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동력자원부의 영문 정식 명칭은 Ministry of Energy and Resources였습니다. 당초 상공부 산하의 러시앤캐시 광고 동력개발국과 광무국으로 존재했던 에너지 담당 정부조직이 1977년 별도 부처로 확대된 것이죠. 1973년 시작된 1차 석유파동은 세계 각국이 에너지 정책의 중요성을 다시금 깨닫게 만들었습니다. 장작이나 고래 기름을 사용하던 시절을 지나 석탄과 증기기관을 이용하는 에너지전환으로 문명의 전환을 이룩하고, 이후 석탄을 넘어 석유라는 보다 더 효율적인 에너지원을 디딤돌대출 상환 사용하게 됐는데, 외교적, 지정학적 이유 등으로 '에너지의 흐름'이 흔들리게 되고, 이는 국가를 지탱하는 사회의 근간마저 흔들 정도의 결과로 이어졌으니 말입니다.
1978년 동력자원부 업무순시 모습. (자료: KTV)
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산업의 발전과 경제의 성장에 모든 국가가 집중하면서, 그 근간인 에너지는 자연스레 산업 또는 경제와 짝이 지어졌습니다. 우리나라에서만 '상공자원부'가 만들어진 것이 아니었던 거죠. 끝이 없을 것 같았던 둘의 결합은 인류가 다시금 에너지전환을 맞이하며 달라졌습니다. 지금껏 우리가 '주력 에너지원'으로 이용하던 화석연료가 인류를 휴대폰 요금 비롯한 모든 생태계를 위협하는 기후변화를 가속하여 '기후위기'를 만들어내면서, 하나, 둘, 에너지의 '새로운 짝'을 찾기 시작한 겁니다.
미국의 경우, 1977년 출범한 에너지부가 지금까지 이어지고 있습니다. 에너지부는 자국 내 안정적인 에너지 수급만 챙기는 것이 아니라, 외교와 통상, 국방과 안보 등 다각도로 에너지 새마을금고연합회 를 바라보며 정책의 이행과 정보의 생산, 기술의 개발 지원 등을 하고 있죠. 영국의 경우, 일찍이 기후변화 대응에 나서며 2008년 에너지기후변화부(Department of Energy and Climate Change)를 만들었습니다. 이후 2016년, 에너지와 산업을 뗄 수 없다는 판단에 경제에너지산업전략부(Department for Business, Energy & Industrial Strategy)라는 조직으로 개편됐고요. 그러나 2023년, 에너지안보탄소중립부(DESNZ, Department for Energy Security and Net Zero)라는 이름으로 산업과 에너지는 또다시 떨어지게 됐습니다. 독일의 경우엔 다양한 명칭 변경 속 기후와 에너지가 꽤나오랜기간 짝을 이뤄오다 올해 에너지는 본격적인 기후대응 이전의 부처인 경제에너지부(BMWE, Bundesministerium fur WirtschaftundEnergiek)의 소관이 됐죠. 이런 상황 속, 우리가 마주하게 될 기후에너지환경부는 영국의 DESNZ와 유사한 거버넌스 구조를 갖게 됩니다.
기후와 에너지의 '첫 콜라보'에 대한 기대 못지않게, 이들 나라와 비슷한 시행착오를 겪을 수 있다는 우려도 큰 상황에 대해 기후에너지환경부를 이끌게 될 김성환 환경부 장관은 JTBC 인터뷰에서 다음과 같이 설명했습니다.
“전 세계적으로 보면 예전에는 이제 산업과 기후를 이제 한 짝으로, 산업과 에너지를 한 짝으로 한 데가 많았는데요, 지금은 이제 기후 위기가 워낙 심각해졌기 때문에 기후위기 대응 차원에서, 소위 이제 석탄이나 LNG 발전을 태양광이나 풍력으로 바꾸는 일이 매우 중요하다라고 해서 세계적인 추세는 기후와 에너지를 붙여서 가는 게 훨씬 많습니다. 그런데 독일 같은 경우는 이제 녹색당하고 사민당이 연정하는 과정에서 오히려 경제까지 붙였다가 그게 너무 과하다 싶어서 최근에 보수당 정부가 그걸 좀 일부 떼어냈는데요, 이미 독일은 재생에너지 비중이 60% 이상을 넘어선 국가이고, 우리는 아직 10%여서 이 기후와 에너지를 한 짝으로 해서, 특히 풍력과 태양광과 같은 재생에너지를 빨리 늘리는 게 숙제라고 판단하고 있습니다.”
기후변화 대응에 있어 왜 에너지 이야기가, 그중에서도 전기에 관한 이야기가 핵심으로 떠오를까. 이는 우리가 사용하는 에너지 종류의 변화를 통해서 확인할 수 있습니다. 20세기 이래로 우리가 실제 이용하고 있는 에너지의 종류 중 그 비중이 계속해서 커지는 것이 전기이기 때문입니다.
