향후 석유를 대체할 에너지원을 놓고 세계가 고심 중에 있다. 천연가스, 석탄 등 화석연료와 원자력 에너지, 그리고 태양열, 태양력, 풍력, 바이오매스, 지력 에너지 등의 신재생에너지 중 어느 것을 선택해야 할지 논의가 이어지고 있지만, 가장 주목받고 있는 것은 석탄에너지다.
석탄은 풍부한 매장량, 고른 분포, 저렴한 가격이라는 측면에서 다른 에너지들을 압도하고 있다. 실제로 BP(British Petroeum) 분석에 따르면 2005년을 기준으로 석유, 천연가스 가채연수는 각각 41년, 67년인 데 비해, 석탄의 가채연수는 무려 164년에 달하고 있다.

석유 매장량 대부분이 지정학적으로 불안정한 중동지역에 집중돼 있는 것과는 달리 석탄은 전 세계에 고루 분포하고 있어, 특정 국가의 자원독점이 적다는 점도 긍정적이다. 또한 지난 수십 년간 석탄가격이 안정적으로 유지되고 있고, 석탄산업의 기술발전으로 다른 에너지들과 비교해 경제성이 높다는 점도 관심을 끄는 배경이 되고 있다.
석탄이 과연 석유를 대체할 수 있을까… 이와 관련해 반론도 만만치 않다. 석탄이 주력 에너지로 부상하기 위해서는 석탄 수요 비중이 30%대를 넘어서야 하는데, 최근 석유가의 하락은 석탄 수요 증가를 허용하지 않을 것이라는 주장과 함께 석탄 수요 증가로 인한 환경오염 문제, 석탄의 용도 다양화를 위한 기술적인 문제 등이 제기되고 있다.


석탄 공급량은 적어도 향후 53년 동안 충분해

이와 관련 LG경제연구원은 최근 보고서를 통해 석탄 이용 확대를 위한 세 가지 핵심 이슈를 분석했다. 첫 번째 이슈는 미래 에너지 수요를 해결할 수 있을 만큼 석탄 공급량이 충분하느냐는 것.
2005년을 기준했을 때 석탄 채굴이 가능한 가채연수는 164년이지만, 만일 석탄수요 비중이 30%, 35%, 40%에 이를 경우 가채연수는 각각 70년, 60년, 53년으로 줄어들어, 고갈연도 역시 각각 2100년, 2090년, 2083년으로 앞당겨질 것으로 예상됐다.

결국 석유와 비슷한 약 40%에 이를 경우 석탄 고갈연도는 훨씬 더 빨리 앞당겨진다는 것인데 그럼에도 불구하고 다른 화석연료와 비교해서는 석탄 부존량이 상대적으로 풍부하다는 것이 보고서의 결론이다.
석탄의 가격 메리트 문제도 논란이 되고 있는 이슈다. 지금까지 석탄은 석유, 천연가스와 비교해 상대적으로 낮은 가격을 유지해온 것이 사실이다. 그러나 향후 석탄 생산이 현재 석유와 비슷한 수준까지 증가한다면, 석탄 가격이 지금의 상태를 계속 유지할 수 있을지에 대해서는 의문이 제기됐다.
수급상의 균형을 유지하기 위해서는 안정된 공급이 따라줘야 한다. 근본적으로 새로운 탄광을 개발하거나, 더 깊은 곳에 있는 석탄을 채굴할 수 있는 기술개발이 필요한데, 지금의 기술수준에 비추어 단기간에 이 문제를 해결하기는 매우 어렵다고 보고서는 진단했다.


