[월간수소경제 성재경 기자] 애플, 구글, 마이크로소프트, 나이키, BMW, GM, 이케아…. RE100에 이름을 올린 글로벌 기업들이다. 국내만 해도 현대차그룹, 삼성전자, SK하이닉스, LG에너지솔루션, 카카오 등 많은 기업들이 이름을 올렸다.

RE100은 탄소정보공개 프로젝트(CDP, Carbon Disclosure Project)와 파트너십을 맺은 다국적 비영리기구인 ‘더 클라이밋 그룹(The Climate Group)’ 주도로 2014년에 시작된 글로벌 캠페인이다. 

캠페인의 목적은 이름에 다 나와 있다. Renewable Electricity 100%. 

기업 활동에 꼭 필요한 전기를 온실가스를 배출하지 않는 재생에너지 전기로 충당하자는 것이다. 원자력이나 수소는 제외다. 풍력, 태양광, 수력 같은 재생에너지만 써야 한다. 

한데 이게 참 어렵다. 도심 빌딩이나 국가산단에 있는 공장의 경우 옥상에 태양광을 설치하는 것 외에는 뚜렷한 대안이 떠오르지 않는다. 

RE100 달성…난관의 연속
RE100은 직접 사용하는 전기를 재생에너지에서 얻자는 취지의 자율 캠페인이다. 하청을 통한 제품 생산과 유통 등 전 과정에 필요한 전력을 재생에너지로 대체해야 한다는 뜻은 아니다. 이를 테면 본사에서 납품받는 부품, 원재료, 판매 과정 등에서 발생하는 탄소발자국은 계산에서 제외된다.

 

 

소프트웨어 중심의 IT 업체, 반도체 설계를 전문으로 하는 팹리스 기업, 사무직이 태반인 금융사나 컨설팅 업체는 손쉽게 RE100을 달성할 수 있다. 실제로 이런 기업들이 RE100에 대거 가입해 회사 홍보에 활용하고 있기도 하다. 

그에 반해 제조업 중심의 공장을 보유한 중소·중견기업, 대기업에 장비나 부품을 납품하는 벤더 사는 RE100을 반기지 않는다. 값비싼 재생에너지를 전력으로 쓰면 생산단가가 그만큼 높아져 제품 경쟁력 확보가 어렵기 때문이다. 

그럼에도 기후변화에 대응하자는 목소리는 점점 커지고 있다. 각종 규제와 세제 혜택을 앞세워 압박 강도를 높여가는 추세다. 국내 협력사에 RE100 참여를 요구하면서 재생에너지 사용을 독려하는 해외 기업이 늘고 있고, 실제로 독일 B사에 자동차 부품을 납품하던 국내 협력사가 그 요구를 충족하지 못해 납품을 포기하는 사례가 나오기도 했다. 

 

재생에너지 발전에 압도적인 우위를 점하고 있는 유럽연합의 기업들은 RE100을 포기할 생각이 없다. 2025년 이후에 EU의 탄소국경조정제도(CBAM, Carbon Border Adjustment Mechanism)가 본격 시행되면 수출기업들이 상당한 타격을 받을 수 있다. ‘탄소국경세’ 부과가 일종의 ‘무역 장벽’으로 기능하는 셈이다. 

국내 태양광 1세대 기업인 신성이엔지는 시장의 이런 흐름을 예상하고 앞서 준비한 기업에 든다. 신성이엔지는 지난 2016년에 국내 최초로 반도체 클린룸 장비인 팬필터유닛(Fan Filter Unit) 등을 생산하는 용인사업장을 에너지 자립형 스마트팩토리로 건설했다. 

용인공장에는 두 가지 용도의 태양광발전 시설이 들어와 있다. 한전 판매용으로 350kW급, 공장 운영을 위한 자가발전용으로 280kW급을 설치했다. 각각의 태양광 설비에 500kWh의 에너지저장장치(ESS)를 연결해 전력을 안정적으로 공급한다. 

