전 세계적으로 석유를 대체할 수 있는 에너지를 확보하기 위한 경쟁이 본격화되고 있다.각국은 태양광과 풍력,지열,해양에너지,수소연료 전지 등 신·재생에너지 개발에 뛰어들고 있다.그러나 매장량이 많은 기존의 부존자원을 청정·재생 에너지로 전환,최대한 활용하는 정책도 포기하지 않고 있다.독일의 석탄,핀란드의 토탄 이용이 그 대표적인 사례들이다.



●독일 석탄

석탄 태워 액화CO2 모아 지하 3500m 속에 저장

│슈프렘베르크(독일) 이도운특파원│지난해 11월 29일 오전 9시.독일의 수도 베를린에서 아우토반을 따라 남쪽으로 달리기 시작했다.목적지는 슈프렘브레크.이 곳에 독일 북부의 대표적인 석탄 발전소인 슈바르체 품페(검은 펌프라는 뜻) 발전소가 자리잡고 있다.두 시간 남짓 아우토반을 달리는 동안 차창 밖의 풍경 속에서 가장 눈에 많이 띈 것은 농토와 목초지에서 유유히 돌아가고 있는 풍력발전기의 모습들이었다.

●시험발전소 지난해 9월 가동

제법 규모가 있는 마을을 지날 때는 발전용 태양광 패널이나 온수용 태양열 시스템을 설치한 주택들도 심심치 않게 눈에 띄었다.그러나 신·재생에너지의 선도국인 독일에서조차 현재로서는 가장 중요한 에너지원이 석탄이다.

다만 독일은 이산화탄소 배출이 많은 이른바 ‘더러운(Dirty) 에너지’인 석탄을 최대한 환경친화적으로 만드는 기술 개발에도 전력을 기울이고 있다.이날 방문한 슈바르체 품페는 석탄 연소 과정에서 나오는 이산화탄소를 포집한 뒤 이를 땅 속에 저장하는 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술을 연구하는 세계 최초의 시설을 갖추고 있는 발전소다.

발전소에 도착하자 토요일인데도 불구하고 대외협력 책임자인 커스틴 실링 씨가 반갑게 맞아줬다.슈바르체 품페는 스웨덴에 본부를 둔 북유럽 최대 에너지 기업 바텐팔이 지난 1997년 건설한 1600㎿급(800㎿ X 2) 발전소다.이 발전소는 건설된 직후부터 이산화탄소와 산화질소,이산화황 등의 배출을 줄이기 위한 기술개발에 주력해 왔으며,그 과정에서 CCS 연구소 및 시험용 발전소를 건설했다고 실링 씨는 설명했다.

슈바르체 품페의 CCS용 시험발전소는 30㎿ 규모다.2006년 5월부터 7000만 유로의 사업비를 들여 건설했으며,지난해 9월9일부터 시험가동에 들어갔다.

바텐팔에 소속된 에너지 전문가들뿐만 아니라 국내외 대학과 연구소 등의 박사와 석사급 인력들이 함께 연구하는 산학협력체 형식이다.이 발전소는 석탄을 공기 중에서 태우지 않는다.공기 중에서 질소를 제거한 산소만 석탄 보일러에 불어넣어 함께 태운다.

●순도 98% 이산화탄소 액체화

그러면 공기와 함께 연소할 때보다 온도가 극단적으로 올라가면서 이산화탄소를 제외한 나머지 불순문들을 대부분 태워버린다.이렇게 해서 남은 약 98% 순도의 이산화탄소를 응축해 액체로 만든 뒤 지하 3500m 속에 파묻는 것이다.

액화된 이산화탄소가 저장되는 지하 공간은 쉽게 말해 석유나 천연가스가 추출되는 지질층이다.

실링 씨는 슈바르체 품페 석탄 발전소는 구석구석까지 보여줬지만,CCS 시설의 공개를 요청하자 “외부인의 출입이 엄격하게 금지돼 있다.”고 답변했다.실링 씨는 그러나 “CCS 시설에 들어갈 수는 없지만,하늘에서 보여줄 수는 있다.”며 기자를 엘리베이터에 태웠다.엘리베이터는 발전소의 맨 꼭대기,정확히 지상 161m 높이의 전망대에 섰다.CCS시설은 슈바르체 품페 발전소의 바로 옆에 붙어있어 전경을 한 눈에 들여다볼 수 있었다.발전용 석탄 보일러 옆에 산소 추출장치,이산화탄소 농축 장치 및 탱크 등이 보였다.이산화탄소 (임시)저장고는 발전소 지하에 있다고 한다.

바텐팔은 이 발전소의 기술을 토대로 2012~2015년에 300~500㎿급의 CCS 시범 발전소를 건설하고,이어 2015~2020년에 1000㎿급의 상업용 CCS발전소를 건설한다는 목표를 갖고 있다.현재 CCS 기술은 독일 말고도 미국과 캐나다,일본,스웨덴,호주,브라질 등에서 개발되고 있다.

