미국의 석탄 및 가스 사용 화력 발전소는 언제쯤 이산화탄소를 배출하지 않는 청정에너지 사용 발전소로 대체될 수 있을 것인가? 여기에 대해서는 전문가들 사이에서도 의견이 갈린다. 일각에서는 2050년이 되면 최소의 저항과 비용으로 100% 청정에너지로 전환할 수 있을 거라고 주장한다. 또 다른 일각에서는 그런 견해가 비현실적일만큼 낙관적이라고 논박한다. 그러나 현재 쓰이는 에너지의 80~90%를 청정에너지로 대체할 수 있다는 데는 모두가 동의한다. 의견이 갈리는 부분은 나머지 10~20%다.
최근 버클리 대학에서 나온 새로운 분석은 연구자들의 논점을 바꾸고 있다. 이제는 “얼마나 많이?”가 아닌, “얼마나 빨리?”를 묻고 있다. 즉 풍력, 태양, 수력, 원자력 등의 무탄소 발전 비율을 90%까지 높이면서도, 소비자들에게 추가 비용을 부담시키지 않는 날이 얼마나 빨리 오는지 묻고 있는 것이다. 풍력 터빈, 태양 전지, 배터리의 급격한 가격 덕택에, 그 시기는 2035년이 될 것이다.
청정에너지 컨설팅 기업 그리드랩의 대표이자 이번 연구의 공동 저자인 릭 오코넬은 “우리는 그 동안 남은 10%를 논하는 데만 너무 시간을 썼을 뿐, 그 이전 90%에 대해서는 별로 신경 쓰지 않았다. 이제는 어떻게 90%를 달성할지를 생각해 봐야 한다”고 말한다.
전력 회사들이 새로운 발전소를 지을 때, 그 비용은 사용자들에게 전가된다. 2035년이 되면, 사용자들은 현재 가동되고 있는 대부분의 석유 또는 석탄 사용 화력 발전소 건설비용을 다 내게 된다. 즉, 그 이후에는 이 화력 발전소들이 조기 폐쇄된다고 해도 사용자들은 잃을 게 없는 셈이다. 추가 비용을 낼 필요가 없게 되는 것이다. 그 다음에는 어차피 새 무탄소 발전소 건설에 돈을 내야 한다. 오염을 줄이면 사람들의 건강 증진에도 도움이 되고, 의료비용도 줄일 것이다. 그리고 화석 연료를 버리는 데 드는 비용도 줄어들 것이다.
저자들은 풍력 발전소, 태양에너지 발전소, 배터리 저장소를 지으면 기존의 석탄 사용 화력 발전소를 모두 퇴역시킬 수 있으며, 석유 사용 화력 발전소 역시 상당수 퇴역시킬 수 있다고 말한다. 남은 화력 발전소들은 추가 전력 소요가 있을 때 사용할 수 있다. 화석 연료는 전체 전력 공급의 10%에만 사용될 것이다. 그리고 무탄소 에너지인 원자력과 수력이 20%를 차지할 것이다. 나머지 70%는 풍력과 태양에너지, 배터리 저장소에서 나온다. 장차 미국이 사용할 전력 중 90%는 무탄소 에너지에서 나오는 것이다.
재생에너지의 가격은 지난 10년 동안 늘 전문가들의 예측을 초월하는 속도로 급락했다. 라자드에 따르면 2009년부터 2019년 사이 풍력 발전의 비용은 70%가 떨어졌다. 같은 기간 대규모 태양에너지 발전의 비용은 90%가 떨어졌다. 블룸버그 신에너지 재정에 따르면 같은 기간 배터리의 가격도 약 90%나 떨어졌다. 배터리의 가격 하락은 판세를 뒤바꿀 수 있다. 배터리는 햇빛과 바람이 없을 때 전력을 저장할 수 있기 때문이다.