 

신성이엔지는 최근 경기도, 민간투자 컨소시엄과 손을 잡고 ‘산업단지 RE100 투자 협약’을 체결했다. 산업단지 내 유휴부지에 태양광 발전시설을 구축하고, 재생에너지를 단지 내 공장과 외부 기업에 공급하는 것을 골자로 하고 있다. 한국동서발전도 이 협약에 이름을 올렸다. 경기도 안산과 시흥의 국가산단을 중심으로 300MW 이상의 태양광발전소를 설치해서 운영하겠다는 계획을 밝혔다. 

제도 변화도 이 흐름을 뒷받침하고 있다. 작년 9월에 본격 시행된 ‘재생에너지 직접 PPA(Power Purchase Agreement, 전력구매계약)’가 대표적이다. 재생에너지 전력판매자와 사용자가 전력시장을 거치지 않고 일대일로 전력을 사고파는 직거래가 가능하다. 또 지난 6월에 ‘분산에너지 활성화 특별법’이 공포되면서 국내 전력시장에 큰 변화를 예고하고 있다. 

지난해 GS EPS와 LG전자는 ‘국내 1호 재생에너지 직접 PPA 사업장’으로 큰 관심을 받았다. 경남 창원의 LG스마크파크 옥상에 설치한 2.2MW의 태양광 전력을 직거래하기로 계약을 맺었다. 별도 송전선로나 거래비용 없이 수요지에서 재생에너지를 직접 받아쓰는 온사이트 방식의 PPA가 처음으로 시작된 셈이다. 

그런데 작년 말 한국전력이 ‘PPA 전용 전기요금제’를 출시하면서 논란이 일었다. 기업들은 재생에너지의 간헐성 때문에 한전의 전력망을 함께 쓰게 된다. 한전은 PPA 전용 요금제의 기본요금을 kW당 9,980원으로 책정했고, 기존 산업용 전기의 기본요금(6,630원/kW)보다 크게 오른 금액에 기업들은 난색을 표했다. 

재생에너지를 1%만 사용해도 기존 전력사용량 전체에 PPA 전용 요금제가 적용돼 전기료 부담은 크게 늘어난다. 한전은 송배전망 구축에 드는 고정비를 회수하기 위한 불가피한 조치라고 답했지만, “RE100 대응을 무력화하고, 전기요금 부담만 지운다”는 업계의 성토가 이어지자 꼬리를 내리고 PPA 전용 요금제를 무기한 유예했다. 

이처럼 RE100으로 난 길은 난관의 연속이다. 국내 재생에너지 여건이 좋지 않은 데다, 기업과 기관의 이해관계가 복잡하게 얽혀 있고, 제도적으로 풀어야 할 숙제가 산적해 있다. 그럼에도 탄소중립을 실현하기 위해 분산에너지를 활성화해야 한다는 방향성에는 흔들림이 없다.
 

RE100 보완하는 CF100의 등장
RE100을 이행하는 데는 몇 가지 방식이 있다. 전기소비자가 별도의 녹색프리미엄을 한전에 납부해 재생에너지 전기를 구매할 수 있고, 기업 등 전기소비자가 재생에너지 공급 인증서인 REC를 구매하는 것도 가능하다. 이 외에도 자체건설을 통한 자가발전, 재생에너지 발전사업에 지분투자를 하는 방식도 있다.

이런 방안을 두고 한국RE100협의체가 작년 11월 15일부터 12월 14일까지 회원사(164개 기업 참여)를 상대로 설문조사를 벌였고, 그 결과를 취합해 ‘직접 PPA 활성화를 위한 국내 RE100 시장조사 보고서’를 펴냈다.

RE100 이행을 위해 국내 기업이 가장 선호하는 수단은 △직접 PPA(27.4%) △REC 구매(22.0%) △자체건설(17.1%) △녹색프리미엄(16.5%) △지분투자(12.8%) △제3자 PPA(1.8%) 순으로 나왔다. 

