세계와 한국의 화석 연료 의존도

인류 역사의 대부분에서 선조들은 인간의 근육, 동물의 근육, 그리고 나무나 농작물과 같은 바이오매스의 연소와 같은 매우 기본적인 형태의 에너지에 의존했다. 그러나 산업혁명은 완전히 새로운 에너지 자원인 화석연료를 찾아냈다. 화석 에너지는 뒤이은 기술, 사회, 경제 및 개발 진보의 근본적인 원동력이었다.

화석 연료(석탄, 석유, 가스)는 지구 에너지 시스템에서 지배적인 역할을 하고 있으며, 계속하고 있다. 하지만 그것들은 몇 가지 부정적인 영향도 동반한다. 연소할 때, 그들은 이산화탄소를 발생시키고 지구 기후 변화의 가장 큰 원인이다. 그들은 또한 매년 수백만 명의 조기 사망과 관련이 있는 것으로 추정되는 지역 대기 오염의 주요 원인이기도 하다.

재생 에너지와 원자력 같은 저탄소 에너지원이 쉽게 이용 가능해짐에 따라 세계는 화석 연료에서 벗어나 빠르게 전환할 필요가 있다.

세계와 한국의 화석 연료 소비

세계 화석 연료 소비: 1950년 이후 8배 증가

에너지를 위한 화석연료의 연소는 산업혁명이 시작될 즈음에 시작되었다. 그러나 화석연료 소비량은 지난 몇 세기 동안 크게 달라졌다.

화석 연료 소비는 지난 반세기 동안 많이 증가했으며, 1950년 이후 약 8배, 1980년 이후 약 2배 증가했다. 연료의 종류는 초기에 석탄 사용에 제한됐지만, 석유 그리고 가스가 추가되었다. 오늘날, 세계의 많은 지역에서 석탄 소비량은 감소하지만, 석유와 가스는 빠르게 성장하고 있다. 1890년 세계 화석 연료의 96.93%를 차지하던 석탄의 비중은 2019년 32.06%로 급속히 줄어들었고, 2.24%에 불과하던 석유 39.21%로 급성장했다. 가스도 같은 기간 0.83%에서 28.73%로 빠르게 증가했다.

중국 세계에서 가장 높은 화석 연료 소비 국가, 한국 화석 연료 소비 증가율 세계 6위

아래 지도가 보여주듯 2019년 현재 세계에서 화석 연료 소비가 가장 높은 나라는 중국이며, 미국, 인디아, 러시아, 일본이 그 뒤를 잇고 있다. 이 소비량은 절대량으로 1인당 소비량과는 다르다.

한국의 화석 연료 소비량은 1965년 73테라와트시(TWh)에서 2019년 2,988TWh로 2,915TWh가 증가했으며, 상대적 비율로 보면 4,000% 이상 증가했다. 성장 비율로 보면 이 기간에 세계에서 6번째로 높은 성장률이다.

화석 연료 소비 증가율 순위 (1965~2019). 출처: BP Statistical Review of World Energy

중동 국가 제외시 한국 1인당 화석 소비 세계 5위

중동 산유국을 제외하면 세계에서 일 인당 화석 연료 소비량이 가장 높은 나라는 룩셈부르크, 캐나다, 미국, 오스트레일리아, 한국 순이다. 중국은 전체 소비량에서는 세계 1위지만 일 인당 소비는 세계 40위권 밖이다. 한국은 1965년 1인당 화석 연료 소비량이 2,516MWh에서 2019년 58,323MWh로 양적으로는 55,806MWh만큼 늘어났으며, 증가율 2,218%로 방글라데시, 아랍에미리트연합, 태국에 이에 4번째로 높다.

화석 연료별 소비: 온실가스, 대기오염, 호흡 질환의 주범인 석탄 사용 비중 여전히 30% 이상

2019년 현재 화석 연료별 소비는 1965년과 비교하면 석탄은 172%, 석유는 196%, 가스는 523% 증가했다. 화석 연료 중 석탄과 석유, 가스가 차지하는 비율은 각각 39.8%, 44.6%, 15.54%에서 2019년 32.06%, 39.21%, 28.73%로 변화했다. 석탄은 여전히 중요한 화석 연료다. 하지만 석탄은 에너지 단위 당 석유나 가스보다 이산화탄소 배출량이 더 높고, 더 높은 대기오염을 발생시킨다. 석탄의 환경과 인체에 대한 유해성은 석유와 가스 그리고 다른 재생 에너지원과 비교하면 더욱 극명하게 드러난다. 마칸디아와 윌킨슨(Anil Markandya & Paul Wilkinson) 그리고 소바쿨(Benjamin Sovacool) 등의 연구에 따르면, 1GWh로 측정했을 때 석탄은 820t, 석유는 720t, 천연가스는 490t의 온실가스를 배출한다. 태양열이 1GWh당 4t의 온실가스를 배출하는 것과 비교하면 석탄은 그 205배의 온실가스를 배출한다. 1TWh 당 사망자 수를 추정했을 때 석탄은 24.6명, 석유는 18.4명, 천연가스는 2.8명이다. 태양열의 1TWh 생산당 사망자 수는 0.02명이다.

