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연구보고서

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허예진

  • 중국의 수소에너지 산업지원정책과 한중협력방안

    탄소중립사회로의 전환이라는 시대적 배경 하에 수소는 수송, 산업, 발전, 건물 등 탄소 다배출 부문의 탈탄소화를 위해 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 2021년 말 기준 일본, 한국, 호주, 캐나다, 칠레, 체코, 프랑스, 독일, 헝가리, 네덜란드..

    이상림 외 발간일 2022.12.30

    에너지산업, 환경정책

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    목차
    ❙국문요약

    ❙제1장  서론
    1. 연구의 필요성 및 목적
    2. 선행연구 검토
    3. 연구방법 및 기대효과
    ❙제2장  중국 수소에너지 산업 지원 정책
    1. 중앙정부 수소에너지 산업 지원 정책
    2. 지방정부 수소에너지 산업 지원 정책
    3. 소결

    ❙제3장  중국 수소에너지 산업 현황 및 전망
    1. 수소에너지 산업 개요
    2. 수소에너지 공급 부문
    3. 수소에너지 수요 부문

    ❙제4장  한·중 수소에너지 협력 방안
    1. 한·중 수소에너지 협력 가능성 검토
    2. 한·중 수소에너지 협력 전략
    3. 소결

    ❙제5장  요약 및 결론
    1. 요약
    2. 정책적 제언
    ❙참고문헌

    ❙부 록


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    국문요약
    탄소중립사회로의 전환이라는 시대적 배경 하에 수소는 수송, 산업, 발전, 건물 등 탄소 다배출 부문의 탈탄소화를 위해 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 2021년 말 기준 일본, 한국, 호주, 캐나다, 칠레, 체코, 프랑스, 독일, 헝가리, 네덜란드, 노르웨이, 포르투갈, 러시아, 스페인, 폴란드, 영국, 콜롬비아, 핀란드, 벨기에 등 30개 이상 국가가 수소산업 발전 관련 추진전략을 발표하였다. 전 세계 수소 수급 현황을 보면, 수소 공급량은 2020년에 약 9,000만 톤(90MtH₂)으로, 이 중 79%는 수소 제조 공장에서 화석연료 개질을 통해 생산되었고 나머지 21%는 부생수소(byproduct hydrogen) 형태로 생산되었다. 화석연료 개질수소 가운데 천연가스 기반 수소 생산량은 전 세계 수소 생산량의 약 60%이며 석탄 기반 수소 생산량은 약 19%로 중국이 주요 생산국이다. 그러나 청정수소(블루수소 및 그린수소) 생산량은 미미한 상황으로 캐나다와 미국은 전 세계 블루수소(CCUS와 연계한 화석연료 개질수소) 설비용량의 약 80%, 유럽은 전 세계 전해조 설비용량의 약 40%를 차지하고 있다. 수소 소비량은 2020년 기준 약 9,000만 톤(90MtH₂)으로, 정제 부문에서 원료나 에너지원으로 4,000만 톤(40MtH₂), 화학제품(암모니아, 메탄올 등) 생산 부문에서 4,500만 톤(45MtH₂), 철강 제조 공정에서 500만 톤(5MtH₂)이 소비되었다. 정제 부문에서는 유황 등 불순물을 제거하거나 중질유를 경질유로 변환시키기 위한 용도로 수소를 사용하고 있으며 산업 부문에서는 암모니아 생산, 메탄올 생산, 철강 제조 공정 등에서 수소를 사용하고 있다. 수송 부문의 수소 사용량은 2만 톤(20 ktH₂) 이하(전체 수소 수요의 0.02%)로 미미한 수준이다.

    이와 같이 현재 수소는 정제와 산업 부문에서 주로 소비되고 있으나, 친환경 에너지원으로 사용되는 비중은 미미하다. 2020년 기준 전 세계 최종 에너지 소비에서 수소 및 수소 기반 연료 비중은 0.1% 이하로 파악된다. DNV(2022)는 2050 탄소중립 달성을 위해서 수소가 2050년 세계 에너지 소비의 약 15%가량을 차지해야 하지만 현재 발전 추세대로 라면 약 5% 가량을 차지할 것으로 다소 보수적으로 전망하며, 수소산업 발전을 위한 정부의 강력한 정책 추진 의지를 강조하고 있다. 정부 주도로 수소산업 발전을 추진 중인 국가 중, 중국은 현재 전 세계에서 수소를 가장 많이 소비하고 있으며, 최근 중국내 중앙정부 차원에서 처음으로 수소산업 관련 정책을 발표하여 주목받고 있다. 중국의 수소 수요는 2020년 기준 약 2,500만 톤으로 세계 최대 소비국(전 세계 수소 소비량의 28%)이며 주로 석유 정제(900만 톤) 및 화학(1,650만 톤) 부문에서 소비되었다. 그러나 에너지원으로의 수소 소비량은 미미한 수준이다. 중국의 수소 공급은 주로 석탄(60%) 및 천연가스(25%) 등 화석연료 기반 개질수소이며 나머지는 석유 정제 및 화학 부문(주로 암모니아나 메탄올 생산 과정)에서 생산되는 부생수소(15%)이다. 그러나 재생에너지 기반 수소(그린수소) 생산량은 미미한 수준이다. 중국은 2021년 3월 발표된 14차 5개년 규획(2021~2025년)에서는 최초로 수소를 주요 에너지원의 하나로 포함시켰으며, 2022년 3월에는 중앙정부 차원으로는 최초로 국가발전개혁위원회(NDRC)와 국가에너지국(NEA)이 ‘중장기 수소에너지계획(2021~2035년)’을 발표하였다. ‘중장기 수소에너지계획’에서 중국은 세계 1위의 재생에너지 설비용량 국가로서 높은 저탄소 청정수소 공급 잠재력을 보유하고 수소에너지 산업도 긍정적인 발전 양상을 보이고 있으나, 종합적으로 볼 때 자국의 수소에너지 산업이 발전 초기단계라고 평가하며, 2025년까지 연료전지차 5만 대 보급, 연간 그린수소 10~20만 톤 생산, 이산화탄소 배출량 연간 100~200만 톤 감축이라는 구체적인 수치를 제시하였다. 또한 2025년까지 전주기 기술을 개발하고, 2030년까지 비교적 완비된 수소에너지 산업 기술 혁신 시스템과 그린수소 생산 및 공급 시스템을 갖추며, 2035년까지는 운송, 에너지 저장, 산업 전반에서 수소를 활용하는 시스템 구축을 목표로 하고 있다. BNEF(2022a)는 NDRC의 그린수소 공급 목표량을 달성하기 위해서 0.7~1.4GW 규모의 전해조 설비용량이 필요할 것으로 예상하고 있으며, 현재 중국에서 진행되고 있는 전해조 관련 프로젝트 규모를 고려할 때 큰 어려움 없이 달성할 것으로 보고 있다. 또한 BNEF(2022a)는 2021년 9월 수소 연료전지차 시범도시로 선정된 5개 권역의 수소 연료전지차 보급 목표가 4만 대 수준인 것을 토대로 수소 연료전지차 보급 목표 대수도 무난히 달성할 것으로 예상하고 있다.