직접 PPA에 대한 선호도가 가장 높게 나왔지만, 글로벌 기업이 요구하는 RE100 수단으로 직접 PPA가 33.5%를 차지한 것과 비교하면 그 수치가 낮은 편이다. 그 이유를 두고 ‘직접 PPA’에 대한 국내 레퍼런스, 즉 참고 사례가 별로 없기 때문이라는 의견이 많다. 

직접 PPA를 체결한 사용자는 발전사업자와 맺은 계약금액인 전력량 대금에 더해 전력산업기반기금이란 걸 내게 된다. 여기에 추가로 한전의 송배전망을 이용할 때 발생하는 망 이용료, 재생에너지 설비 발전량에 따라 중앙급전 발전기의 출력을 제어할 때 발생하는 부가정산금을 부담해야 한다. 여기에 kWh당 0.1034원으로 책정된 전력거래 수수료도 있다. 당근마켓에서 중고물품을 거래할 때와 달리 이런저런 ‘부담’이 많아 결정을 망설이는 셈이다.

전력거래소가 지난해 9월 제도를 도입하면서 3년간 거래수수료를 유예하면서 공장 지붕형 태양광을 설치해 자가소비하는 방식으로 망 이용료와 부가정산금을 회피하는 ‘온사이트 PPA’를 도입한 것도 이런 부담을 고려했기 때문이다. 

 

RE100과 함께 자주 거론되는 것이 CF100이다. CF는 ‘Carbon Free’의 약자로 탄소 배출이 없는 발전을 의미한다. 사실 CF100은 구글 등이 주도한 ‘24/7 CFE(Carbon Free Energy)’ 캠페인에서 왔다. 

‘24시간 일주일 내내 탄소 무배출 전기를 쓰겠다’는 뜻으로 2017년에 RE100을 달성한 구글이 상시에도 온실가스 배출을 줄이기 위해 노력하겠다며 추가로 벌인 캠페인이다. 여기서 나온 CF100에는 탄소 배출이 없는 원자력 전기를 비롯해, 무탄소 에너지인 수소를 활용한 연료전지, 수소엔진 등이 포함된다. 

CF100은 전력부문에서 탄소를 완전히 제거한다는 점에서 기업이 사용하는 전력 100%를 재생에너지로 충당하는 RE100과는 분명한 차이가 있다. 재생에너지 사용을 100% 달성하기 힘든 국내 여건에서 원전과 수소사업을 강화하는 명분이 된다는 점에서 CF100이 주목을 받고 있기도 하다. 

 

경기도 용인에 들어서는 반도체 국가산단(용인 시스템반도체 클러스터)만 봐도 답이 나온다. 공장을 돌리기 위해서는 수도권 전체 수요의 약 4분의 1에 달하는 3GW의 막대한 전력이 필요하다. 기업 투자가 마무리되는 2050년경에는 10GW 이상의 전력이 필요하다는 말까지 나온다.

분산전원 형태로 송배전망을 최소화하면서 이 정도 규모의 전력을 공급하려면 300MW 소형모듈원전(SMR)만 10기가 필요하다. 하지만 SMR은 한창 개발 중으로 기술 확보에 시간이 걸린다. 또 기술개발이 완료된 후에도 주민 반대라는 큰 산을 넘어야 한다. 

정부가 당장 꺼내들 수 있는 카드는 제한적이다. 6~7년 앞으로 다가온 가동 시점과 부지 여건을 고려할 때 유일한 해결책은 역시 LNG발전소다. 탄소 배출에 대한 부담은 ‘수소 혼소’로 최소화할 수 있다고 본다. CF100까지는 아니어도 목표 시점에 맞춰 ‘CF20’이나 ‘CF30’ 정도는 달성하겠다는 것이다.