에너지전환은 그저 '온실가스 감축을 통한 지구 살리기'만을 위함이 아닙니다. 에너지는 일차, 이차, 최종에너지로 구분됩니다. 가장 빠른 전기화를 달성한 조명을 예로 들면, 우리가 전구의 불빛을 밝히기까지 에너지는 계속해서 전환의 과정을 거칩니다. 석탄이라는 일차에너지를 통해 발전소에선 전기라는 이차에너지를 만들어냅니다. 그 전기는 송전망과 배전망을 거쳐 가가호호 보내지는 최종에너지가 되죠. 물론, 에너지의 흐름이 여기서 끝나는 것은 아닙니다. 전구 자체가 그 전기를 빛으로 바꾸는데, 우리는 이를 유효에너지라고 부릅니다.
그런데 이 에너지는 각각의 전환 단계에서 손실됩니다. 석탄을 태워 열에너지를 얻고, 그 열에너지로 물을 끓여 발생한 증기로 터빈을 돌려 전기를 만듭니다. 이 과정에서 우리가 필요로하는 전기는 일차에너지의 3분의 1에 그칩니다. 3분의 2는 열 등으로 손실되죠. 그렇게 만들어진 전기가 송배전망을 타고, 변압기를 거치는 과정에서 또 다시 손실이 발생합니다. 그리고 그 전기로 전구가 빛을 만들어내는 과정에서도 손실이 발생하고요. 제아무리 에너지 효율이 우수한 LED 조명이라 할지라도, 장시간 켜둔 조명을 만져보면 상당한 온기가 느껴집니다. LED 조명이 그 에너지의 100%를 빛으로 바꾸지 못하고, 열을 만들어 낸 결과입니다.
이는 자동차의 경우에도 마찬가집니다. 원유를 정유해 휘발유를 얻어내는 일차에너지에서 이차에너지로의 전환 과정에서도, 그렇게 만들어진 휘발유를 운송해 주유소에 옮기는 과정에서도 손실이 발생하죠. 그 최종에너지를 자동차가 유효에너지로써 동력으로 이용하는 과정에서도 상당한 손실이 발생합니다. 지난 300번째 연재 〈[박상욱의 기후 1.5] 글로벌 에너지 투자의 65%는 청정에너지에〉에서 설명드렸듯, 연료탱크에 담긴 휘발유에서 실제 자동차를 굴리는 에너지는 16~25%에 그칩니다. 열, 소음, 진동 등 다양한 형태로 버려지는 에너지가 실제 쓰이는 것보다도 훨씬 많은 겁니다.
지금은 모두가 '조명'하면 당연히 전기를 에너지원으로 여기지만, 1900년 당시 조명을 켜는 데에 전기를 쓴 경우는 18.1%에 불과했습니다. 기름을 태워서 불을 밝히는 것이 당시엔 조명의 당연한 작동법이었던 것이죠. 기계 구동기(Machine Drive)의 경우엔 1901년, 전기의 비중이 0.61%에 그쳤습니다. 그런데, 전기의 사용이 점차 확산하면서 이 둘의 전기화는 매우 빠르게 진행됐습니다. 1913~1914년, 전체 조명과 기계 구동기가 이용한 에너지원의 절반 이상이 전기로 바뀌었습니다. 급격한 전기화 끝에 이 둘은 극히 예외적인 경우를 제외하곤 전기가 당연한 에너지원이 됐죠. 점차 우리가 살아가는 과정에서 직접적으로 필요로 하는 에너지가 전기로 바뀌고 있기에 '그 전기를 얼마나 신속하게, 얼마나 많이 조달하느냐'가 핵심으로 떠오른 겁니다.
물론, 모든 분야에서 전기화가 이와 같은 속도로 진행되고 있진 않습니다. 기타 산업에서 쓰였던 에너지원 또한 1904년 0.01%에 불과했던 전기의 비중은 꾸준히 늘어나 1999년 40.11%를 기록하며 40%대를 돌파했고, 2022년 기준 절반에 육박하는 수준으로 전기의 비중은 커졌습니다. 저온열의 경우에도 1907년 0.02%를 시작으로 2022년 4분의 1 이상이 이제 전기에서 비롯되고 있죠. 이보다 온도가 높은 고온열의 경우, 전기화의 출발점은 저온열과 비슷했으나 기술의 한계, 효율과 비용의 문제 등으로 전기화 속도는 더뎠습니다. 그 결과, 고온열은 수송부문의 에너지 소비와 더불어 전기의 비중이 각각 6.22%, 5.23%로 낮은 상태입니다. 그럼에도 전기화와 전동화는 속도에 차이가 있을 뿐, 이들 분야에서도 분명 진행 중인 일이고요.
