실질적인 대안 에너지로 원자력이 각광받고 있는 현상을 보세요. 이른바 ‘원자력 르네상스 시대’라고 할 만합니다.”
그의 말처럼 원자력은 현재 우리나라 전력생산의 가장 큰 비중인 약 39%를 차지하고 있고, 그 비중은 2030년까지 60%로 확대시킬 계획이라고 한다.
윤 원장은 “현재 원전을 수출할 수 있는 나라는 미국, 일본, 프랑스, 한국밖에 없다”고 말한다. 이들 국가가 원자력 후발 국가에 수출하는 것은 단순히 원전만은 아니다. 윤 원장의 설명을 들어보자.
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| 한국원자력 안전기술원. 필자가 방문한 날은 마침 ‘국제원자력안전 석사프로그램’ 양해각서(MOU)가 체결된 날이었다. |
“원전을 파는 나라는 IAEA(국제원자력기구)의 요구에 따라 원자력 관련 인프라까지 팔아야 합니다. 잠재적인 원전 도입국에 안전기준, 법령, 규제 시스템, 규제인력 양성, 기술 등을 패키지로 파는 것이죠. 현재 우리 기관과 카이스트는 공동으로 국제원자력안전 석사과정을 개설해 후발 국가의 인재를 끌어들여 원자력 안전에 대한 각종 커리큘럼과 학위를 제공할 계획입니다. 이들이 본국으로 돌아가면 원자력 안전규제 인프라가 한국화해 깔릴 것입니다. 그러면 우리나라 기업이 원전을 팔 때 다른 선진국보다 훨씬 유리한 위치를 선점하게 되지 않을까요.”
윤 원장은 “徐南杓(서남표) 카이스트 총장과 몇 분 전에 이와 관련한 양해각서(MOU)를 체결하고 왔다”며, “이것이 명분과 실리라는 두 마리 토끼를 모두 잡을 수 있는 방법이라고 설명했다.” 윤 원장의 말이다.
“우리의 본업인 국제 원자력 안전성 향상에 기여하고, 동시에 우리나라 원전산업이 해외로 진출하는 교두보 역할을 할 것입니다. 이를 통해 우리나라는 미국, 프랑스와 함께 원자력 발전 부문의 명실상부한 글로벌 톱(top) 3 국가가 될 수 있습니다.”
KINS의 金相鉉(김상현) 홍보팀장은 “우리 연구원이 녹색성장을 위해 직접적으로 할 수 있는 것이라고는 ‘자전거 출퇴근 서약식’ 정도지만, 원자력에 대한 안전규제라는 간접적인 방식으로 가장 큰 기여를 하고 있다”고 말했다. 그는 또 “화석연료의 실질적 대체에너지인 원자력 발전에 밑거름 역할을 하는 곳이 우리 기술원”이라고 말했다.
국내에서 필요한 대체에너지를 충당하고 그것을 수출산업으로 키우겠다는 녹색성장의 취지를 다시 음미해 보면, KINS야말로 이 사업의 숨은 공신이라 할 수 있지 않을까. 윤 원장은 마지막으로 이렇게 말했다.
“안전규제는 원자력 발전이 녹색성장으로 인식되는 데 필수불가결한 요소입니다. 만약 우리와 같은 연구기관이 없다고 생각해 보세요. 수출 산업은 고사하고, 가장 현실적인 대체에너지원을 포기한다는 의미와 다를 바 없습니다.”
[국가핵융합연구소-인공태양 개발의 주역]
국가핵융합연구소(NFRI)를 방문하기 위해 대덕특구를 찾았다. NFRI는 꽤 까다로운 보안절차를 내세웠다. 방문 약속을 잡으면서 주민등록번호를 제시해야 했고, 사진 촬영에 대한 서약서를 작성해야 했다. ‘이렇게까지 해야 할 필요가 있을까’라는 생각을 할 수 있겠지만, 이곳에서 개발한 연구 장치인 K-STAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced)의 명성에 비하면 이 정도 보안은 차라리 간소해 보였다.