    중국의 수소에너지 공급 부문은 전반적으로 석탄을 원료로 사용하여 수소를 생산하고 있으며 석탄 가스화를 통한 수소 생산방식이 주로 사용되고 있다. 또한 중국은 경질탄화수소(프로판 탈수소화, 에탄 분해), 클로르-알칼리 화학, 코크스 가스, 암모니아 및 메탄 합성 등 전통 석유화학산업의 기술을 바탕으로 부생수소 생산에 유리한 기반을 확보하고 있다. 중국 산업부문의 부생수소 배출 현황을 살펴보면 공급 잠재량은 약 450만 톤/년(프로판 30만 톤, 클로르-알칼리 33만 톤, 코크스 271만 톤, 암모니아 및 메탄올 118만 톤)에 달할 것으로 추정되며, 이는 2020년 기준 중국 전체 수소 소비량(약 2,500만 톤)의 약 18%이다. 중국의 화석연료 기반 그레이 수소 생산 비용(석탄개질 수소 0.9~1.9달러)은 전 세계적으로 우위를 점하고 있어 대규모 수소에너지 활용을 위한 수소 공급 여건을 어느 정도 갖춘 것으로 판단된다. 다만, 중국은 장기적으로 2060년 탄소중립 달성을 위해 그레이 수소 생산을 청정수소 생산으로 전환해야 하는 상황으로 알카라인 수전해 기술의 성숙, 전해조 제조비용 및 재생에너지 발전 비용의 하락 등을 감안할 때 향후 청정수소 생산 잠재력이 높은 것으로 판단된다. IEA(2021)는 중국이 유럽 다음으로 주요한 전해조 제조국가로서 규모의 경제, 자동화, 학습을 통한 기술 향상, 공급자 간 경쟁 등을 통해 전해조 가격을 점차 낮추어 전해조 설비용량을 현재 100MW 이하에서 2030년 25GW, 2060년 750GW까지 확대하여 전 세계 전해조 설비규모의 약 40%를 차지할 것으로 전망하고 있다. 또한 CCUS와 연계한 화석연료 개질 수소는 수전해 수소 대비 생산비용은 낮으나 CO2를 포집하고 운송 인프라 구축 시간이 오래 걸리기 때문에 인프라의 영향을 덜 받고 설비를 유연하고 대량으로 설치할 수 있는 수전해 수소 생산 방식이 중국의 청정수소 주요 생산기술이 될 것으로 예상하고 있다. 

    중국의 수소에너지 수요 부문에서 현재 석유 정제 및 화학 부문에서 대부분 소비되고 있지만, 장기적으로 수송 및 산업 부문이 수요를 견인할 것으로 예상된다. 수송 부문에서 중국은 중앙정부와 지방 정부 차원에서 기술 연구 및 개발, 보조금과 같은 인센티브 제도, 충전소와 같은 인프라 확충, 연료전지차 시범 운영 사업 등을 수행하여 수송 부문에서의 수소 활용을 지원하고 있다. 현 단계에서 수소 연료전지차는 정부의 보조금과 정책 지원에 의존하여 발전하고 있지만, 향후 2~30년 내에 연료전지 기술의 발전과 규모의 경제 효과에 따라 생산단가가 하락하고 점차적으로 정책 지원에서 벗어나 시장원리에 따라 자체적으로 수요를 창출할 것으로 예상된다. 다만, 계획 단계에 있는 과제들이 어떠한 메커니즘을 통해 실현될 수 있을지 계속적인 모니터링이 필요할 것으로 보인다. 2021년 기준 중국의 수소 연료전지차 보급 대수는 7,600대(수소 버스 6,000대, 수소 트럭 1,600대)이며 중앙정부 차원에서 수소 연료전지차 보급 확대를 위해 5개 시범 도시를 선정하여 2025년까지 약 40,000대까지 확대할 것을 목표로 하고 있으며 이와 관련 5개 시범 도시에 4년 간 2억 5천만 달러 규모의 자금을 지원할 계획이다. 다만 수소 연료전지차 보급과 관련하여 가장 큰 걸림돌이 되는 것은 수소 충전소의 부족인데, 현재 중국의 수소 충전소 수는 269개로 전기차 충전소 1,003,000개와 비교할 때 매우 적은 편이다. 산업부문에서 대규모 수소 이용은 중국의 현실적인 선택이고 동 부문에 대한 심층 탈탄소화(deep decarbonization)를 확대할 것으로 보인다. 중국은 세계에서 가장 큰 철강, 시멘트, 합성 암모니아 생산국으로 각 산업 생산 공정에서 고급 열에너지가 필요하므로 심층 탈탄소화 실현을 위한 혁신적인 기술 개발이 필요하다. 특히 철강산업의 수소 제강 혁신은 탈탄소화와 더불어 여러 이해관계자에게 이득과 기회를 제공할 가능성이 있다. 이를 위해서 그린 수소 공급과 그린 수소 인프라 구축이 필수적이고 철강산업의 전면적인 재배치가 불가피할 것으로 예상되므로 향후 새롭게 구축될 중국의 철강산업 생태계, 가치사슬, 공급망 등을 주의 깊게 살펴볼 필요가 있다. 중국의 발전 및 난방 부문에서의 수소 활용은 아직 기술이 성숙하지 않은 연구 개발 단계이거나 시범사업 단계로 수소 에너지를 이용한 발전 사례와 연료전지 열병합발전 시스템 사업의 경우 높은 발전 원가로 인해 아직 널리 사용되고 있지 못한 것으로 파악된다.