물론 이와 별개로 RE100을 향한 기업들의 자체 노력은 계속돼야 한다. 태양광발전, 소형풍력(30kW 이하), ESS 등을 접목한 온사이트 PPA가 공장을 짓는 단계에서부터 도입될 가능성이 높다. 

국내로 보면 창원 산단에 SK에코플랜트 주도로 RE100에 대응하기 위한 ‘신재생 발전 인프라’가 구축됐다. 이곳에는 2MW 규모의 태양광발전, 1.8MW 규모의 연료전지, 3MWh 규모의 ESS가 설치돼 있다. 

이곳 현장의 연료전지는 천연가스를 연료로 하는 블룸SK퓨얼셀의 SOFC(고체산화물 연료전지)다. 발전 시 다량의 이산화탄소가 배출되기 때문에 엄밀히 말해 CF100을 충족한다고 보기는 어렵다. 

이웃나라 일본으로 눈을 돌리면, 파나소닉이 지난해 4월 시가현 구사츠에 구축한 ‘H2 KIBOU 필드’를 들 수 있다. 570kW의 태양광발전, 1.1MWh의 ESS, 파나소닉에서 양산 중인 수소 전용 5kW PEM(고분자전해질) 연료전지인 ‘H2 KIBOU’ 99개(총 495kW)를 현장에 설치했다. 연료전지 발전에 필요한 수소는 액체수소를 기화해서 쓴다. 

 

구사츠 공장의 마이크로그리드 모델은 RE100과 CF100을 동시에 충족한다. 다만 이와타니산업에서 공급받고 있는 액체수소는 그레이수소에 든다. 

일본과 한국은 대표적인 에너지 수입국이다. 인센티브 없이 값비싼 재생에너지 전기로 수소를 만들어 쓰면 수지타산을 맞추기가 어렵다. 그래서 나라 밖으로 눈을 돌린다. 대기업을 중심으로 재생에너지가 풍부한 호주나 중동 등지에서 수전해로 생산한 그린수소를 암모니아로 전환해 수입하는 방안이 적극 추진되고 있다. 
 
마이크로그리드 안으로 들어온 ‘수소’
재생에너지와 연계한 RE100은 기본적으로 분산전원을 기반으로 한다. 지역에서 얻은 재생에너지 전력을 지역에서 소비하자는 것이다. 이 방법이 최선이지만, 태양광만 해도 전기의 대량 수요처인 도심 부지가 비싸 재생에너지 확보에 어려움이 있다. 

호주 사막의 태양광, 칠레 산지의 풍력으로 생산한 전기는 송배전망을 통해 도심의 수요처와 연결돼야 한다. 송배전망 구축에 큰돈이 드는 만큼 경제성을 보고 투자에 나서기 마련이다. 수소는 이 같은 재생에너지의 수요·공급 불일치를 해소하는 역할을 할 수 있다.

제주를 예로 들어보자. 제주의 전력 계통 규모는 전국의 100분의 1 수준으로 변동성에 취약하다. 전력 수요는 제주시청이 있는 북부, 재생에너지 발전은 동서 지역에 집중되다 보니 송전선로 확보에 어려움이 많다. 2018년부터 제주에 태양광발전 설비가 크게 늘었고 2019년부터 출력제한이 급증한 것도 이와 연관이 있다.

전력망의 경우 수요와 공급 간 균형이 깨져 전력계통 정상 주파수(60Hz)를 벗어나면 대규모 정전이 발생할 수 있다. 전력거래소는 이를 막기 위해 전력 과잉생산 시 발전소 출력을 강제로 차단하는 출력제어에 나서게 된다.

전력거래소가 7월 초까지 제주 지역 발전사업자에 지시한 출력제어 횟수를 보면 풍력이 89회, 태양광이 51회로 집계됐다. 풍력의 경우 지난해 출력제어 횟수인 104회에 근접했고, 태양광은 작년 28회를 훌쩍 넘어섰다. 

