화학저널

지구온난화를 방지하기 위한 국제사회의 움직임이 강화되면서 국내 화학기업들이 긴장하고 있다.
탄소중립(Carboon Neutral)은 탄소 배출량과 흡수량을 제로화하는 것을 의미하며, 2018년 유엔(UN) 기후변화에 관한 국가간 협의체(IPCC)의 권고를 받아 120개국 이상이 2050년까지 달성을 약속했다.
EU(유럽연합), 중국, 일본에 이어 문재인 대통령도 2020년 10월28일 국회 시정연설에서 “2050년 탄소중립을 목표로 나아가겠다”고 선언했다.
미국은 도널드 트럼프 대통령이 화석연료 사용 확대 정책으로 선회했지만 조 바이든 대통령이 2050년 탄소 배출량 제로(0) 실현을 공언하면서 대세로 굳어지고 있다.
탄소중립을 실현하려면 현재 배출하는 양만큼 탄소를 줄이거나 흡수해야 한다는 점에서 ESG(환경·사회·지배구조) 경영이 화두로 떠오르고 있다.

한국, 탄소 배출량 감축에 친환경 에너지화
정부는 2050 탄소중립 추진전략을 2020년 12월7일 발표하고 화석연료 중심인 에너지 공급원을 신재생에너지로 전환하고 재생에너지 개발 지원기구를 설치하기로 했다.
신재생에너지의 단점인 불규칙한 전력공급 문제를 보완하기 위해 에너지저장장치(ESS), 수소 등 보조 발전원 활용을 병행하고 분산형 에너지 시스템을 확산시킬 계획이다.
특히, 석탄을 비롯해 액화천연가스(LNG) 등 화석연료 계통 발전원에는 기후·환경 비용을 부과하고 이산화탄소(CO2) 포집·저장·활용(CCUS) 기술을 개발해 온실가스 배출을 줄일 방침이다.
에너지효율 35% 이상의 태양전지, 초대형 터빈(12MW), 부유식 풍력, 가상발전소 등 차세대 에너지 기술을 확보하고 재생에너지, 수소, 에너지 정보기술(IT)도 산업화한다.
산업부문에서는 철강, 석유화학 등 탄소 대량배출 업종에 수소 환원 제철 및 전기로, 이산화탄소 회수 신기술, 그린수소 활용기술을 적용해 저탄소화를 촉진하고, 탄소 함유 원료를 저탄소·무탄소 원료로 대체하며 탈탄소 지능형 공정으로 전환할 예정이다.
전기·수소자동차 등 친환경 고부가 유망품목도 육성한다. 버스, 택시, 화물차 등 상용차를 중심으로 전기·수소 등 친환경 자동차 전환을 지원하고 전국 2000만세대에 전기자동차(EV) 충전기를 보급할 계획이다. 전국에 수소충전소 2000곳도 설치한다.
아울러 2차전지, 연료전지 기술 개발을 통해 친환경 자동차의 경제성을 높이고 미래 모빌리티 서비스를 확대하며 초고속 철도망 및 광역·도시철도를 중심으로 철도 인프라를 확충한다.
도시·국토 관리 차원에서는 건물의 탄소 배출량을 전 생애주기로 관리하는 탄소중립도시를 조성하고 신규 건축물에 에너지 사용을 최소화하도록 규제할 방침이다. 
또 탄소 중립의 핵심 연료인 그린수소 활용을 2050년까지 80% 이상으로 확대하도록 기술혁신 및 상용화에 주력한다.
빅데이터, 인공지능(AI) 등을 활용한 에너지 효율화 장치와 탄소 배출 분석·관리 시스템 등 그린 서비스 분야와 CCUS 산업 육성도 가속화할 계획이다.
폐기물 처리 문제를 해결하고 플래스틱 및 일회용품 관련 글로벌 규제 확산에 대응하는 순환경제도 활성화한다. 철스크랩, 폐플래스틱 등 산업별 재생자원 이용 목표율을 설정해 원자재 절감을 추진하고 탄소섬유, 그래핀 등 혁신소재 개발 및 사용을 확대하고 전기자동차 폐배터리, 태양광 폐패널 등 미래 폐자원 재활용체계도 구축할 방침이다.