    중국의 산업정책, 산업 현황, 기술 동향 등을 종합적으로 살펴볼 때, 중국은 수소 에너지 ‘생산-저장-운송-충전-활용’ 부문에서 기본적인 산업 밸류체인을 갖추고 있다고 판단된다. 중국은 완비된 중화학 산업 밸류체인을 기반으로 수소 생산량과 생산비용 면에서 우위를 점하여 대규모 수소에너지 활용을 위한 수소 공급 조건과 시장을 어느 정도 갖추고 있고, 수소 연료전지 및 수소 연료전지차 보급을 확대하고 핵심 기술 개발을 위해 글로벌 기업과 협력을 추진하는 등 수소에너지 산업육성을 적극적으로 추진하고 있다는 점에서 시장 잠재력이 크다. 이렇듯 중국은 정부의 적극적인 지원하에 청정 수소 최대 수요국이자 생산국이 되고, 세계 최대 규모의 수소 연료전지차 시장으로 성장할 가능성이 높기 때문에 한·중 양국은 상호 비교우위가 높은 분야에서의 기술협력을 통해 수소에너지 전 분야에 걸쳐 핵심 기술 개발 및 고도화를 꾀하고 중국 내 한국 수소 연료전지차 시장 점유율을 확보하여 중국 시장 진출 기회를 확대할 수 있을 것이다. 이와 관련하여 한·중 양국의 중점협력 가능분야는 첫째, 수소 연료전지차 개발 분야, 둘째, 수소에너지 건물 분야, 셋째, 그린수소 생산 분야, 마지막으로 국제규범 마련을 위한 국제협력 분야이다. 수소 연료전지차 개발 분야에서 한국은 연료전지차의 생산기술과 응용, 관련 기업의 국제협력과 투자에서 우위를 점하고 있다. 양국은 연료전지차 분야 협력을 강화하고 수소에너지 개발에서 각자의 강점을 최대한 발휘하여 산업기술의 연구개발 및 혁신을 공동으로 추진하고 관련 국제 기업과의 협력, 교류 및 투자를 강화하여 양국 연료전지차 산업의 발전을 촉진할 필요가 있다. 단, 양국 내 수소 산업에 적용되는 법·제도에 관해서는 논의가 필요할 것으로 보이는데, 중국 내 수소 산업 생태계 전반에 대한 기술 표준 및 인증, 안전 관리 규정 등이 한국 기업의 중국시장 진출에 걸림돌이 되지 않도록 사전에 양국이 수소 관련 기술 및 제품에 대한 표준과 기준 마련에 대한 조율이 이루어져야 할 것이다. 수소에너지 건물 분야에서 중국은 에너지 절약 및 효율 향상 분야에서 거대한 시장을 보유하고 있으며 이 분야는 한·중 양국의 전통적인 협력 분야이다. 특히, 중국과 한국은 제로 에너지 건축물/넷 제로 에너지 빌딩의 기술 개발 및 실증 추진, 청정 난방 등 분야에서 중점적으로 협력할 수 있다. 또한 중국의 중앙정부와 지방정부 차원에서 건물용 연료전지 보급에 대한 적극적인 정책 지원을 수행한다면 한국 업체들이 중국 기업과의 협력을 통해 중국형 건물용 수소연료전지 연구개발, 생산, 판매 등의 활동을 확대할 수 있을 것으로 예상된다. 그린수소 생산 분야에서 수전해 기반의 그린수소 생산은 양국 모두 실증 연구 단계에 있어 대규모 그린수소 생산 프로젝트 발굴을 통한 안정적인 수소 공급 시스템 개발이 필수적이다. 안정적인 그린수소 공급 기반 확충을 위해서는 저비용 재생에너지 전력 공급이 필수적인데, 한국은 재생에너지 발전여건이 좋지 않고 그린수소 생산을 위한 재생에너지 전력비용이 따로 책정되어 있지 않아서 그린수소 생산 기술 개발 및 상용화 프로젝트 추진에 어려움이 있다. 반면 중국은 광대한 영토의 이점을 활용하여 풍력, 태양광, 수력, 바이오매스 등 다양한 신재생에너지 전원을 확대하고 있으며, 이미 매년 약 1천억 kwh의 잉여전력이 발생한다는 점에서 그린수소 생산 여건이 좋은 국가로 평가받고 있다. 중국과 한국은 태양광 기반 수전해 수소생산, 해상 풍력 기반 수소 생산 등 그린수소 생산 분야에서 기술협력과 연구교류를 강화하여 수소에너지 산업 밸류체인에서 각자의 강점을 발휘하고 발전을 촉진할 수 있을 것이다. 마지막으로 국제규범 부문, 한·중 양국은 글로벌 수소 경제를 위한 국제 규범 마련을 위해 협력할 필요가 있다. 중국은 2020년 12월 청정수소 인증제를 전 세계 최초로 제정한 바 있으며, 중국 수소연맹은 ‘저탄소 수소, 청정수소 및 재생에너지원 수소의 표준과 평가’를 통해 수소 분류기준을 발표하고 시행해왔다. 청정수소 인증제는 한국을 포함한 여러 국가에서 청정수소 경제를 활성화하기 위한 핵심적인 정책수단으로 여겨지고 있는데, 한국은 현재 청정수소 인증제도를 수립 중에 있으며, 청정수소 인증제에 필요한 전과정평가(Life Cycle Assessment) 방법에 대한 국제적 논의를 진행 중이다. 양국의 청정수소 인증제도 수립 과정 및 추진 경과를 공유하고 제도 도입 과정에서 공통적으로 필요한 기술적, 학술적, 정책적 이슈를 함께 논의할 필요가 있다.