아몰 파드케는 캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스의 에너지 연구 과학자이며 이번 연구 보고서의 수석 저자다. 그는 “기술 발전의 속도는 그동안 으레 과소평가되어 왔다. 나는 늘 보수적인 관점에서 예측했다.” 그는 전문가들이 장래의 가격 하락에 대해 갈수록 낙관적이 되었다고 말했다.
저자들은 미국인들이 배터리로 작동되는 전기 자동차를 실용화했다는 점을 지적했다. 이 차들은 전력망에 더 큰 부담을 준다. 저자들은 전력 회사들이 석탄, 석유와 동일한 가격의 풍력 및 태양에너지를 가지고 늘어난 수요에 대응할 수 있다고 말한다.
물론 입법부에서 도와주지 않으면 이 모든 것은 실현되지 않는다. 화석 연료의 가격에는 인간 건강에 미치는 악영향이 보통 책정되어 있지 않다. 이 점을 감안하고, 에너지 체계 속 관성을 극복하기 위해 전문가들은 부속된 정책 문서에서 여러 가지 방법을 제안했다. 그 중에는 국가 청정에너지 표준 수립 및 재생 에너지에 대한 세제 혜택 등이 있다.
이 연구에서는 국립 재생에너지 연구소와 소프트웨어 개발사 <에너지 익셈플라>의 최신 모델을 사용했다. 연구 결과 무탄소 에너지의 비중을 90%로 늘리면, 그만큼 많은 노동력이 필요해지고, 1년에 50만 개 이상의 일자리를 만들 수 있다. 저자들은 이를 통해 미국의 경제 불황을 이겨낼 수 있을 거라고 말한다.
청정 에너지로의 전환은 공중 보건의 개선을 불러올 수 있다. 특히 현재 미국은 치명적인 호흡기 질환과 싸움을 벌이고 있다. 보고서에서는 청정 에너지의 비율을 90%로 높이면 공기의 질을 개선시켜 2050년까지 85,000명의 생명을 살릴 수 있을 거라고 한다. 이번 연구에 참가하지 않은 전문가들도 공중 보건에 초점을 맞춘 이 보고서를 칭찬했다.
MIT 에너지 구상의 연구자 패트릭 브라운은 이메일에서 이렇게 말했다. “기후와 환경의 영향은 지역공동체의 주요 인종과 수입 수준에 따라 불균형적으로 나타난다. 화석 연료의 인적 비용을 이러한 모델에 산입해 계산하는 것은 언제나 중요하다. 때문에 이런 비용들이 포함되는 것이 기쁘다.”
스탠포드 대학의 환경공학과 교수인 마크 제이콥슨은 이 보고서 내용이 너무 낙관적인 것은 아니라고 생각한다. “나는 이 보고서의 목표에 도달할 수 있을 거라고 생각한다. 그리고 그 이상도 가능하리라고 본다.” 제이콥슨의 연구는 격렬한 논쟁의 대상이 되었다. 그 연구에서 제이콥슨은 2050년대가 되면 미국이 소비하는 전력 전체를 풍력, 태양에너지, 수력만으로 조달할 수 있을 거라고 주장했다.
오코넬은 연구자들이 무탄소 발전률 100%가 타당한가 하는 문제보다는 무탄소 발전률 90%에 더 신경을 써야 한다고 본다. 불과 20년 전만 해도 과학자들은 요즘처럼 싼 값으로 풍력과 태양에너지를 쓸 수 있으리라고 생각하지 못했다. 마찬가지로 오늘날의 과학자들 역시 15년 후의 미래 기술이 어디까지 발전할지 상상할 수 없다. 그는 미국을 완전한 무탄소 발전 시대로 이끌 여러 기술들을 열거했다. 수력, 차세대 원자력, 전력망과 통신하는 가정용 전기 기구 등이 그것이다. 그러나 한편으로 그는 기술이 이미 너무 크게 발전해, 미국 전력망에 대수술이 필요한 지경임을 지적했다.코넬은 “많은 사람들이 2050년에 주목한다. 그러나 더 가까운 미래인, 15년 후까지 할 수 있는 일들에 주목해 보자”라고 말한다.