정부는 탄소중립의 제도적 기반을 강화하기 위해 배출권거래제 기술혁신·이행 로드맵을 수립할 예정이다.
배출권거래제 시장 저변을 확대하기 위해 최적가용기법(BAT) 적용을 통한 기술혁신 촉진 및 파생상품(선물) 도입, 제3자 참여 허용 등을 고려하고 있다.
정부는 배출권거래제 외에도 세제, 부담금 등 탄소가격 부과수단을 종합적으로 검토해 가격체계를 재구축할 계획이다.

이산화탄소 배출 감축 약속 “공염불”
그러나 한국은 이산화탄소 배출량을 감축하겠다는 약속을 지키지 못하고 있다.
2009년 이명박 정부는 2020년 온실가스 배출 전망치를 5억4300만tCO2e(6가지 온실가스를 이산화탄소 배출량으로 환산한 총량)으로 제시했지만 2019년 온실가스 배출량은 7억280만tCO2e에 달했고, 이산화탄소 배출량은 1990년 이후 연평균 3.3% 증가한 것으로 나타났다.
한국은 제조업 강국으로 제철, 석유화학 등 석탄‧석유를 대량 사용해 온실가스 배출량이 증가할 수밖에 없기 때문이다.
다만, 이산화탄소 배출량은 감소추세로 접어들고 있다. 2017년 7억900만tCO2e에서 2018년 7억2760만tCO2e로 늘어 정점을 찍은 후 2019년 7억280만tCO2e로 3.4% 감소했다.
대표적인 온실가스는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소, 수화불화탄소, 과불화탄소, 육불화유황 등 6가지로, 대기 중 이산화탄소 농도를 높이는 요인으로는 화력발전소와 중국의 영향이 크게 작용하고 있다. 세계 이산화탄소 배출량의 약 40%가 화력발전소에서 배출되고, 한국도 38%에 달하고 있다.
전체 발전량에서 석탄발전소가 44%를 차지하고 있고 석탄화력발전소가 61기에 달하며 충청남도 서해안에만 30기가 몰려 있다. 당진, 보령, 태안 지역의 화력발전소를 모두 포함하면 설비용량이 6000MW에 달한다.
반면, 신재생에너지 비중은 6.7%에 불과해 독일 47.3%, 영국 47.0%를 크게 밑돌고 있다. 정부는 2030년까지 신재생에너지 비중을 20%까지 끌어올리고 2040년에는 35-40%까지 높일 계획이지만 불가능한 것으로 판단되고 있다.
한국은 1인당 이산화탄소 배출량이 사우디, 미국, 캐나다에 이어 세계에서 4번째로 많은 것으로 파악되고 있다.
비영리단체 글로벌 카본 프로젝트(GCP)에 따르면, 2018년 세계적으로 배출된 이산화탄소는 총 368억3100만톤으로 전년대비 2.1% 증가했고, 1900년 19억5700만톤에 비해서는 18.8배 폭증했다.
특히, 2018년 한국의 1인당 배출량은 12.4톤으로 세계 평균 4.8톤의 2.5배를 넘어 사우디, 미국, 캐나다에 이어 4번째로 많았다. 한국은 이산화탄소 배출총량에서도 중국, 미국, EU, 인디아에 이어 상위 7위에 이름을 올렸다.

산업계, 제조업 비중 높아 “실현 불가능”
산업계는 제조업 의존도가 높은 한국이 다른 국가보다 탄소중립에 더 많은 코스트와 노력을 쏟아야 할 것으로 판단하고 있다.
한국은 제조업 비중이 높아 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 온실가스를 5번째로 많이 배출하고 있는 것으로 나타나고 있다.