    양국의 수소에너지 산업 정책과 여건을 살펴볼 때 한·중 수소에너지 협력은 민간 기업 간 기술·사업 협력을 통해 이루어지는 것이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 중국과 한국의 대표적인 민간 기업은 이미 다수의 협력 사업을 통해 수소에너지 분야 사업 경험을 축적해오고 있으므로 이러한 협력 경험을 바탕으로 지속적인 공동 연구 및 공동 사업 발굴이 가능할 것으로 생각된다. 또한, 중국 시장 진출 혹은 중국과의 공동 사업을 발굴하고자 하는 한국 기업은 중국 내 각 지방 정부와의 협력을 고려할 필요가 있다. 지방 정부가 지역의 수소에너지 산업 발전을 위해 수립한 지원 정책을 활용하여 중국 시장 진출의 기반을 만들어나갈 수 있을 것이다. 이와 더불어 지방 정부와의 협력을 통해 공동 연구나 산업 단지를 조성하는 것과 같은 대규모 협력 사업은 우리 정부가 기존의 협력 채널을 활용하여 정책적·외교적 지원을 충분히 해주어야 할 것이다. 양국 정부의 적극적인 지원을 바탕으로 한·중 수소에너지 산업 협력이 추진된다면 향후 전 세계 수소 산업에서 양국의 글로벌 경쟁력이 함께 제고될 수 있을 것이다. 다만, 현재 글로벌 공급망은 미국을 중심으로 재편되는 국면으로 경제 안보 차원에서 대중국 의존도를 낮추어야 한다는 견해도 있으므로 구체적인 협력방안에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 보인다.
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  • 세계 주요국 탄소중립 전략과 중국의 저탄소 전략의 비교 분석

       지난 2020년 9월, 세계 최대의 탄소배출국인 중국은 2030년까지 온실가스 배출 정점을 달성한 이후 2060년까지 탄소중립을 실현하겠다고 국제사회에 발표하였다. 주요 서방국가들은 오래전부터 저탄소 경제시스템을 구축하기 위해 노력..

    이성규 외 발간일 2021.12.30

    에너지산업, 환경정책 중국

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    목차
    국문요약

    제1장 서 론
    제1절 연구 필요성 및 목적
    제2절 선행연구 분석
    제3절 연구방법과 기대효과

    제2장 글로벌 2050 탄소중립 시나리오
    제1절 세계 각국의 탄소중립 선언 배경
    제2절 국제기구의 탄소중립 시나리오

    제3장  주요국의 탄소중립 전략
    제1절 미국의 탄소중립 전략
    제2절 일본의 탄소중립 전략
    제3절 EU의 탄소중립 전략
    제4절 독일의 탄소중립 전략
    제5절 프랑스의 탄소중립 전략
    제6절 영국의 탄소중립 전략

    제4장 중국 2060 탄소중립 선언과 이행 시나리오에 대한 분석
    제1절 중국의 2060 탄소중립 선언과 이행 시나리오
    제2절 중국 2060 탄소중립 이행 시나리오에 대한 분석

    제5장  중국의 탄소중립 관련 국제공조 및 대응 전략
    제1절 중국의 국제공조 전략
    제2절 서방(미국, EU)의 대중국 환경규제와 양측 간 마찰요인
    제3절 중국의 대서방 협력전략