실링 씨는 “현재 인류가 갖고 있는 기술로 보면 석탄이 가장 경제적인 에너지원”이라면서 “버락 오바마 미국 대통령 당선자도 청정석탄 개발에 관심을 보였기 때문에 CCS에 대한 세계 각국의 관심과 투자는 더욱 늘어날 것”이라고 말했다.

●핀란드 토탄

국토 30%가 3m 토탄층 인화성 높아 발전연료로

│포르사(핀란드) 이도운특파원│지난달 1일 오후 3시.핀란드 헬싱키 인근의 작은 도시 포르사의 바이오매스(나무,해조류 등 생물에서 나오는 에너지) 발전소에 도착했다.핀란드의 대표적인 에너지 기업 가운데 하나인 바포(VAPO)에서 건설,운영 중인 발전소다.차에서 내리자마자 숨이 턱 막혔다.쓰레기통과 분뇨통을 한꺼번에 엎질러 놓은 듯한 악취가 진동했다.기자를 맞이한 포르사발전소의 미카 파슐라 소장은 “발전소에서 쓰는 바이오 연료들이 발효되면서 발생하는 암모니아 성분 때문”이라면서 “흐린 날씨여서 냄새가 더 심하다.”고 설명했다.

●나무 흙속 퇴적물 석탄 되기전에 형성

파슐라 소장은 기자를 발전소 4층의 회의실로 안내했다.그곳에 이 발전소에서 사용하는 각종 연료들이 비닐봉투에 담겨 가지런히 놓여 있었다.벌목이나 가지치기 도중에 나온 나무 조각(Green Chips),목재 제조과정에서 나온 나무 부스러기(Cutter Chips),공사장 등에서 해체된 나무조각(Demolition Wood),톱밥(Gr inding Dust) 등 10여가지 종류의 나무 부산물들이었다.“핀란드는 나무와 돌,물이라는 세가지 자원이 풍부한 나라이므로 나무를 에너지원으로 이용한다.”고 파슐라 소장은 설명했다.그러나 각종 부산물로 나온 나무를 태우면 발전에 필요한 고온에 도달하기가 쉽지 않다.또 보일러도 쉽게 부식된다고 한다.그래서 함께 태우는 것이 바로 토탄(Peat)이라고 파슐라 소장은 설명했다.토탄은 나무가 수명을 다한 뒤 흙 속에 퇴적된 물질이다.토탄을 그대로 두면 석탄이 된다.핀란드 국토의 3분의 1이 무려 3m에 이르는 토탄층을 형성하고 있다.

토탄에 대해 한참 설명하던 파슐라 소장은 기자를 발전소 바로 옆의 연료 저장소로 안내했다.수만평은 되어 보이는 야적장에 각종 목재 연료들이 쌓여 있었다.토탄 저장소에는 지붕이 덮여 있었다.얼핏 토탄 더미에서 김이 솟아오르는 것 같기도 했다.토탄은 얼른 보기에 짙은 갈색의 비옥한 흙덩어리처럼 보였다.만져 보니 촉감도 나무보다는 흙에 가까웠다.

“이게 정말 탑니까?” 의아스럽다는 표정으로 묻자 파슐라 소장은 토탄을 한 움큼 쥐더니 공중으로 집어던졌다.“지금 던진 토탄 가운데 5%는 이미 공중에서 기화됐습니다.만일 불을 가까이 했다면 폭발했을 겁니다.”토탄 저장소에는 성냥이나 라이터도 반입할 수 없다고 한다.

●EU 등에 재생에너지 인정 로비 나서

파슐라 소장은 토탄이 엄밀히 말해 청정 바이오 연료는 아니라고 말했다.연소 과정에서 석탄과 큰 차이가 없는 양의 이산화탄소가 배출되기 때문이다.이 때문에 핀란드 정부는 현재 토탄을 태양광이나 풍력같은 재생에너지(Renewable Energy)로 인정받기 위해 유럽연합(EU) 및 국제사회에서 다양한 외교적 노력을 기울이고 있다.우선 토탄을 쓰게 되면 나무를 벨 필요가 없어지기 때문이라는 주장이다.또 석탄이 생성되려면 수백만년이 걸리지만,토탄은 300년 정도면 된다는 논리를 펴고 있다.토탄은 핀란드말고도 스웨덴과 에스토니아,러시아,아일랜드,스코틀랜드 등에 매장량이 많다.

포르사 발전소가 토탄을 쓰지 않고 순수하게 나무 연료만 사용했다면 온실가스 배출권으로 별도의 수익을 얻을 수도 있었다고 파슐라 소장은 말했다.그러나 그는 “이 나라에서 가장 풍부한 에너지원을 포기할 수는 없는 것 아니냐.”고 반문했다.또 소비자들에게 더 값싼 전력과 난방을 서비스한다는 명분도 내세웠다.다만 바포 사는 탄소배출권의 가격이나 탄소 관련 세금 등을 고려해 사용하는 토탄의 양을 조절하고 있다고 한다.포르사발전소는 66㎿급이며 인근 1만 3000 가구 주민 3만명에게 전기와 난방을 공급한다.

dawn@seoul.co.kr