석탄 가격경쟁력 향후에도 상당기간 유지될 듯



석유와 비교해 그 분포가 고르다고는 하나 석탄 역시 특정 국가에 집중적으로 매장돼 있다. 석탄 매장량의 50%가 러시아, 미국, 중국, 인도, 호주 등 상위 5개국에 집중돼 있는데, 따라서 향후 석탄 이용이 급증하게 되면 소수 석탄 생산국가들의 시장 지배력이 매우 커지고, 결과적으로 가격상승 요인이 될 수 있다는 것.
보고서는 그러나 석탄의 새로운 용도 창출과 같은 이변이 있어 수요가 급격히 늘어나지만 않으면, 가격상승 폭은 그리 크지 않을 것이라고 전망했다. 실제로 석탄 수요가 연평균 8.6% 증가했던 2002~2004년 기간 중 석탄 가격 상승률은 연평균 3.5%에 그쳤으며, 2004년 석탄 가격도 단위에너지 발생량(mmBTU)당 1달러 수준에 그쳤다는 사실을 예로 들었다.
이는 석유파동으로 석탄수요가 급증했던 1980년대 평균가격인 3.4달러보다도 현저히 낮은 수준. 보고서는 여러 가지 사례에 비추어 석탄 수요가 늘어날 경우 석탄 가격 메리트가 현재보다 축소되는 것은 확실하지만, 석유대비 가격경쟁력은 향후에도 상당 기간 유지될 것으로 내다봤다.
석탄과 관련해 또 다른 문제가 되고 있는 것은 온실가스 협약에 따른 환경비용이 얼마나 늘어나느냐는 것이다. 이는 환경오염을 줄일 수 있는 기술이 어느 정도 개발되고 있느냐는 것과 연결되는 문제인데, 지금까지 석탄 사용과 관련해 이산화탄소 배출량을 줄이기 위한 기술은 크게 두 가지로 대별되고 있다.
하나는 석탄의 에너지 효율을 높여 단위 석탄 소비당 배출되는 이산화탄소의 양을 줄이는 방법. 현재 IEA(국제에너지기구)에 따르면 석탄 화력발전소의 에너지 효율은 선진국의 경우 약 36%, 중국 등 개발도상국의 경우 30% 정도로 나타나고 있지만, 초임계압(Supercritical), 초초임계압(Ultrasupercritical) 발전소의 경우 에너지 효율을 43~45%까지 높이고 있다.


청정기술 개발이 석탄수요 확대의 관건



향후 기술이 더 발전할 경우 2020년에는 50% 이상의 효율도 가능할 것으로 예상되고 있는데, 에너지 효율이 50% 정도 되면 이산화탄소 배출량을 28%까지 줄일 수 있게 된다. 이 기술은 현재 한국을 비롯 미국, 유럽, 일본, 중국, 러시아 등에 시현되고 있다.
IGCC(가스화복합발전)와 같이 석탄을 고온, 고압 하에서 처리해, 수소와 일산화탄소로 구성된 합성가스를 만든 후, 불순물들이 제거된 합성가스를 연소시켜 발전하는 청정석탄기술도 주목을 받고 있다. IGCC는 보통 40% 후반대의 효율을 갖고 있으나, 설비 디자인에 따라 50%까지 효율을 높일 수 있으며, 기술진보에 따라 56%까지 효율을 달성할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
화석연료 연소 시 발생하는 이산화탄소를 분리해 저장하는 CCS(Carbon Capture & Store) 기술은 이산화탄소 배출량을 낮추는 것이 아니라 이산화탄소 방출 자체를 제로화하려는 시도다. 문제는 기술력. 관계자들은 이 CCS 기술이 오는 2020년 이후가 되어야 상용화될 것으로 전망하고 있다.
무엇보다 가장 우려되는 것은 2005년 발효된 교토의정서에 따라 탄소세가 매겨지는 경우인데, 2006년 거래된 탄소배출권 가격을 기준했을 때, 석탄 1톤을 소비했을 경우 최고 31~62달러의 추가 비용이 발생할 수 있다는 것이다. 탄소배출권 거래가 확대될수록 석탄가격 상승으로 이어져 석탄의 경제성을 저해하는 요인이 되지 않겠느냐는 것.
보고서는 석탄이 적어도 공급여력 측면에서 향후 기축 에너지로서 충분한 자격이 있는 것은 틀림없다고 주장했다. 단기간 가격이 급상승하지만 않는다면 가격 메리트 역시 계속 유지될 수 있을 것으로 전망했다.
그러나 환경문제 미해결, 석탄가공기술 부족 등으로 단기간 급격한 석탄 이용 확대를 기대하기는 어려울 것이라며, 석탄이 석유를 대체할 에너지로 부상하기 위해서는 CCS 기술, 석탄가공기술 등이 경제성을 가질 것으로 예상되는 2010년 후반에야 가능할 것으로 내다봤다.