    제6장 요약 및 결론
    제1절 요약
    제2절 정책적 제언

    참고문헌
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    국문요약
       지난 2020년 9월, 세계 최대의 탄소배출국인 중국은 2030년까지 온실가스 배출 정점을 달성한 이후 2060년까지 탄소중립을 실현하겠다고 국제사회에 발표하였다. 주요 서방국가들은 오래전부터 저탄소 경제시스템을 구축하기 위해 노력해 왔고, 2000년대 전후부터 이들 국가의 탄소배출량이 계속 감소하고 있다. 그러나 중국은 2060년 탄소중립을 실현하기 위해 조기에 탄소 다배출 설비(주로 석탄화력발전소)를 폐기해야 하고, 이로 인해 야기되는 사회경제적 비용과 부담(좌초자산, 실업, 에너지 비용 증가)을 선진국보다 더 크게 감당해야 한다. 
       그래서 본 연구는 아직까지 중국정부 차원의 공식적이며 구체적인 2060 탄소중립을 위한 추진전략과 단계별 이행 시나리오가 발표되지 않은 상황에서, 중국정부 산하의 에너지 연구기관들이 최근에 발표한 시나리오를 바탕으로 중국과 주요 선진국(미국·일본·EU·독일·프랑스·영국)들의 탄소중립 추진전략과 이행시나리오를 비교·분석하고, 중국의 탄소중립 실현 가능성을 평가했다. 또한, 본 연구는 중국의 개도국에 대한 기후변화 대응 관련 공조전략과 미국·EU의 탄소국경조정제도((Border Adjustment Mechanism: CBAM) 도입과 청정에너지 기술 개발과 관련해서 나타날 수 있는 중국과 서방국가들 간의 마찰 가능성도 분석하였다. 
       중국정부 산하 에너지 연구기관인 CNPC-ETRI와 GEIDCO의 탄소중립 시나리오는 공통적으로 탄소중립 실현을 위한 기본 추진방향을 탄소배출 감축과 지속가능한 경제발전의 통합, 시장 중심과 정부정책 주도의 통합, 단기목표와 장기계획의 통합, 그리고 전체 상황과 개별 핵심이슈의 통합 등에 두고 있다. 
       탄소중립 실현을 위한 주요 추진전략은 국제에너지기구(International Energy Agency: IEA)와 주요 선진국에서 제안하고 있는 것과 비슷하다. 즉 재생에너지 개발 및 보급 확대를 통한 전력의 무탄소화, 산업·수송·건물 부문에서 소비되는 에너지의 전력화(전기보일러, 전기로, 전기차 등), 에너지 소비 효율 제고 및 경제 주체들의 행동변화를 통한 에너지소비 감소, 산업 부문(철강, 시멘트, 석유화학 등)에서 소비되는 화석에너지를 청정에너지(수소에너지, 바이오에너지 등)로 대체, 그리고 탄소흡수능력 증대 등이 중국을 포함한 대부분의 국가들에서 탄소배출 감축을 위한 주된 방법으로 개발·실행되고 있다. 
       기후변화 대응과 관련해서 미국 바이든 행정부가 계획·추진하고 있는 정책의 가장 큰 특징은 기후변화 대응을 외교안보 및 경제정책의 최우선 과제로 삼고 있다는 점이다. 이를 위한 추진전략으로 바이든 정부는 기후변화 대응에서 국제적 주도권을 회복·확대하려 하며, 청정에너지 개발 관련 R&D 지출을 크게 증대하고, 그리고 저탄소·현대화된 인프라 확충과 이를 통한 일자리 창출, 청정에너지 보급 확대, 국제시장에서 기술우위에 근거한 경쟁력 확보 등을 도모하고 있다.
       일본은 상당히 오래전부터 에너지소비효율 개선과 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지 개발(수소에너지 등)에 중점을 두어 왔다. 또한 일본정부도 기후변화 대응을 미래 경제성장의 기회로 여기고 경제성장과 환경보호를 함께 달성하는 전략을 구사하고 있다. 특히, 해상풍력, 수소, 원자력 분야의 신기술 개발과 산업공정에서 탄소배출을 저감할 수 있는 기술 개발에 주력하고, 이들 분야에서 세계적 경쟁력을 확보하려고 한다.
       EU와 주요 유럽 국가들은 정부와 기업 차원에서 저탄소 사회 및 탄소중립 실현을 위해 오랫동안 준비해 왔다. EU와 회원국 정부는 기후변화 대응 관련 법·규정과 지원 프로그램을 활발히 마련하고 있다. 특히 유럽 국가들은 스마트 전력망 구축, 녹색금융 지원 확대, 역내국가 간 협력 강화, 그리고 청정에너지(재생에너지, 수소, BECCS) 개발 및 보급 확대에 중점을 두고 있다.
       그러나 중국과 서방 주요국의 탄소중립 추진전략은 탄소배출 정점시점, 목표시점까지 탄소배출 감축 속도, 화석에너지 이용설비 좌초자산의 처리, 그리고 탄소중립 거버넌스 등에서 차이를 보인다. 첫째, 중국의 탄소배출 정점시점은 2030년이고, 주요 선진국들의 시점은 2010년대 전후이다. 그래서 중국 전문가들은 2030년경에 탄소배출 정점에 도달한 이후에 빠르고 강도 높게 배출량을 감축해야 2060년에 탄소중립을 실현할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 둘째, 탄소중립 실현을 위해 중국은 조기에 탄소 다배출 설비를 폐기해야 하는데, 이로 인해 중국에서는 좌초자산 처리와 대량 실업문제가 선진국보다 심각하게 발생할 수 있다. 중국과 주요 아시아 국가들의 석탄화력 발전소의 평균 사용연수는 선진국보다 2배 정도 짧기 때문에 이러한 설비를 조기에 폐기하게 되면 선진국보다 더 큰 경제적 부담을 감당해야 할 것이다. 마지막으로 서방국가 정부와 전문가들은 중국의 기후변화 대응 및 탄소중립 실현을 담당하는 핵심부서가 경제 부문을 총괄하는 국가발전개혁위원회(NDRC)라는 점을 들어서 중국정부가 탄소배출 감축보다 경제성장을 더 우선시하는 것 같다고 우려한다. 
       한편, 중국 에너지연구소(ERI) 연구자들은 중국정부의 2060 탄소중립 실현을 매우 낙관적으로 전망을 했다. 그들은 낙관적 전망의 근거로 최근 빠르게 진행되는 재생에너지의 발전원가 하락 및 전력 부문에서 비중 증대, 전기차 보급의 가속화, 중국의 커다란 수소에너지 개발 잠재력, 그리고 원자력 발전 및 청정에너지 분야에서 높은 기술수준 등을 들었다. 또한 향후 청정에너지 분야에서 중국과 주요 선진국 간 기술경쟁과 관련 제품의 글로벌 시장 확보와 관련해서도 다음과 같은 근거를 들어 낙관적으로 보고 있다. 중국은 이미 재생에너지 분야에서 세계적인 기술경쟁력을 갖추고 있으며, 중국의 R&D 지출 규모가 이미 세계적인 수준이며, 청정에너지 설비 및 기술 분야에서 중국의 거대한 시장규모는 선진기업들의 중국 내 직접투자를 유인하기에 충분하며, 그리고 청정에너지 분야에서도 중국이 세계의 제조공장 역할을 하게 될 것으로 판단하고 있다. 
       기후변화 대응과 관련한 국제협력과 중국의 미국과 EU에 대한 전략을 보면, 중국은 무엇보다 다자협력의 중요성을 강조하고 있다. 또한 개도국에 대한 지원도 녹색 일대일로를 통해 강화하고 있다. EU와 미국은 탄소국경조정제도를 통해 자국의 저탄소 제품이 국제시장에서 불공정하게 취급받지 않도록 개도국의 제품에 대해 관세를 부과하여 자국 제품을 보호하면서, 다른 한편으로는 개도국의 탄소배출 감축을 유인하려고 한다. 탄소국경조정제도가 본격적으로 추진되면 생산과정에서 탄소를 많이 배출하는 중국산 제품의 對미국·EU 수출이 타격을 받게 될 것이다. 이에 대해 중국정부는 이들 제품의 국내 판매를 증대하거나 수출물량만큼 생산량을 줄이는 방안을 고려하고 있는 것으로 알려지고 있다. 
       주요 선진국과 중국의 탄소중립 실현을 위한 단계별·부문별 이행 시나리오와 추진전략을 파악하는 것은 우리나라에게 크게 3가지 측면에서 시사점을 준다. 첫째, 글로벌 탄소중립 실현과 관련하여 좀 더 긴밀해지고 중요해진 국가간 연관성과 국제협력에 있다. 이와 관련해서 국제에너지기구는 국제협력이 필요한 분야로 저탄소 기술 및 제품의 시장 창출과 규모의 경제 실현, 기술 개발·보급 확산을 위한 국제표준 수립, 저탄소·청정에너지 기술 개발 및 보급 확대와 이를 위한 충분한 금융자금 제공, 그리고 글로벌 차원의 탄소제거프로그램(Carbon Dioxide Removal) 추진 등을 제안하고 있다. 반면 국제협력이 충분히 이루어지지 않는다면 세계경제의 탄소중립 달성시점은 2050년에서 2090년으로 크게 지체되는 것으로 분석되었다. 이런 측면에서 앞으로 한국과 중국은 충분히 그리고 긴밀하게 협력 가능할 것이다.
       둘째는 각국의 탄소중립 실현 과정에서 국제 에너지 시장의 불확실성을 심화시키고, 국가 간 긴장과 마찰을 증대시킬 수 있는 새로운 에너지 안보 문제에 대한 대응에 있다. 글로벌 차원에서 기후변화 대응은 이상기온 현상으로 인한 대규모 에너지 공급중단 상황을 완화·해소시키는 데 기여할 것이다. 에너지 시스템의 청정화 및 전력화는 화석연료에 대한 일부 자원수출국(중동·러시아)에 대한 의존도를 낮추어서 에너지 안보를 개선시킬 것이다. 그리고 세계 각국이 저탄소경제로 이행하면서 과거의 석유·가스 안보보다는 앞으로 기술안보, 전력안보, 사이버안보(스마트그리드 분야), 희귀금속안보 등이 더 중요해질 것으로 예상된다. 따라서 탄소중립 및 저탄소 경제 실현과 관련된 기술협력과 안정적인 공급망 구축이 한국과 중국의 산·학·연 차원에서 좀 더 활발히 이루어질 필요가 있다.
       마지막으로 우리나라는 기후변화 대응 및 글로벌 탄소중립 실현에 있어서 국제사회에 깊은 신뢰감과 적극적인 국제협력 및 지원을 보여주기 위해 노력하고 있다. 우리나라의 주요 탄소배출 감축 수단은 기본적으로 중국을 비롯한 여러 주요 선진국과 비슷하다고 할 수 있다. 다만, 중국과 마찬가지로 우리나라도 선진국에 비해 좀 더 강도 높게 탄소배출 감축 속도를 높여야 하고, 이를 위해 탄소 다배출 설비의 조기폐기와 저탄소 설비 및 기술 도입에 커다란 경제적 부담을 감내해야 하는 상황에 놓여 있다. 그래서 탄소중립 달성 과정에서 필연적으로 나타날 수밖에 없는 글로벌 에너지 시장의 불안정 문제와 아직 개발 및 실증 단계에 있는 저탄소 핵심기술의 조기 개발 및 보급 확대 등을 위한 국제사회의 긴밀한 협력이 무엇보다 중요하며, 이 부분에서 한국과 중국은 선도적인 역할을 할 수 있을 것이다. 그리고 중국이 글로벌 에너지 시장에서 차지하는 비중이 매우 크기 때문에 탄소중립 실현 과정에서 중국 경제 및 에너지 부문의 불안정 상황은 우리나라 경제에 커다란 영향을 미칠 것이다. 이에 따라 양국은 정책·투자·연구 분야에서 정보 및 인적 교류를 계속 긴밀하게 심화·확대시켜야 할 것이다.
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  • 중국의 미세먼지 저감 에너지 정책의 시사점 연구

