천연가스의 함정: LNG 발전이 온실가스와 환경에 미치는 영향
LNG는 좋은 에너지 아닌가요? – LNG에 대한 오해
LNG(액화천연가스)는 기체 상태의 천연가스를 급속으로 냉각해 액체로 만든 천연가스를 말합니다. LNG는 기체 상태일 때보다 1/600 넘게 부피가 줄어든 상태로 특수 운반선을 통해 수송됩니다. ‘천연’이라는 이름 때문인지 LNG를 환경에 이로운 청정 에너지라고 생각하는 사람들이 많습니다.
그러나 LNG 발전은 채굴, 정제, 액화, 수송, 기화에 이르는 모든 과정에서 메탄을 배출하고 있습니다. 메탄은 같은 양의 이산화탄소보다 많은 열을 가두는 성질을 지니고 있습니다. 때문에 메탄은 이산화탄소보다 무려 80배 넘게 더 강력한 온난화 효과를 보입니다.
오늘은 LNG 발전으로 인해 발생하는 메탄이 기후 변화에 미치는 영향에 대해 살펴보겠습니다.
메탄이 기후 변화에 미친 영향
NASA에 따르면 1750년 산업 혁명이 시작된 이후 200년 동안 대기 중 메탄 농도는 무려 2배 이상 증가했습니다. 그 결과 메탄은 지구 온난화에 약 30% 넘게 일조했고, 지구 기온을 0.5도 넘게 상승시켰다고 알려져 있습니다. 다행인 점은 메탄은 다른 온실가스에 비해 대기체류 기간이 12년으로, 비교적 짧아 배출량을 줄이면 감축 효과가 가장 빠르게 나타난다는 사실입니다.
국제에너지기구(IEA)의 지구의 산업화 이전 대비 1.5도 상승 제한 시나리오에 따르면 2030년까지 현재 수준의 화석연료 사용에서의 메탄 배출을 75% 줄여야 한다고 했습니다. IEA 사무총장 파티 비롤(Fatih Birol)은 “에너지 부문에서 메탄 배출을 줄이는 것은 단기적으로 지구 온난화를 제한할 수 있는 가장 좋고 가장 저렴한 기회 중 하나”라고 말했습니다. 그래서 2021년 유엔기후변화협약 당사국총회(COP, Conference of the Parties)는 ‘글로벌 메탄서약(Global Methane Pledge)’을 통해 2030년까지 메탄가스 배출량을 30% 줄여나겠다고 발표했습니다. 유엔환경계획(UNEP) 역시 세계 메탄 평가 보고서를 통해 10년 내에 인류가 배출하는 메탄의 45%를 감축하면 2045년까지 0.3℃에 가까운 지구온난화를 피하고 환경과 건강에 미치는 영향 역시 줄일 수 있다고 분석했습니다.
LNG 발전 전 과정에서 발생하는 메탄, 정확한 배출량 확인도 어려워
문제는 LNG 발전량 증가로 인해 메탄 배출량이 오히려 증가하고 있다는 점입니다.
예를 들어 2005년과 2022년을 비교하면 미국의 LNG 생산량은 두 배 가까이 증가했습니다. 2023년 기준으로 LNG가 전기 생산의 약 40%를 차지합니다. 미국 에너지정보국은 미국 전력 부문의 이산화탄소 배출량 감소의 65%는 석탄 발전을 LNG 발전소로 전환한 덕분이라고 분석하기도 했는데요. 사실 이것은 LNG 발전으로 인한 메탄 배출량 비중이 늘어나면서 상대적으로 과대평가된 것에 불과합니다.
LNG 발전은 채굴, 정제, 액화, 수송, 기화에 이르는 모든 과정에서 다량에 메탄을 배출합니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 주로 LNG 발전소의 노후된 밸브나 파이프를 통해서 대기로 누출되고 있는데요. 이를 수리하는 데에는 막대한 시간과 비용, 정책적 지원이 필요합니다. 길게는 몇 년 동안 메탄이 누출되는 상태로 그냥 방치되다 보니 점점 피해가 커질 우려가 있습니다.
LNG 발전으로 인한 메탄 배출량은 정확하게 집계되지도 않습니다. 미국 환경보호국은 매년 석유 및 가스 공급망에서 약 650만 톤의 메탄이 누출된다고 추정했는데요. 2023년 듀크대학교의 연구 팀은 2010년에서 2019년까지 미국 정부 발표보다 최소 70%는 많은 메탄이 누출됐을 것으로 분석하고 있습니다.
국가나 기업이 실제 메탄 배출량보다 적게 메탄 배출량을 보고할 우려도 있습니다. 예를 들어 전 세계 석유 및 가스 공급의 약 3분의 1을 담당하는 오일&가스 메탄 파트너십2.0(OGMP 2.0)은 석유 및 가스 생산량에 해당하는 톤(t)당 평균 0.6kg의 메탄이 배출된다고 보고했는데요. 이를 고려하면 세계 메탄 배출량은 약 5백만톤(5Mt)에 해당합니다. 하지만 국제에너지기구(IEA)는 OGMP 2.0이 제출한 메탄 배출량은 자신들이 예측한 배출량보다 95% 정도 낮다고 분석했습니다.
이처럼 LNG 발전은 모든 과정에서 메탄을 배출할 뿐만 아니라, 메탄 배출을 줄이기 위한 발전소 수리에도 많은 비용이 수반됩니다. 메탄 배출량 역시 조사 주체나 측정 범위에 따라 편차가 발생할 수 있고요. 화석연료 발전이 LNG 발전으로 대체되면서 대폭 증가한 메탄으로 인해 기후 변화 속도는 더욱 빠르게 증가하는 셈입니다.
