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탄소중립 시대 정유산업의 미래 및 도전 – 2023 조선일보 에너지산업 컨퍼런스

GS칼텍스 - 2023.09.26

지난 9월 13일, 대한상공회의소 국제회의장에서 2023 조선일보 에너지산업 컨퍼런스가 열렸습니다.
<청정에너지와 정유산업의 미래>를 주제로, GS칼텍스, SK E&S,산업통상자원부, 에너지경제연구원, 대한석유협회, KAIST, 서울과학기술대 등 에너지 전문가들을 비롯해 150여명의 업계 관계자들이 모여 에너지 산업의 발전방향과 새로운 성장 동력을 모색하는 자리를 가졌는데요. 기후위기 시대, 탄소중립을 이루기 위한 저탄소 청정에너지 기술의 현황과 정유산업의 역할과 대응방안에 대한 모색 등에 대한 에너지 전문가들의 발표가 진행되었습니다.

특히 이날 컨퍼런스에서 GS칼텍스는 김정수 부사장의 발표로 CCS(Carbon Capture and Storage : 탄소포집·저장)의 현황과 이를 활용한 정유산업의 경쟁력을 유지하는 Lower Carbon Refinery(저탄소 정유산업) 아이디어를 공유하기도 했는데요. GS칼텍스의 발표와 함께, 탄소중립의 여정에서 국내 정유산업이 맞이한 도전과 기회에 대한 논의 현장을 지금부터 소개합니다.

신 재생에너지의 시대, 정유업계가 나아갈 방향은?

석유와 석탄이 산업의 동력이 되었던 시대에서 저탄소 청정에너지의 시대로 급변하고 있습니다. 이러한 에너지 전환은 지난 세기 사회 곳곳에서 역할을 해왔던 정유업계가 앞장서야 할 변화이자 도전 과제입니다.

기름 한 방울 나지 않는 대한민국에서 세계적인 경쟁력을 갖추게 된 국내 정유산업이 미래 에너지 산업을 선도해가기 위한 방안은 무엇일까요?

세계 에너지시장의 질서변화와 석유산업의 도전과제

한밭대학교 조영탁 교수

前 한국전력거래소 이사장

에너지 시장 질서가 어떻게 변화하느냐는 관점에 따라 다르겠지만, 크게 3가지 추세로 분석할 수 있다. 첫 번째는 파리체제*의 불안정성, 두 번째는 패권경쟁의 에너지시장 전이를 통해 대두된 에너지 안보의 중요성, 마지막으로 세 번째는 탄소중립과 에너지 안보간의 양면적 관계이다.

탄소중립을 지향하는 파리체제의 불안정성은 역설적으로 그것과 구분되는 다차원적 흐름의 중요성을 인지하게 했다. 특히 ESG, RE100* 등 민간 차원에서 탄소중립을 감시하는 다각적인 프로그램이 지속되고 있으며, 무엇보다도 기술 중심의 기업 역할이 강조되고 있다.

우크라이나 전쟁 발발은 패권 경쟁이 에너지 시장으로 전이되는 흐름을 가져왔다. 천연가스 수급을 둘러싼 EU와 러시아의 대립, 비전통 화석연료와 외교문제로 발생한 미국과 OPEC+ 간의 갈등 등 양분되는 에너지시장의 질서 변화는 에너지 안보의 중요성을 더욱 부각시켰다. 탄소중립의 가속화로 인해 화석연료를 경시하는 경향이 생겼지만 석유 소비의 현실적 비중을 감안했을 때 석유, 가스 등 전통 연료의 수급 안정화가 필요한 실정이다.

이러한 흐름 속에서 탄소중립과 에너지 안보는 긴장과 의존이 공존하는 양면성을 띠게 된다. 화석연료의 가격과 물량의 불안정성은 거시경제와 재정여력적인 면에서 탄소중립 정책에도 부정적 영향을 주었고, 양 관계 사이에서 전통 석유산업의 비즈니스적 역할이 중요해졌다. 전통 석유산업은 내부혁신을 기반으로 탄소중립을 위한 새로운 비즈니스 모델 발굴이 필요하며, 탄소중립과 에너지 안보간의 연결고리 역할을 수행해야 할 것이다.

정유 산업을 탄소 중립에 역행하는 산업으로만 볼 게 아니라, 그동안 쌓아온 산업적 역량에 주목해 탄소 저감 사업을 수행하는 동반자로 보는 사회·정치적 인식 전환이 필요하다.

파리체제 (파리협정과 신기후체제)
– 파리협정은 기후변화 위협에 대한 대응을 강화하는 것을 목표로 하며, 총 29개 조항에서 감축, 적응, 손실과 피해, 재원, 기술 등 신기후체제부터 적용될 내용에 대해 서술하고 있으며, 신속한 대응과 보다 많은 국가들이 참여할 수 있도록 상향식(Bottom-up) 방식을 채택하여 자발적으로 자국의 역량을 고려한 ‘국가별 기여방안(NDC)’를 설정하도록 하였습니다.