그럼, 우리가 유효에너지로 사용하려는 수요는 어떻게 달라졌을까. 글로벌 기후변화 싱크탱크인 Ember는 1900년부터 2022년까지 이 수요의 변화를 분석했습니다. 당장 인류가 필요로 한 유효에너지는 급속한 속도로 증가했습니다. 1900년, 7.05EJ에 그쳤던 수요는 1910년 10.19EJ, 1920년 11.31EJ, 1930년 13.74EJ, 1940년 17.19EJ로 점차 늘어나다 그 증가세는 더욱 거쳐 1950년 23.31EJ, 1960년 38.46EJ, 1970년 69.6EJ, 1980년 91.8EJ, 1990년 100.66EJ, 2000년 116.28EJ, 2010년 153.05EJ, 2020년 176.88EJ로 크게 늘었습니다. 가장 최근 집계치인 2022년엔 188.14EJ로 역대 최고를 기록했고요.
이런 가운데, 필요로 하는 에너지의 종류도 바뀌었습니다. 1910년, 석탄과 바이오매스는 우리가 유효에너지를 얻기 위해 직접적으로 필요한 에너지원의 거의 전부였습니다. 가정집이든, 공장이든, 에너지 소비처의 최종소비 단계에서 이들을 직접 활용한 것이죠. 이후 우리가 에너지전환에 나선 모습은 통계에서도 확인됩니다. 유효에너지 수요에서 석유 수요가 점차 늘어나 1937년 2.94EJ을 기록하며 전통 에너지원이었던 바이오매스(2.73EJ)을 넘어 석탄(6.99EJ) 다음으로 가장 많이 쓰이는 에너지원이 됐습니다. 그리고 1958년, 석유 수요는 10.51EJ로 더욱 늘어 우리가 필요로 하는 유효에너지를 얻기 위해 가장 많이 활용하는 에너지로 거듭났습니다. 그리하여 1960년, 인류의 유효에너지 수요는 석유(12.94EJ)-석탄(11.27EJ)-가스(6.46EJ)-전기(4.23EJ)-바이오매스(3.56EJ) 순이 됐습니다. 그리고 1967년, 석유에 이어 가스 또한 석탄을 넘어서며 석유(22.06EJ)-가스(12.17EJ)-석탄(11.34EJ)-전기(7.56EJ)-바이오매스(4.18EJ)의 순서를 보였습니다. 소위 'Oil & Gas'로 함께 묶이며 이 둘이 우리의 생활 깊숙이 들어오는 석유와 가스의 시대가 본격 시작된 겁니다.
1960년대는 소비단의 입장에서 석유와 가스의 시대가 시작된 시점이기도 하지만, 전기화가 본격적으로 비롯된 시기이기도 합니다. 석유처럼 그 수요가 폭발적으로 늘어났던 것은 아니나 꾸준히 증가하며 1990년, 전기(24.37EJ)는 가스(23.17EJ)를 넘어 석유(32.93EJ( 다음으로 최종 소비단에서 가장 필요로 하는 에너지로 거듭났습니다. 그리고 2007년을 기점으로 전기는 석유마저 넘어섰죠. 석유와 가스의 시대 50년을 지나, 2010년엔 전기(42.53EJ)-석유(41.87EJ)-가스(32.1EJ)-석탄(21.63EJ)-바이오매스(12.23EJ) 순으로 유효에너지 수요가 많았습니다. 이러한 양상은 더욱 공고해져 2022년엔 전기(63.84EJ)와 화석연료(석유 49.33EJ, 가스 40.92EJ, 석탄 20.22EJ)의 격차는 더욱 벌어졌고요.
에너지전환이라는 용어를 처음 사용한 독일의 아고라 에네르기벤데는 이를 '화석연료 기반의 에너지 시스템을 재생에너지 기반의 에너지 시스템으로 바꾸는 것'이라 정의했습니다만, 이는 주력으로 사용하는 에너지가 대대적으로 바뀌고, 그로 인하여 우리가 에너지를 이용해 할 수 있는 일이 확장되는 것을 의미합니다. 인류가 처음 불을 발견해 이용한 것도, 그 불을 만드는 데에 쓰이는 연료가 바이오매스에서 석탄으로 바뀌며 증기기관이 등장한 것도, 이후 석유와 가스를 이용하며 증기기관의 역량을 초월하는 내연기관이 등장한 것도… 모두가 에너지전환인 것이죠. 우리가 유효에너지를 얻기 위해 필요한 최종에너지의 형태에서 봤을 때, 지금 우리가 마주하고 있는 에너지전환은 전기화인 셈입니다.
그렇다면, 나라 안팎의 전기화는 어떻게 진행 중일까요. 그 과정에서 기후와 에너지를 함께 가져가게 된 우리나라가 주목해야 할 것은 무엇일까요. 다음 주 연재에서 보다 자세히 살펴보겠습니다.
박상욱 기자 park.lepremier@jtbc.co.kr
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