       본 연구는 국내에서 관측되는 미세먼지의 가장 큰 국외 유입원인 중국의 미세먼지 저감 노력을 대기오염물질 주요 발생 부문(발전·산업·수송)별 에너지 소비 측면에서 살펴보고, 한중간 비교 분석을 통해 중장기적으로 중국과의 대기..

    허예진 외 발간일 2020.12.30

    중국

    원문보기

    목차
    국문 요약

    제1장 서론 : 연구의 필요성과 목적
    제1절 연구 필요성 및 목적
    제2절 연구내용 및 방법
    제3절 기대효과

    제2장 중국의 에너지 소비 및 미세먼지 배출현황
    제1절 에너지 수급 현황과 전망
    제2절 중국의 대기오염 물질 배출 현황

    제3장 중국의 에너지 분야 문별 미세먼지 저감 대책
    제1절 미세먼지 대책의 법·제도적 체계와 주요 정책수단
    제2절 발전·산업·수송부문의 미세먼지 배출 저감 정책
    제3절 향후 미세먼지 배출 저감 에너지 정책 전망

    제4장 한·중 에너지부문별 미세먼지 대책 비교 분석
    제1절 한국의 발전·산업·수송부문의 미세먼지 배출 저감 정책
    제2절 한·중 발전·산업·수송부문 미세먼지 대책 비교 및 시사점