국가별 기여방안(NDC, Nationally Determined Contribution)
– 기후변화협약의 이행을 위하여 각국의 감축목표, 적응정책 등을 스스로 결정하여 UN에 제출하는 기여방안

RE100
– (사)한국에너지융합협회 한국RE100협의체 RE100 정보플랫폼에 따르면, “RE100(Renewable Electricity 100%) 캠페인은 기업이 필요한 전력량의 100%를 ‘태양광·풍력’ 등 친환경 재생에너지원을 통해 발전된 전력으로 사용하겠다는 기업들의 자발적인 글로벌 재생에너지 이니셔티브입니다. RE100 캠페인은 국제 비영리 환경단체인 The Climate Group과 CDP가 연합하여 2014년 뉴욕 기후주간에서 처음 발족되었으며, 2014년 파리협정의 성공을 이끌어 내기 위한 지지 캠페인으로 시작되었습니다.”라고 설명하고 있습니다.

RE100 is the global corporate renewable energy initiative bringing together hundreds of large and ambitious businesses committed to 100% renewable electricity.(https://www.there100.org/)

석유산업 환경변화에 따른 정유업계 대응 전략

대한석유협회 정동창 부회장

前 산업통산자원부
지역경제정책관

석유는 우리나라 최종에너지 소비의 50%를 담당하고 있으며, 국내 정유업계는 세계 최고의 가격경쟁력을 보유하여 OECD 23개국 중 가장 안정적이고 저렴한 석유 제품을 공급하고 있다.

또한 국내 정유업계는 매출의 약 60%를 수출, 우리나라 3대 수출 품목이자 전세계 시장점유율 5.5%, 세계 6위의 석유제품 수출 경쟁력을 보유하고 있다. 그러나 최근 심화되는 글로벌 경쟁으로 인한 수출경쟁력 약화와 탄소중립 확산에 따른 석유수요 감소는 정유산업의 위기 뿐만 아니라, 에너지 안보에도 위협이 될 수 있다.

에너지 안보와 수출 유지, 탄소 중립을 동시에 이루어 내기 위해서는 기업의 신성장 동력 확보를 위한 대규모 투자 환경이 조성되어야 한다. 친환경 원료 활용, 친환경 연료 생산 등 신사업 추진을 위한 세제 지원, 사업 전환을 위한 금융/정재 지원이 필요하다.

블루수소
– 생산 방식과 이산화탄소 배출량에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 구분하며, 블로수소는 천연가스 화학반응을 이용하지만 이산화탄소를 배출하지 않고 따로 모으는 방식을 거쳐 생산하는 방식을 가리키며, 그린수소는 물(H2O)을 전기분해해서 얻는 수소로서 가장 친환경적이지만 생산에 사용되는 재생에너지 비용이 높아 대량생산이 어려운 것이 현실입니다.

국내 정유산업의 역할 및 미래전략

단국대학교 조홍종 교수

現 산업통상자원부
에너지위원회 위원

석유는 현재 전세계적으로 가장 많이 사용되는 에너지원이다. 석유가 보급되면서 이동수단의 가격변동성이 낮아짐으로써 세계화와 무역증가가 일어나고 인플레이션이 완화되었다. 글로벌 최종에너지의 소비 구성을 보면 열에너지 51%, 수송 32%, 전력 17%인데, 청정에너지의 전환은 열에너지, 수송분야의 전기화가 필요한데, 이에 따른 에너지 가격의 상승, 인플레이션이 예상된다.

탄소중립 이슈로 화석연료에 대한 투자는 급감하고 있으나, 수요는 여전히 증가하고 있고 이로 인해 석유제품의 수급 불안과 가격 상승이 지속되고 있다.

국내 정유산업은 원유의 60%를 재수출 하는 등 우리나라 수출 주력 산업이며, 국내 가격 안정에도 기여하고 있다. 전후방 산업에 큰 기여를 할 뿐 아니라 우리 생활 전반에 석유화학 제품이 사용되고 있다. 석유는 에너지 안보 측면에서도 중요한 자원이다. 석유 산업의 미래 전략은 에너지안보와 산업경쟁력 유지라는 관점에서 탄소중립 기술 투자에 대한 정책적 지원을 통해 산업 경쟁력을 유지해야 한다.

신 재생에너지의 시대, 정유업계가 나아갈 방향은?

CCS(Carbon Capture and Storage) 현황 및 전망
: CCS에 대한 팩트 체크와 CCS를 통한 Lower Carbon Refinery으로의 전환

CCS의 현실화, 아직 멀었다?

CCS는 포집, 액화, 운송, 저장의 과정으로 진행된다. 이중 포집, 액화 단계의 비용이 전체의 70%를 차지하는데, 배출되는 이산화탄소의 농도가 높아질수록 포집이 용이하고 비용이 줄어든다. 국내에서 쉽게 포집할 수 있는 고농도의 이산화탄소는 약1,000만 톤으로 이를 대상으로 가능할 것으로 전망한다.