한국의 화석 연료별 소비는 1965년 석탄, 석유, 가스가 각각 58TWh, 석유는 15TWh, 가스는 0Twh에서 2019년 각각 955TWh, 1,473TWh, 560TWh로 증가했다. 석유 소비는 무려 9,642% 급증했다. 석탄이 한국 화석 연료 소비 중에서 차지하는 비율은 1965년 79.2%에서 2019년 현재 31.95%로 대폭 감소했고, 석유의 비중은 20.8%에서 49.32%로 증가했다.

한국의 1인당 화석 연료 사용. 출처: BP Statistical Review of World Energy

화석 연료의 에너지 믹스와 전력 믹스 비율

화석 연료가 일차 에너지에서 차지하는 비율 84%

화석 연료가 1차 에너지에서 차지하는 비율은 얼마나 될까? 2019년에는 전 세계 1차 에너지의 약 84%가 석탄, 석유, 가스에서 나왔다. 1965년 화석 연료의 1차 에너지에서 차지하는 비율은 93.77%였으니, 화석 연료의 비율은 10% 정도 감소했다. 여기서 에너지는 전기, 운송 및 난방을 포함한 모든 에너지 사용의 합인 에너지 소비를 나타낸다. 흔히 많은 사람은 에너지와 전기가 같은 의미라고 생각하지만, 전기는 총 에너지 소비의 한 요소일 뿐이다.

위의 차트를 보면 아이슬란드의 경우 화석연료가 1차 에너지에서 차지하는 비율은 2019년 현재 20.59%로 세계에서 가장 낮다. 스웨덴과 프랑스가 그 뒤를 잇고 있으며, 화석 연료의 1차 에너지 점유율이 각각 31.11%와 51.48%이다. 한국의 경우 1965년 1차 에너지에서 화석 연료의 점유율은 97.36%였고, 2019년에는 86.94%로 11% 감소했다. 하지만 여전히 화석 연료 의존 비중이 높은 편이다.

화석 연료, 전력 생산의 61% 차지

전기는 총 에너지 소비량의 한 구성 요소이며, 나머지 두 구성 요소는 운송 및 난방이다. 전 세계적으로 화석 연료가 전기 생산에서 차지하는 비율은 전체 에너지 시스템에서의 비율보다 훨씬 적다. 2020년에 전기의 약 61%가 화석 연료에서 나왔다. 2020년 현재 스웨덴은 전력 생산의 오직 2.2%만이 화석 연료에 의존하고 있다. 한국에서 전력 생산의 화석 연료 의존 비율은 1965년 67.44%에서 2020년 65.78%로 거의 차이가 없다. 아래서 살펴보겠지만 석유가 전력 생산에서 차지하는 비중이 매우 적으며, 대부분은 석탄과 가스에서 나온다.

석탄 소비와 1차 에너지 및 전력 생산 점유율

한국, 석탄 소비량 증가 세계 5위

나라별 석탄 소비는 중국이 2019년 현재 22,687TWh로 압도적인 1위다. 중국은 1965년에 1,331TWh에서 2019년 22,687 TWh로 약 1,605% 증가했다. 한국의 석탄 소비는 1965년 58TWh에서 2019년 955TWh로 1,557% 증가했으며, 절대 변화로 보면 897TWh가 증가해 세계에서 5번째로 높은 증가율을 보였다.