실제 태양과 동일한 핵융합 반응으로 전기를 생산해 ‘인공태양’이라고 불리는 K-STAR는 NFRI의 차세대 초전도 핵융합 연구장치로서 2007년 9월 완공된 후 종합 시운전을 마치고 이듬해 6월 최초의 플라즈마를 발생하는 데 성공했다. NFRI의 홍보협력팀 권은희씨는 “K-STAR는 순수 자체 기술로 개발됐다”면서 이렇게 설명했다.
“K-STAR 건설은 여러 가지로 의미하는 바가 큽니다. 무엇보다 우리나라는 건설기간 동안 세계 최고 성능의 초전도자석 제작기술 등 핵융합 관련 10대 원천기술을 획득할 수 있었습니다.”
우리나라 과학계가 지금껏 기초기술보다 응용기술을 발전시켜 가며 성공해 왔지만, K-STAR 개발을 통해 기초과학연구 분야에서도 곧 세계적으로 두각을 나타낼 수 있게 됐다는 게 그의 설명이다.
이뿐만 아니다. 우리나라는 K-STAR로 핵융합 기술의 우수성을 인정받아 ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor·국제열핵융합 실험로) 사업에 참여하게 됐다. ITER는 전 인류를 위한 핵융합에너지 상용화를 목표로 국제협력하에 핵융합 발전 실험로를 건설하는 프로젝트다. 현재 우리나라, EU, 일본, 러시아, 미국, 중국, 인도가 공동으로 참여하고 있다. K-STAR는 바로 이 사업에서 중추적인 역할을 맡게 될 것인데, K-STAR에 사용된 신소재 초전도체 자석이 ITER에 사용된 것과 동일하기 때문이다. 이것이 K-STAR가 ITER의 축소판으로 불리며 세계적인 주목을 받는 이유다.
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| 완공된 K-STAR의 모습. K-STAR는 ITER의 축소판이라 불리며 세계적인 주목을 받고 있다. |
그러나 핵융합 기술이 상용화되기까지는 앞으로 최소한 20년 이상이 걸린다고 한다. 그만큼 불확실하면서도 먼 훗날의 얘기로 들리는 것도 사실이다. 실제로 천문학적인 예산이 이 사업에 계속 투입되면서 과학계 내 몇몇 인사들은 ‘불투명한 연구에 지나치게 돈을 많이 쓴다’며 곱지 않은 시선을 보내기도 한다. 이런 의견에 대해 NFRI의 李京洙(이경수) 소장은 이렇게 말한다.
“제가 20년 전에 한국에 왔는데 20년은 정말 금방 가는 시간이에요. 20년 후가 너무 멀다고 해서, 또 연구성과가 불투명하다 해서 도전하지 않는다면 그건 과학자의 태도가 아니라고 생각해요.”
앞서 방문했던 연구원에서도 비슷한 말을 들은지라 필자가 “다른 연구원에서도 비슷한 말로 자신들이 하는 연구를 강조하고 있다”고 하자, 이 소장은 이렇게 말했다.
“핵융합발전 연구가 제일 중요하다는 말이 아닙니다. 지금 원자력이 세계 에너지 총량으로 보면 10%대입니다. 원전을 아무리 지어봐야 총량이 25% 정도밖에 안 돼요. 신재생에너지라고 주목받고 있는 태양력 ·풍력·조력도 현재 약 2% 정도밖에 안 되는데, 이 분야에 열심히 투자해도 겨우 12%에 불과합니다. 이 두 분야를 더하면 약 40%입니다. 지금부터 더 열심히 노력해서 50%에 도달해도, 나머지 50%는 결국 화석연료예요. 그럼 문제가 해결됐나요? 만약 50%에 해당하는 화석연료를 대체할 수단이 핵융합 외에 다른 것이 있다면 제발 저한테 알려 주세요.”