CCUS
– CCUS는 이산화탄소를 포집하고 저장하는 ‘CCS(Carbon Capture, Storage)’와 이산화탄소를 포집, 활용하는 ‘CCU(Carbon Capture, Utilization)’ 두 기술이 합쳐진 것을 의미하는 것으로 대기 중에 방출되는 이산화탄소를 모으고, 저장하고, 활용하는 기술이라 볼 수 있습니다.

해외에서 개발하는 CCS를 활용하는게 좋다?

해외에서는 약 30여개의 CCS에서 매년 약 4천만 톤의 이산화탄소를 저장하고 있다. 해외 개발된 사이트를 활용하면 비용이나 기술 측면의 장점도 있다. 그러나 이산화탄소의 해외 이동에는 국제적 규제와 비용 분담 이슈 등이 따르므로, 초기 개발에 투자가 필요하지만 개발 이후 효과적인 처리와 저장을 고려해서 해외의 저장 기회와 국내개발을 동시에 추진하는 것이 필요하다.

CCS는 고갈된 유전과 가스전에만 가능하다?

CO2는 고갈된 유전, 가스전 뿐만 아니라 대염수층(Saline Aquifer)에도 저장할 수 있다. 대염수층에 대한 지질학적 데이터를 확보하기 위한 비용이 필요하지만, 개발이 되면 고갈된 기존 유, 가스전 대비 대량으로 저장이 가능할 것이다. 우리나라 해저에도 CCS에 적합한 대염수층이 있는 것으로 보여 개발이 필요하다.

CCS는 초기부터 국산화가 필요하다?

CCS는 공급망이 다양하고, 초기 인프라 투자 비용이 높고, 국가간 수요와 공급의 차이가 있기 때문에 한 국가가 모두 하기는 어렵다. 해외 선도사들과의 협업이 반드시 필요하다.

저탄소 제조업으로의 전환

한국은 GDP 대비 제조업 비중이 OECD 국가중 2위이고, 수출에서 차지하는 정유,석유화학, 철강이 25%가 넘는다. 국가 경쟁력 차원에서 제조업을 축소하거나 다른 산업으로 전환하는 것이 현실적이지 못하다. 따라서 ‘Lower Carbon(저탄소) 제조업’으로의 전환이 필수적이다. 산업경쟁력 유지를 위해 에너지 효율화, LCFFES(Lower Carbon Fuels, Feedstocks, Energy Sources), CCS 를 통해 Lower Carbon Intensity 제조업으로 전환해야 한다. 특히 CCU의 활성화를 위해서는 국내 개발과 동시에 해외 협업의 필요성, 국가 산단 중심의 CCS 포집 Hub 구축, CCS 지원제도 마련 등 정부의 지원이 필요하다.

GS칼텍스 또한 Lower Carbon Refinery를 목표로, 현재 대비 약 70%의 탄소 배출을 줄이는 정유 제품을 생산하기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

저탄소 정유사업으로의 전환를 준비하는 GS칼텍스

GS칼텍스는 탄소중립, 에너지전환 대응 등 미래 환경 변화에 대응하고자 근원적인 혁신, Deep Transformation(딥 트랜스포메이션)을 추진하고 있습니다. 특히, 기존 사업의 탄소 감축과 수소 및 CCUS, 화이트 바이오, 폐플라스틱 순환경제 등 저탄소 신사업을 본격화하는 Green Transformation(그린 트랜스포메이션)에 집중, Lower Carbon Refinery를 향해 나아가고 있습니다. 더 나은 내일을 향한 GS칼텍스의 Deep Transformation! 앞으로도 지켜봐 주세요.

폐플라스틱 기술
– 폐플라스틱의 재활용 기술은 크게 ‘물질 재활용 기술’, ‘화학적 재활용 기술’, ‘열적 재활용 기술’로 구분될수 있으며, 물질 재활용은 폐플라스틱을 물리적으로 가공해 다시 플라스틱을 생산하는 방식, 화학적 재활용은 탄화수소 등의 성분으로 분해하여 다시 재활용하는 방법재으로 활용이 어려운 복합 재질의 플라스틱을 분해하여 원료를 추출하고 이를 통해 폐기물의 양을 줄이는 기술입니다. 열적 재활용 기술은 일반 생활 폐기물과 산업 폐기물에서 가연물을 선별해 제조하는 신재생 에너지의 하나로 높은 발열량을 활용한 연료화에 초점을 둔 재활용 기술입니다.

화이트 바이오
– 옥수수・콩・목재류 등 재생 가능한 식물 자원을 원료로 화학제품 또는 바이오연료 등을 생산하는 기술로서, 바이오에너지와 석유기반 화학제품을 대체할 수 있는 친환경 제품을 생산하는 바이오기술 분야를 뜻합니다. 식물 등 재생가능한 자원이나 미생물・효소 등을 활용해 제품이나 연료 등을 생산하는 기술로 바이오플라스틱・바이오에탄올, 2,3-부탄다이올 등이 포함됩니다.

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