LNG가 청정 에너지라는 오해가 기후변화에 미치는 영향
이렇게 계속되는 LNG 발전은 기후 변화에 얼마나 영향을 미칠까요?
예를 들어 미국은 기존 LNG 수출 시설의 전체 운영으로 인한 배출량을 연간 557백만 톤(MMT) CO2e로 추산하는데요. 이는 1억 2천만 대 이상의 가솔린 자동차 또는 149개의 석탄 발전소에 해당합니다. 만약 향후 계획 중이거나 건설 중인 30개 이상의 신규 LNG 프로젝트가 완공된다면, 매년 최대 681개의 석탄 발전소 또는 5억 4천 8백만 대의 가솔린 자동차(2,543백만 톤(MMT) CO2e)만큼 배출량이 발생합니다.
‘그렇다면 메탄만 해결된다면 LNG는 청정 에너지 아닌가?’하실 수 있지만 그렇지 않습니다. 기체 상태의 천연 가스를 액체 상태로 급속 냉각시키는 ‘액화 공정' 과정에서 사용하는 냉매(Refrigerants)도 문제입니다. 오존층을 파괴해 기후 변화 요인으로 작용하거든요. LNG 액화 공정에 필요한 전기 역시 화석 연료 발전에서 얻는다는 한계도 존재하죠. 이처럼 LNG는 발전 과정에서 메탄을 배출할 뿐만 아니라 냉매나 추가 전력을 필요로 해 석탄발전소 만큼 심각한 기후 변화를 유발할 수 있습니다.
한국 정부는 각종 홍보물 등을 통해 LNG 발전의 환경친화적인 측면을 부각해 석탄의 빈자리를 메울 청정 에너지로 홍보해 왔습니다. 2024년 05월에는 향후 15년간 전력수요 전망과 공급계획을 설정하는 제11차 전력수급기본계획(이하 전기본)을 발표했습니다. 10차 전기본에서는 LNG 수요를 2022년 163.6TWh(테라와트시) 수준에서 2030년 142.4TWh로 감소하겠다고 발표했는데요. 11차 전기본은 LNG 발전의 심각성을 얼마나 반영했을까요? 11차 전기본에서는 늘어나는 전력수요 상승분을 감당한다는 명목으로 2030년 LNG 발전 비중을 160.8TWh로 오히려 상향했습니다.
메탄 배출로 기후변화를 가속화하는 LNG 대신 재생에너지로
LNG 발전은 모든 발전 과정에서 이산화탄소만큼 심각한 지구 온난화를 야기하는 메탄을 배출합니다. 그럼에도 불구하고 한국 정부는 LNG는 환경에 이로운 에너지라는 기조를 유지하고 있습니다. AI 붐에 따른 반도체 수요 증대 이슈 등으로 국가 전력수요가 계속 상승하고 있는 상황에서 재생에너지 보급을 가속하지 않아 LNG 발전의 퇴출 속도는 더욱 지연되고 있습니다. 11차 전기본의 재생에너지 목표는 기존 2030 국가 온실가스 감축목표(NDC) 뿐 아니라 유엔 기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC)가 제시한 NDC 상향 추세(2019년 대비 2030년 43% 감축, 2035년 60%)에 비교하면 한참 부족한 상황입니다. 향후에도 지금처럼 재생에너지 확대보다 LNG를 포함한 화력발전 중심으로 전력원을 구성한다면 2030년 한국은 OECD 회원국 중 재생 에너지 비중 최하위국가를 차지하게 됩니다.
한국일보가 전문가들에게 의뢰한 조사에 따르면 태양광과 풍력에너지를 모두 포함한 국내 재생에너지 잠재량은 연간 최소 666테라와트시(TWh)입니다. 한편 한국전력에 따르면 2022년 기준 국내 RE100(전력소비량의 100%를 재생에너지로 조달하겠다는 자발적 캠페인) 기업 32개사의 전력 사용량은 아직 연간 56.338테라와트시(TWh) 수준입니다. 2024년 기준 RE100 기업이 36개사로 증가했음을 감안해도 한국은 충분한 재생에너지 잠재량을 갖고 있습니다.
이렇게 잠재량이 충분함에도 불구하고 제대로 활용하지 못하는 이유는 바로 각종 규제 때문입니다. 신재생에너지 백서(2020)에 따르면 태양광 발전의 기술적 잠재량은 국내 총 발전량의 86.7%에 달하는데요. 규제가 반영된 시장 잠재량은 기술적 잠재량의 8분의 1 수준입니다. 풍력발전 역시 기술적 잠재량은 육상과 해상을 합치면 국내 총 발전량의 3.3배에 달합니다. 하지만 각종 인허가 규제 및 입지 제한 여건을 반영하면 실제로 활용할 수 있는 시장 잠재량은 기술적 잠재량의 10분의 1 수준에 그칩니다.
세계가 함께 추진하는 탄소중립 달성 목표를 준수하기 위해서는 지금 당장이라도 국가의 LNG 의존도를 낮추기 위한 노력이 시급합니다. 또한 정부는 기후변화와 탄소예산에 대비해 재생에너지 기술적 잠재량을 현실화할 수 있도록 다양한 사람들의 의견을 경청하고 중장기적 로드맵을 만들어 나가야 할 것입니다.
그린피스는 정부와 기업에게 LNG 발전에 대한 의존도를 줄이고 깨끗하고 지속 가능한 재생에너지 체계로의 전환을 요구하고 있습니다. 한국 정부와 기업들이 재생에너지 전환을 서두르도록 그린피스와 함께해 주세요.
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