핵융합 발전의 가장 큰 문제는 효율성이다. 들어가는 에너지보다 나오는 에너지가 더 많아야 하지만, 현재 기술로 이를 만족시키기에는 아직 역부족이다. ITER이 완공되면 들어가는 에너지보다 10배 정도 많은 에너지가 나오겠지만 그래도 여전히 만족스럽지 않다. 그러나 이 소장은 핵융합 에너지에는 이를 상쇄시키고도 남을 더 큰 매력이 있다고 한다.
“핵융합 에너지는 원자력 발전에서처럼 많은 고준위 폐기물이 나오지 않습니다. 또 핵융합 발전소는 다른 신재생에너지 발전소에 비해 넓은 땅을 필요로 하지 않으면서도 많은 에너지를 생산해 냅니다. 우리나라와 같이 좁은 면적의 나라에서는 더 없이 좋은 에너지원입니다.”
[한국화학연구원 그린화학연구단]
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| 한국화학연구원 내 그린녹색단의 정순용 단장. |
한국화학연구원을 찾아 저탄소 녹색성장 사업을 주관하고 있는 그린화학연구단을 찾았다. 연구단은 작년 12월 천연가스를 원료로 석유를 얻는 기술을 개발해 세간의 주목을 받았다. 그린화학연구단 鄭舜溶(정순용) 단장은 이 기술이 사실은 녹색성장 화학기술의 일부라고 말한다.
“석유가 고갈되고 있어 석유를 대체할 자원이 필요합니다. 현재 거론되고 있는 방법으로는, 첫째 목재 등을 뜻하는 바이오매스(biomass: 식물이나 미생물 등을 에너지원으로 이용하는 생물체), 두 번째는 천연가스입니다. 바이오매스의 경우, 생화학적 전환반응(bio-chemical conversion)에 의해 친환경적인 화학물이나 연료를 만들려고 하고 있어요. 이것을 태우게 될 때 나오는 이산화탄소는 바이오매스가 되는 식물이 다시 흡수하도록 합니다. 그렇게 해결되지 못하는 일부 이산화탄소는 자원화, 즉 고부가가치화를 시켜 새로운 화학물을 만드는 데 쓰입니다. 결국 이산화탄소가 돌고 도는 것이죠. 결과적으로 제로 에미션 시스템(zero-emission system)을 만드는 것이 우리의 최종 목표입니다. 천연가스도 화학적 전환방법(chemical conversion)에 의해 친환경적인 연료를 만들어 냅니다. 이것도 마찬가지로 석유대체 에너지가 된다고 볼 수 있죠.”
즉 필요 이상의 탄소배출을 막는 친환경 시스템을 만드는 것이 녹색성장 화학기술의 개념이라는 설명이다. 정 단장은 현재까지 이곳에서 이뤄진 연구 성과로 크게 세 가지를 꼽았다. 첫째 천연가스로부터 합성원유를 제조하는 기술, 둘째 이산화탄소로부터 메탄올을 생산하는 기술, 셋째 저급메탄올에서 DME(dimethyl ether, LNG, LPG, 디젤을 대체하는 연료)를 제조하는 기술이 그것이다.
희망으로 가득한 정 단장의 설명을 들으면서, 앞으로 얼마 정도 기다려야 사람들이 이 기술로 실질적인 혜택을 볼 수 있을지 궁금해졌다. 정 단장의 말이다.
“천연가스를 예로 들자면, 현재 이것을 합성원유로 만드는 기술로는 하루에 0.1배럴(약 15.9L) 정도밖에 생산하지 못합니다. 그러나 2년 후, 하루 10배럴을 생산할 수 있는 실증 플랜트가 완공될 것이고, 다시 상용 플랜트를 만드는 데 2년 정도 예상하고 있습니다. 그러니까 약 4년 후에는 많은 사람들이 이 기술의 혜택을 받을 수 있겠죠.”
