울산TP 에너지기술지원단장·공학박사
에너지전환 통해 이뤄진 두 차례 산업혁명
막대한 온실가스 배출 기후변화 원인 제공
탄소중립 위한 신재생에너지 전환 이뤄야
지금부터 약 250년전 제임스 와트가 증기기관을 상용화 수준까지 개발한 1770년경부터 새로운 산업이 생겨나기 시작했다. 대규모 면직기의 보급, 탄광에서 석탄의 채굴이 급격히 증가하고, 기계산업과 수송수단의 발전으로 금융시장까지 체계화되기 시작했다. 소위 말하는 산업혁명이 일어났다.
영국에서 시작한 산업혁명 이전에는 인류의 에너지원은 나무였다. 물론 이 당시에도 땅속에서 원유는 있었고, 우라늄도 매장돼 있었고, 태양도 비췄고 바람도 있었다. 단지 기술이 따라가지 못했기 때문이다.
증기기관이 세상의 모든 동력을 영원히 이어갈 것 같았지만 1,2차 세계대전을 거치면서 원유의 채굴과 석유화학의 발전이 일어났고 내연기관이라는 동력장치가 개발됐다. 기존의 증기기관인 선박, 기차, 자동차 등이 거의 모두가 내연기관으로 교체되기 시작했고 특히 교통에서 혁신적인 발전이 이뤄졌다. 원유의 채굴기술은 영국과 북유럽국가에서 시작됐지만 꽃은 세계대전을 거치면서 미국중심의 산업혁명으로 대표될 수 있었다. 인류가 사용한 소재에서도 새로운 전기를 마련했다. 석기-청동기-철기시대를 지나 고분자시대라 일컬을 수 있을 만큼 고분자소재는 소재에서의 혁명을 가져왔다. 의류, 용기, 자동차, 항공기 등에까지 사용할 수 있는 고분자소재는 가히 카멜레온의 변신만큼 다양하고 변화무쌍한 소재가 됐다. 물론 지금은 오히려 환경오염과 미세플라스틱으로 인간을 공격하기에 이르렀지만 말이다.
이렇듯 지금까지 우리 인류는 에너지전환을 통해 산업혁명을 두차례 겪었다. 하지만 자세히 에너지원을 살펴보면 석탄과 석유, 가스는 다 같은 화석연료의 범주안에 들어간다. 형태만 고체에서 액체, 기체로 상전이(相轉移)을 한 것 뿐이다. 아니 영국발 산업혁명 이전의 나무도 화석연료의 성분과 거의 동일하기에 지금까지 배출된 온실가스의 주범인 이산화탄소의 배출을 필연적으로 가져왔고 오늘까지 누적된 온실가스의 양이 막대하기에 기후변화의 원인이 됐다.
이제 전 세계가 기후변화에 대한 공감대를 형성하고 기후변화보다 더 선제적이고 강력한 기후위기라는 말을 하고 있다. 문제는 탄소배출을 하지 않는 에너지의 사용과 개발이 관건이다.
미국이 드디어 움직이기 시작했다. 미국이 앞선 민주주의 국가라는 것을 의심하게 만든 작금의 사태는 차치하고 바이든 대통령은 2050년에 탄소제로의 탄소중립을 선언했으며 이는 유럽의 2050년 목표와 동일하다. 더 나아가 2035년까지 100% 친환경전력생산을 내세웠으며 캘리포니아는 2035년에 모든 휘발유차량의 판매금지를 발표했다. 이제 모든 내연기관의 사용이 금지될 사항에 직면했다. 미국만 아니다. 중국도 2060년에 탄소중립을 내세웠다. 물론 우리나라도 한국형 그린뉴딜로 2050년까지 탄소 중립의 계획을 발표하였다. 세계에서 온실가스 배출 7위이고, 1인당 배출양으로 4위인 우리나라에서 당연히 내세워야 하는 계획이고 전략이다.
화석에너지에서 다음 에너지는 당연히 수소와 재생에너지이다. 그럼 이런 신재생에너지를 동력으로 전환하기 위한 동력기관이 있어야 하는데 그것이 수소연료전지, 수전해장치이고 태양광과 풍력을 전기로 전환시키는 발전기이다. 에너지전환은 반드시 산업혁명을 가져왔다. 그리고 그 주도권을 가진 나라가 세계 경제와 기술을 주도하게 됐다. 세계의 강국으로 패권이 바뀌게 됐다. 이전에 자원이 있는 나라가 부국이라 말하였다면 신재생에너지로 전환되면서 기술과 장치를 보유하고 있는 나라가 강국이 될 수 있다는 것은 명약관화한 일이다. 미국은 지금 셰일가스에서 수소로의 기로에 서 있다. 전환에 성공하면 패권을 유지할 수 있지만 그렇지 못하면 새로운 산업혁명의 주인공을 맞아야 한다.
에너지변환에 성공한 나라가 새로운 산업혁명을 주도할 수 있다. 지금이 그런 변환의 에스컬레이터에 타고 이동하고 있는 중이다. 단지 탑승자들은 그 변화를 느끼지 못할 뿐이다. 우리나라도 그 주인공 중에 하나이며 그 중심에 울산이 있다. 곧 울산의 미래는 성공적인 에너지전환에 달려 있다.