이는 제주만의 문제가 아니다. 태양광 발전시설이 밀집된 호남과 경남을 중심으로 봄가을에 출력제어가 시행되면서 보상안을 놓고 갈등을 빚을 우려가 커지고 있다. 대규모 적자에 내몰린 한전이 계통 보강에 나서기를 기대하기도 힘든 상황이다. 

CF100에 수소가 들어간 것은 말 그대로 ‘카본 프리 에너지’이기 때문이다. 출력제한으로 사라질 뻔한 전기로 수소를 만들어 저장해두고 수소전기차 충전이나 연료전지에 활용한다면 탄소중립에 기여하면서 계통 안전성 확보에 도움을 받을 수 있다. 또 그린수소 판매 수익을 재생에너지 발전사업자와 나누는 형태의 새로운 수익모델이 가능하다.

그 구조를 들여다보면 RE100과 CF100은 상충하지 않는다. 재생에너지와 ESS를 기반으로 하는 마이크로그리드 안에서 해소되는 부분이 있고, 이것만으로 부족한 부분이 있다. CF100은 RE100을 보완하면서 탄소중립에 기여한다.

 

물론 CF100의 약점도 있다. 이 약점은 무탄소 에너지를 얻는 과정에서 드러난다. 같은 화폐라도 악화(惡貨)와 양화(良貨)를 구분하는 눈이 필요하다. 그렇지 않으면 악화가 양화를 구축하는 악순환에 빠지게 된다. 

수소를 색깔로 구분하는 데는 이유가 있다. 석탄 가스화 공정을 통해 합성가스로 얻은 ‘그레이’ 수소와 풍력발전의 전기로 물을 분해해서 얻은 ‘그린’ 수소가 그리드 안에서 똑같이 취급되면 곤란하다. 수소생산 과정에서 나오는 탄소배출량을 산출하기 위한 ‘전주기 평가(LCA, Life Cycle Assessment)’가 꼭 필요하고, 이를 누구나 인정하는 투명한 방식으로 증명 받아야 한다.

CF100이 글로벌 기업의 지지를 받아 강단 있게 추진되려면 그 기준과 인증체계가 바로 서야 한다. 유엔 에너지(UN Energy)와 유엔 산하 지속가능에너지기구(Sustainable Energy For All)도 CF100에 참여하고 있다. 시행착오를 극복하고 글로벌 표준이 정립된다면 RE100을 넘어선 호응을 얻을 수 있다. 

내년에 시행되는 분산에너지 활성화 특별법, 청정수소발전의무화제도(CHPS)의 세부 시행령과 세부규칙은 매우 중요하다. 재생에너지, ESS와 연계한 마이크로그리드에 수소가 어떤 형태로 들어갈지를 가늠하는 잣대가 되기 때문이다.   

분산에너지 특별법 시행은 그동안 수출 주도 성장을 지속해온 국내 산업을 지탱해온 중앙집중형 전력망을 개편하는 과업의 출발점이다. 수요지 인근을 중심으로 분산전원 설치를 유도하고 통합발전소(VPP), 지역별 전기요금 차등제 등을 도입하게 되면서 전력시장에 큰 변화가 일 전망이다. 

RE100이나 CF100은 민간 주도로 추진된 자발적 캠페인으로 분산전원을 기반으로 한다. 수소는 재생에너지의 간헐성을 보완하면서 기저부하인 원전의 경직성에 유연함을 더할 수 있다. RE100으로 난 길은 비록 험난하지만, 수소라는 히든카드를 잘 활용한다면 고비를 좀 더 수월하게 넘을 수 있다. 

흔히 전기를 우유, 수소를 치즈에 비유한다. 오래 보관해두고 먹으려면 치즈로 만드는 편이 유리하다. 우유에 비해 치즈는 가격도 비싸고 양도 적다. 그래도 치즈를 만드는 건 그만한 이점이 있기 때문이다.