이어지는 그의 설명이다.
“전 세계를 통틀어 우리나라의 녹색성장 화학기술은 현재 7위 정도라고 볼 수 있습니다. 미국, 남아공, 영국, 독일, 네덜란드가 우리보다 5년 정도 앞서 있고, 일본은 우리보다 2년 정도 빠르다고 볼 수 있습니다. 우리의 경쟁상대는 미국의 DOE(Department of Energy)와 같은 세계적인 국립연구소입니다. 머지않아 그들과 어깨를 나란히 할 수 있을 것입니다.”
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| 오헌승 한국화학연구원장. |
그렇다면 이 사업은 얼마나 중요한 사업일까. 한국화학연구원 吳憲承(오헌승) 원장은 이 사업이 국민적 공감대를 반드시 얻어야 한다고 말한다.
“저탄소 녹색성장은 선택의 문제가 아닌, 생존의 문제이기 때문에 반드시 성공시켜야 합니다. 예컨대 우리나라는 2013년부터 국제적으로 탄소배출 규제를 받기 시작하는데, 이때 산업활동을 하면서 배출하는 이산화탄소 때문에 우리는 국제사회에 돈을 지불해야 합니다. 이산화탄소 배출권을 사야 하는 상황이 됩니다. 일반 국민들이 보기에는 전혀 이해가 안 갈지도 모르지만 기업들이 이 배출권을 사면서 제품을 만들게 되면, 결국 그 부담은 국민들에게 돌아갑니다. 제품가격이 높아지는 것은 물론 가격경쟁력 저하로 수출경쟁력이 떨어져 국가경쟁력이 낮아질 우려가 있어요.”
오 원장은 저탄소 녹색성장은 일반 기업이 담당하기에는 부담이 크기 때문에 국가적 차원의 사업이 되어야 한다고 역설하면서 이 사업을 단기적인 시각으로 바라보는 것을 경계했다.
“20년, 30년 전에 대한민국에서 물을 사먹는 시대가 오리라고 누가 상상이나 했겠습니까? 우리는 지금 패러다임 변화의 시대에 살고 있습니다. 지금은 미처 생각하지 못했던 것들이 몇 년 후에 부가가치가 높은 자원이 되는 세상입니다. 국민들이 저탄소 녹색사업을 정치적인 것으로 오해하지 않기를 바랍니다. 이것은 우리의 생존이 걸려 있는 핵심사업입니다. 빠르게 변화하는 패러다임의 시대에 작은 것에 집착하다가는 정작 중요한 것을 놓칠 수 있습니다.”⊙
▣ 우리 정부의 저탄소 녹색성장
우리 정부가 지난해 8월 새로운 비전의 축, 신국가발전 패러다임으로 제시한 개념이다. 중장기적으로 녹색성장 구현을 위한 에너지 마스터 플랜인 제1차 국가에너지기본계획을 수립하고, 고유가와 기후변화에 대응하기 위해 저탄소 경제사회체제로의 전환을 추진하고 있다.
구체적으로 정부는 에너지안보를 위해 현재 5% 수준의 에너지 자주개발률을 임기 중에 18%, 2050년에는 50% 이상 끌어올려 에너지 독립국의 꿈을 실현할 계획이다.
신재생에너지 비중도 획기적으로 제고(2030년 11% 이상, 2050년 20% 이상)하기 위해 녹색기술 연구개발 투자를 임기 중 두 배 이상 확대한다고 밝혔다. 결과적으로 이를 통해 우리나라는 2020년에는 3000조원에 달할 녹색기술 시장 선도국으로 발돋움할 수 있다. 정부는 우선 에너지 저소비사회, 녹색사회로의 전환을 위해 그린카 및 경차 보급 확대, 자동차 연비향상, 고효율기기 기술개발·보급 등을 적극 추진해 국가에너지 효율을 2030년까지 2006년 대비 47% 향상시킬 계획이다.