산업연구원은 국내 철강, 시멘트, 석유화학 등 3개 업종에서만 탄소중립 비용으로 2050년까지 최소 400조원이 소요되고 국내 산업계 전체적으로는 800조-1000조원이 필요한 것으로 추산하고 있다.
산업계의 타격을 최소화하면서 넷 제로를 달성하기 위한 구체적 지원 방안이 시급하다는 것이다.
미국은 2005년과 2007년 사이 이산화탄소 배출량이 최고치를 기록한 후 10년간 14% 가량 줄였고, EU는 1990년대 이산화탄소 배출 정점을 찍고 20여년간 21%가량 감축한 뒤 2030년까지 45% 줄이기로 결정했다. 탄소를 절반으로 줄이는 기간을 40년 정도로 설정한 것이다.
그러나 한국은 아직도 이산화탄소 배출량이 정점을 찍지 못하고 있고, 더군다나 1990년부터 2017년까지 온실가스 배출량 증가율이 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 1위를 기록했다. 2020년 온실가스 감축 목표조차 달성이 불가능한 것으로 판단되고 있다. 
정부는 2020년 온실가스 배출량을 5억4300만톤으로 줄이겠다고 2014년 공언했으나 2019년 배출량 잠정치가 7억톤을 상회했고 2020년에도 비슷할 것으로 예상되고 있다.
온실가스 배출량을 줄이려면 탄소 배출량 과다 업종인 철강, 시멘트, 석유화학, 자동차 공장 가동률을 낮추거나 탄소 배출량을 획기적으로 줄이는 신기술이 필요하나 현실성이 없는 것으로 파악되고 있다.
정은미 산업연구원 성장동력산업연구본부장은 “2050년 탄소 배출량을 2017년 대비 40% 줄이려면 철강·석유화학·시멘트 3개 업종에서만 최소 400조원 넘는 전환비용이 필요할 것”이라며 “2050년 탄소중립을 실현하기 위한 대가를 정확히 예측하기는 어렵다”고 강조했다.
산업연구원은 2050년 탄소중립에 따라 제조업 부문 생산이 최대 44%, 고용은 최대 134만명 감소할 것으로 추정했다.
하지만, 한국환경정책·평가연구원은 탄소 배출량을 줄이지 않고 현재 수준으로 계속 배출하면 2100년까지 기상이변 등으로 한국이 받는 피해액이 3128조원에 달할 것이라는 연구결과를 발표하고 탄소중립이 절대 필요하다는 점을 강조하고 있다.
환경부는 2020년 초 발표한 2050 장기 저탄소 발전전략(LEDS) 검토안을 통해 2050년 탄소 배출량을 2017년 대비 일정비율(40-75%) 줄이는 5개 안을 제시했다.
LEDS 마감기한을 2020년 말로 정한 파리협정에 따라 최종안을 결정해 유엔에 제출해야 하지만 10월 문재인 대통령이 탄소중립을 선언해 탄소저감 목표치를 기존보다 더욱 높여야 하는 상황이고, 2050년 탄소 배출량을 75% 줄이기 위해서는 2050년 내연기관 자동차를 전체의 7% 정도로 줄이는 내용이 포함돼 있는 등 현실과 전혀 동떨어진 것으로 평가되고 있다.
2050년 친환경 자동차를 2000만대 이상으로 늘려 전체의 93%를 차지해야 하나 현재는 3% 수준에 그치고 있다.

산업, 2018년 기준 탄소 배출량의 55.7% 차지
국내 산업계는 탄소 배출량이 2018년 기준 4억500만톤(에너지부문 포함)으로 전체 배출량의 55.7%를 차지하고 있다.
탄소 배출량은 철강(1억500만톤), 석유화학(5800만톤), 시멘트(3600만톤), 정유(3000만톤), 반도체(1700만톤), 디스플레이(1200만톤), 자동차(450만톤) 순으로 파악되고 있다.