    제5장 요약 및 결론
    제1절 요약
    제2절 정책적 제언
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    국문요약
       본 연구는 국내에서 관측되는 미세먼지의 가장 큰 국외 유입원인 중국의 미세먼지 저감 노력을 대기오염물질 주요 발생 부문(발전·산업·수송)별 에너지 소비 측면에서 살펴보고, 한중간 비교 분석을 통해 중장기적으로 중국과의 대기환경 개선 협력에서 고려해야 할 에너지 이슈를 이해하는데 목적을 둔다. 각 장별 연구의 결과는 다음과 같다.
       제2장에서는 중국의 1차에너지 및 전력 수급 현황과 전망, 최종에너지 소비 현황과 전망을 조사하였다.
       중국은 2010년 이후 1차에너지 소비에서 석탄 비중은 전반적으로 줄어드는 추세인 반면 가스와 신재생에너지의 비중은 늘어나고 있다. 2018년 당시 1차에너지 소비에서 석탄의 비중은 62%, 천연가스 7%, 신재생에너지원과 원자력의 비중은 각각 7%와 5% 수준이었는데, 2040년에 석탄의 비중은 45%까지 줄어들고, 천연가스는 13%, 신재생에너지(바이오에너지 제외)는 9%, 원자력은 6%로 모두 증가하며 석탄의 자리를 대체할 것으로 전망된다. 전력 수급에서는 2018년 석탄을 포함한 화력발전이 약 70%, 수력 18%, 풍력 5%, 원자력 4%, 태양광 3%의 순으로 발전량 비중을 차지하였지만, 2035년을 전후해 석탄화력발전 비중이 감소하고 신재생에너지 전원 중심으로 전환될 것으로 전망된다. 한편, 중국의 최종에너지 소비는 2010~2018년간 연 평균 2.8% 증가하였으나 2018~2040년 동안은 연평균 1.2%씩 증가에 머물 것으로 전망된다. 2018년 부문별 최종에너지 소비는 산업부문이 48.7%, 수송부문이 15.9%, 건물부문이 24.5%의 비중을 차지하였다.
       중국의 대기환경은 2018~2019년 연속 전년도에 비해 대기질 지수가 소폭 향상되었고 대기오염물질 중에서는 PM2.5가 배출량의 상당부분을 차지하였다. 지역별로 2019년 기준 징진지 및 주변지역과 펀웨이 평원은 대기질이 향상된 반면 장강 삼각주의 개선 상황은 상대적으로 미미하였다. 오염물질별로는 2011~2017년 간 SO2와 NOx가 각각 68.6%, 25.7% 감소하였으나 미세먼지는 1,278만 톤에서 1,684만 톤으로 증가하였다.
       제3장에서는 중국의 대기오염 저감 관련 주요 법·제도적 체계와 정책 수단을 살펴보고 중국 발전·산업·수송부문의 에너지 소비와 관련된 배출 저감 정책을 분석한 후 14.5규획 기간 정책 방향을 전망하였다.
       중국은 「환경보호법」, 「대기오염방지법」, 「에너지 절약법」을 제정해 오염물 배출 관리 강화와 에너지 소비 효율 개선을 위한 법적 근거를 마련하였다. 또한, 환경부문에서 「대기오염방지 행동계획」과 「푸른 하늘 수호를 위한 3개년 행동계획」을 발표해 대기오염 저감 중기계획을 밝힌 한편 「에너지발전전략 행동계획」. 「에너지발전 제13.5규획」, 「제13.5규획 기간 에너지 절약오염물질 배출 저감을 위한 종합 행동방안」을 통해 에너지 소비구조 조정 목표를 제시하였다. 중국 정부는 거시적 차원에서 경제성장 전략 전환, 산업구조 최적화, 에너지 소비구조 개선, 에너지 효율·절약 제고로 대기오염물질 배출 감축을 추진 중이다.
       중국의 발전부문에서 이행되고 있는 대기오염물질 배출 저감 관련 정책으로는 중점관리 대상지역 규제 강화, 석탄소비 총량 규제, 발전부문 관리체계 개선, 전력산업 구조개혁, 청정에너지 중심의 에너지전환 등이 있다. 대기오염 중점관리 대상 지역 내의 석탄화력 발전소는 폐쇄하여 가스복합 발전설비로 대체하고, 그 외의 지역에는 대형·고효율 석탄화력 발전설비와 송전선을 확충하여 전력공급 부족 문제를 해결하고 있다. 또한, 중국 정부는 석탄산지 및 석탄화력발전단지 지역 내 국영 석탄·발전기업들을 하나의 대형 국영기업으로 통폐합하여 대형·고효율 설비만 남기는 석탄산업 구조조정도 진행 중이다. 발전설비에 대기오염물질 배출 감축 관련 탈황 및 탈질설비 설치를 장려하기 위해 전력 판매가격에 일정의 보조금을 지급하고 있으며, 청정에너지 발전을 통한 전력 공급을 늘리기 위해 장거리 대용량 송전선 확충과 전력시스템 지능화 구축을 추진하고 있다.
       중국 산업부문의 대기오염배출 저감 정책으로는 에너지 다소비 업종 구조조정, 산업용 석탄 사용 개선, 오염물질 배출권 거래, 중점관리 대상지역 산업구조 재배치가 있다. 에너지 다소비 및 오염물질 다배출 업종을 대상으로 에너지 효율 향상, 에너지 수요관리 제고, 벌금성 전기요금 정책을 시행하고 있다. 또한, 석탄 소비량이 많은 산업을 현대화하여 청정 석탄 활용을 장려하는 한편, 산업용 석탄 소비 총량도 통제하고 있다. 지역 단위로 SO2와 NOx 등의 대기오염물질 배출권 거래를 통해 오염물질 총량 통제를 시도하고 있으나 탄소배출권 거래제처럼 전국단위를 대상으로 한 제도가 마련되지는 않았다. 에너지 다소비 산업 중심의 제조업을 인구가 밀집한 베이징에서 톈진과 허베이 지역으로 이동시키는 산업구조 재배치도 진행 중이다.
       중국 수송부문에서는 신에너지차 및 충전 인프라 보급 확대, 내연기관차 연비향상, 연료 품질 제고, 운송부문 구조조정, 유류 세제 및 보조금 개편 등의 정책이 있다. 신에너지차 보급을 위해 구매보조금 지급과 자동차 업체의 의무 판매제를 실시 중이고, 충전소 운영은 보조금 및 전기요금 혜택을 통해 지원된다. 내연기관차를 대상으로는 업체에 연비 향상 의무 부과, 자동차 연료 품질 제고, 도로 화물운송을 철도로 이전하는 운송구조 조정을 추진 중이다. 또한, 석유 소비세를 인상하여 세수 증가분을 대기오염 방지 및 신에너지 개발에 사용한다고 밝히고 있다.
       14.5규획기간 중국의 에너지 정책은 전체적으로 에너지믹스 최적화, 시장 메커니즘 활성화, 석탄소비총량 정점 진입, 전력공급구조 조정, 도시 대기질 개선, 신에너지 산업 성장을 핵심으로 전개될 전망이다.