석탄 소비량 증가 순위(절대 변화). 출처: BP Statistical Review of World Energy

석탄의 1차 에너지 및 전기 생산 비율: 한국 전력 생산 1/3 여전히 석탄에 의존

렐리벨드 등(Jos Lelieveld et al., 2019)의 연구에 따르면 매년 880만 명의 사망자가 대기 오염과 관련이 있다고 추정했으며, 그중 560 만 명은 인간 대기 오염원에서 발생했다. 이 연구에 따르면 이 560만 명 사망자 가운데 64%인 360만 명이 화석연료로 인한 사망했다. 렐리벨드 등(Jos Lelieveld et al., 2019)의 연구에 따르면 매년 880만 명의 사망자가 대기 오염과 관련이 있다고 추정했으며, 그 중 560만 명은 인간 대기 오염원에서 발생했다. 이 연구에 따르면 이 560만 명 사망자 가운데 64%인 360만 명이 화석연료로 인한 사망했다. 이 가운데 약 40%가 석탄에 의한 오염으로 발생한다. 또한 석탄은 화석 연료와 저 탄소 재생 에너지들의 온실가스 생산의 약 36~38%를 차지하고 있다. 석탄이 1차 에너지에서 차지하는 비율은 1965~2019년 사이 37.2%에서 27.04%로 약 10%가량 감소했다. 한국의 경우 그 비율은 77.11%에서 27.78%로 약 50%가량 감소했다. 이러한 감소 원인은 그래프의 시점을 살펴보면 수력과 원자력과 같은 저탄소 에너지원의 증가와 관련되어 있다.

한국의 전력 생산은 여전히 석탄에 1/3 이상을 의존하고 있다. 2019년 현재 한국 전력 생산의 35.75%는 여전히 석탄으로부터 나온다, 1985년과 비교할 때 그 비중은 3.76% 감소에 그쳤다.

석유 소비와 1차 에너지 점유율: 한국, 석유 소비 증가율 세계 5위

석유는 현재 인류의 가장 큰 에너지 원이다. 석탄과 달리 석유는 전기 생산보다는 주소 운송수단에 소비된다. 세계에서 석유를 가장 많이 소비하는 국가는 미국이다. 미국의 석유 소비는 1965년 6,581TWh에서 10,274TWh로 56% 증가했다. 그다음은 중국으로 2019년 현재 7,752 TWh를 소비해 1965년과 비교해 5,906% 증가했다. 한국은 1965년 석유 소비가 15TWh에 불과했지만 2019년 1,473TWh로 증가했다. 한국의 석유 소비 증가율은 9,642% 전 세계 3위지만, 중동국가를 제외하면 실질적인 1위이다.

석유 소비량 증가 순위(상대 변화). 출처: BP Statistical Review of World Energy

아래 도표에서 보듯, 1965~2019년 사이 한국의 석유의 1차 에너지 점유율은 112%로 세계에서 5번째로 높은 증가율을 보였다. 1965년 20.25%였던 석유의 점유율은 2019년 42.88%로 두 배 이상 증가했다.

석유의 1차 에너지 증가율 상대적 변화 순위(%). 출처: BP Statistical Review of World Energy

가스 소비와 1차 에너지 및 전기 생산 점유율

가스의 소비량은 석탄과 석유에 미치지 못하지만, 급속히 증가하고 있다. 특히 가스는 에너지 믹스에서 석탄을 대체하고 있다. 가스는 전기 생산과 난방에서 중요한 에너지 원이다. 석유와 마찬가지로 세계에서 가장 가스를 많이 소비하는 국가는 미국이다. 러시아는 높은 가스 생산으로 미국 다음으로 가스를 많이 소비하는 국가다. 한국의 가스 소비는 2019년 현재 560TWh이다.

가스의 1차 에너지 점유율에서 상위권을 차지하는 국가들은 트리니다드토바고, 우즈베키스탄, 러시아 같은 천연가스 생산국들이다. 한국에서 가스의 1차 에너지 점유율은 1986년 0.10%에서 급속히 증가해 2019년 현재 16.29%로 급증했다.

가스는 현재 전 세계적으로 두 번째로 큰 전력 생산원이다. 전기 믹스에서 석탄을 대체하기 때문에 많은 나라에서 가스의 기여도가 빠르게 증가하고 있다. 기후 측면에서 보면 가스가 일반적으로 에너지 단위당 더 적은 이산화탄소를 배출하기 때문에 석탄에서 가스로의 전환은 저탄소 재생에너지로의 전환만큼 극적이지는 않아도 긍정적이라 할 수 있다. 전기 생산에서 가스가 차지하는 비중은 한국에서 1985년 이후 급속히 증가했다. 1985년 0.09%에 불과했던 가스의 전기 생산 비율은 2019년 26.57%로 급증했다. 증가율로 보면 28,716%로 세계에서 가장 높은 비율이다.

가스의 전기 생산 증가율 상대적 변화 순위(%). 출처: BP Statistical Review of World Energy