탄소중립을 실현하려면 탄소 배출량을 매년 1350만톤씩 감축해야 하기 때문에 전기 생산에 투입하는 연료를 석유, 석탄 등 전통 에너지에서 태양광, 풍력 등 친환경 에너지로 전환해야 하고 철강, 석유화학, 시멘트는 원료를 연탄, 나프타(Naphtha), 석회석에서 바이오 베이스로 바꾸어야 하며 반도체, 디스플레이는 공정단계에서 새로운 기술을 적용해야 할 것으로 판단되고 있다.
2018년 9960만톤의 온실가스를 배출한 수송 부문도 비슷해 2020년 기준 2400만대에 달하는 자동차를 모두 전기자동차로 전환해야 한다. 하지만, 현재 친환경 자동차 비중은 전체의 3%에 불과하고 높은 가격, 턱없이 부족한 충전소 등 해결해야 할 과제가 산적해 있는 것으로 평가되고 있다.
국내기업들도 지속가능한 성장을 위해 탄소 배출을 줄이고 있으나 역부족인 것으로 나타나고 있다.
삼성전자는 2019년 온실가스 배출량을 2018년 대비 8.9%(135만1000톤) 줄였다. 반도체 공정에서 불화가스 감축설비를 운영하고, 재생에너지 사용을 늘린 것으로 알려졌다.  
현대자동차는 2019년 자동치 생산량을 2018년 대비 4만대 늘렸음에도 온실가스 배출량은 거의 그대로 유지했다. 울산공장에 태양광 발전설비를 구축하는 등 재생에너지 사용을 확대했고 전기자동차, 수소자동차 생산을 확대하고 있다. 
하지만, 온실가스 감축에는 한계가 있고, 자동차는 글로벌 최고수준의 감축 기술을 적용해 줄일 수 있는 배출량이 연간 1만톤 정도에 불과한 것으로 파악되고 있다.

탄소배출권 거래가격 3만원 수준으로 급등
탄소 배출을 줄이는 기술이 획기적으로 발전하지 못하면서 탄소배출권 시장이 갈수록 커지고 있다.
2020년 1-10월 한국거래소에서 거래된 탄소배출권은 1918만9249톤, 거래액은 5941억8400만원에 달했다. 2015년 배출권 시장 개설 첫해에 거래된 탄소배출권은 124만2097톤, 거래액은 138억9100만원으로 약 5년 사이에 거래액이 15.4배 급증했고 거래액은 42.8배 폭증했다. 
탄소배출권 거래제는 탄소 배출을 줄이도록 유도하기 위해 도입됐으며, 탄소 배출량을 기준으로 배출 허용량을 배정한 뒤 많이 배출하면 잉여 배출권을 구매하고 전년과 비교할 때 탄소를 획기적으로 저감해 남은 배출권을 판매할 수 있다.  
정부는 배출 허용량 중 유상으로 할당하는 업종과 비율을 점차 늘리고 있다.
1차 계획기간(2015-2017년)에 대상기업에게 100% 배출권을 무상 할당했지만 2차 계획기간(2018-2020년)에는 3%를 유상 할당했고 2021년부터 2025년까지 3차 계획기간에는 10%로 높일 방침이다.
유상할당 대상기업은 해당 비율만큼 배출량을 줄이거나 구매해야 하며 2050년 탄소중립 선언에 따라 탄소 저감 필요성이 커지면서 앞으로 유상할당 비율이 더 높아질 가능성도 제기되고 있어 탄소배출권 가격이 치솟고 있다.
2015년 1월12일 개장 첫날 톤당 8640원에 거래된 배출권 가격은 2016년 평균 1만7179원으로 올랐고 2019년에는 2만9126원 수준에 거래됐다. 2020년에도 톤당 2만-3만원 선을 오르내렸다.
국내 탄소배출권 시장은 EU에 이어 세계 2위로 탄소 배출량이 줄어들지 않아 폭발적으로 성장한 것으로 풀이된다.
한국은 2017년 기준 OECD 회원국 중 온실가스 배출량 5위, 1990-2017년 온실가스 배출량 증가율은 OECD 1위이다. (강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com)