       발전부문에서는 석탄화력 발전설비 지역 분산이 지속되어 중국의 동부와 중부에는 신규 증설이 제한되고 외부지역에서의 송전과 현지 청정에너지로 신규 전력 수요가 충당되는 한편 서부와 북부에는 신규 석탄발전이 배치될 예정이다. 석탄발전 설비 비중은 50% 초반 수준으로 감소할 것으로 전망된다. 산업부문에서는 에너지 다소비 업종에서 에너지효율리더 제도를 확대해 에너지 절약과 배출저감 개조 기술 도입을 우선적으로 장려하고 석유화학과 석탄화학산업의 집약화로 질적 발전을 유도할 것으로 보인다. 수송부문은 교통강국 건설을 통해 운송구조 조정을 가속화하고 전기차 뿐 아니라 수소차, V2G(Vehicle to Grid) 등의 시범사업도 추진할 것으로 예상된다.
       제4장에서는 한국의 발전·산업·수송부문 미세먼지 대책을 검토한 후 각 부문별 한·중 정책을 비교분석하여 중국의 에너지 부문 미세먼지 저감 대책이 중단기적으로 한국의 미세먼지 유입에 미칠 수 있는 시사점을 도출한다.
       한국의 발전부분 미세먼지 대책은 석탄화력 발전의 비용제약, 물량제약, 환경제약으로 구분할 수 있다. 비용제약은 LNG(Liquefied Natural Gas)의 제세부담금을 완화하고 석탄의 제세부담금을 높여 외부효과를 반영하는 세법개정이 대표적인 예이다. 물량제약은 미세먼지 저감 정책에서 가장 적극적으로 활용되는 수단으로, 노후석탄 조기 폐지와 석탄발전의 LNG 전환 등 중장기적인 석탄감축 계획이 수립되었다. 또한, 미세먼지 계절관리제 실시로 석탄발전에 대한 가동정지와 80%의 출력상한제약이 시기에 따라 유동적으로 적용되고 있다. 기존보다 2배 이상 강화된 배출기준을 적용하는 환경제약도 2019년부터 적용되었다.
       한국의 산업부문은 미세먼지 저감을 위해 에너지 소비 감축을 강조하고 있다. 특히, 제조업 에너지절감과 온실가스 감축을 위해 배출권거래제, 사업장 고효율기기 보급, 스마트 에너지 산단 구축, 자발적 에너지효율 목표제 도입, 공장에너지관리시스템(Factory Energy Management System, FEMS) 보급지원 확대, 에너지 공급자 에너지효율향상 의무화제도(Energy Efficiency Resource Standard, EERS) 도입, 에너지절약전문기업(Energy Service Company, ESCO) 지원제도 개선 등의 다양한 에너지 효율 정책을 추진하고 있다.
       한국의 수송부문에서는 미세먼지 저감을 위해 경유차 운행 제한 강화, 친환경차 구매 보조금 지급, 공공부문 친환경차 의무구매 비율 부여, 대중교통 친환경차 교체 비용 지원, 자동차 업체의 친환경차 보급 목표제를 추진하고 있다. 또한, 친환경차 충전소 보급 확대를 위해 설치 의무화 및 절차 간소화를 진행 중이고, 교통에너지환경세의 세입을 조정해 대기환경 개선을 위한 재원을 상향 조정한 바 있다.
       이러한 부문별 미세먼지 저감 대책을 중국과 비교분석하여 도출한 시사점은 다음과 같다.
       발전부문에서 우리나라와 중국의 미세먼지 저감 정책은 장기적으로 석탄감축을 목표로 한다는 점에서는 유사하다. 다만, 우리나라는 석탄발전의 폐쇄와 감축이 주요 정책 수단인 반면, 석탄발전 설비 신축 계획이 존재하는 중국의 경우 석탄을 유연성 자원으로 개조하여 재생에너지와 청정 석탄의 공존을 꾀하고 있다. 또한, 중국은 석탄발전소의 위치를 분산시켜 중점관리 대상지역을 중심으로 체감 미세먼지 농도를 줄이는 것을 중단기적인 정책수단으로 사용하며, 석탄화력발전소 오염물질 배출농도에 대한 기준도 우리나라보다 상대적으로 높다. 따라서 중국의 발전부문에서 발생하는 미세먼지가 향후에도 우리나라에 악영향을 줄 수 있는 가능성이 있다는 사실은 부정하기 어렵다.
       산업부문에서는 우리나라와 중국의 산업구조의 차이로 인해 에너지 효율 정책의 도입 단계가 상이한 것으로 판단된다. 양국의 미세먼지 저감 관련 정책 중 비교 가능한 부분은 전국 단위로 운영되는 배출권거래제인데 규제되는 온실가스 종류, 규제대상, 참여업체 수, 연간 배출기준에서 양국 간 차이가 있다. 중국은 지역마다 대기오염물질 배출 특성이 각기 다르기 때문에 미세먼지 저감을 위해 중앙정부와 지자체 간의 거버넌스 강화 및 비슷한 조건의 지방정부간 협력 강화가 필요할 것으로 보인다. 또한, 산업부문 에너지 절약과 배출물질 감축은 비용을 수반하기 때문에 재정지원이 확대되어야 실질적 감축 효과가 나타날 것이다.
       수송부문은 적극적으로 친환경차를 보급한다는 점에서 우리나라와 중국이 유사하다. 그러나 중국의 자동차 수요는 경제성장과 더불어 향후 더욱 증가할 전망이고 수요 증가가 모두 신에너지차로 충족될 수 없기 때문에 수송부문 에너지믹스에서 석유, 전기와 더불어 천연가스가 자리 잡아야만 수송부문의 대기오염 기여도를 장기적으로 낮출 수 있을 것이다. 또한, 신에너지차 보급 확대 목표를 달성하기 위해 현재까지 중점 보급 대상이었던 전기차 이외에 수소차의 보급도 필요한데, 기술적 한계와 규제로 인해 수소차 보급 인프라 구축이 쉽지 않아 보급이 지연되고 있다.
       이를 바탕으로 본 연구는 중국과의 대기오염저감 협력에서 고려해 볼 주제를 두 가지 제안했다.
       첫 번째는 중국의 대기오염원 분산정책과 한·중 지역 간 대기환경 협력이다. 중국은 발전과 산업부문에서 오염물질 배출원을 중점관리 대상지역에서 타 지역으로 재배치하여 분산시키고 있는데 이러한 대책이 중국 내에서는 대기오염 저감 정책으로 인식될 수 있지만 우리나라의 입장에서는 장기적인 미세먼지 저감 대책으로 보기에 무리가 있다. 따라서 중국의 대기오염원 분산 정책을 주기적으로 업데이트하고, 오염원의 영향권 내에 있는 한·중 지역 간 협력이 적극적으로 추진될 필요성이 있다.
       두 번째는 한·중 수소 산업단지 협력이다. 중국의 신에너지차 보급 계획은 현재까지 전기차 위주로 추진되어 왔으나 앞으로는 수소차의 보급도 수송부문 대기오염 저감에 중요한 역할을 할 것으로 전망된다. 우리나라는 수소차 기술에 있어 강점이 있기 때문에 중국과의 수소 산업단지 조성 협력은 중국 내 우리나라 수소차 시장 점유율을 제고하면서 수소차 보급 인프라 구축에 기여해 장기적으로 중국 수송부문 대기오염물질 배출 저감에 긍정적으로 작용할 것으로 기대된다.
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