Category: Energy Efficiency

제조업의 온실가스 감축, 어떻게 촉진할 수 있나?

2021. 4. 1 에너지경제연구원 연구성과 발표회가 있었다. 김동구 박사님의 발표자료와 보고서를 공유한다.

위 보고서 중에서 꼭 나누고 싶은 내용은 다음과 같다.

생산 활동에 있어서 에너지의 사용은 필연적이기 때문에 산업부문 탈동조화를 위해서는 에너지 효율을 높여 생산 활동에 투입되는 에너지의 양을 줄이고 투입 에너지를 최대한 저탄소화해야 한다. 이를 위해 우선 산업부문 모든 업종에서 공통으로 요구되는 것은 보일러, 요로, 건조기, 전동기 등 생산설비의 에너지효율을 개선하는 것이다. 한편 개별 시설의 에너지 효율을 높이는 것뿐만 아니라 생산 공정 또는 공장 전체의 운영을 최적화하여 개별 시스템의 에너지 효율을 개선하는 것 또한 필요하다. 특히 이와 관련하여 ICT(정보·통신기술)를 활용한 스마트 공장의 도입 및 확대가 요구되는 상황이다. 더욱 나아가 하나의 생산 설비 또는 공장만이 아니라 인근 수요처와 연계하여 일련의 집단 또는 단지의 에너지 사용을 최적화하는 방안 역시 고려해볼 필요가 있다. 이를 위해 제3차 에너지기본계획에서는 미활용 열에너지의 사용을 확대할 필요성을 언급하였다(산업통상자원부, 2019). 이를 위해 정부는 국가 열지도 구축사업을 진행 중에 있으며, 향후 국가 열지도를 활용하여 국가 열활용 플랫폼을 구축하고 열원과 수요처를 연계하는 폐열연계 시범사업을 추진할 계획이다(산업통상자원부, 2019). 열지도 구축사업을 신속하게 진행해, 버려지는 에너지 및 화석에너지 연소를 최소화하도록 유도해야 한다.

국가 계획만으로 산업의 개별 업종에서 기술개발 투자와 설비투자가 발생하지는 않는다. 국가계획에 맞춰 기술개발 투자가 이루어지고, 개발된 기술이 실제 적용되기 위해서는 기술 수요자들에게 적절한 인센티브가 제공되어야 할 것이다(김동구·손인성, 2018). 현재 에너지이용합리화법과 조세특례제한법을 통해 에너지 절약 및 온실가스 감축 시설에 대한 지원이 이루어지고 있다. 하지만 에너지합리화법 제14조에 따른 지원 사업은 중소·중견기업, 비영리법인 및 공공기관만을 대상으로 하여(국가법령정보센터, 2020a), 지원 대상 확대를 고려할 필요가 있다. 한편, 조세특례제한법 제25조제2항에 따라 법정 에너지 절약시설에 투자한 경우 투자 금액의 일정비율을 세액공제해 주는 제도가 있다(국가법령정보센터, 2020b). 그러나 에너지 절약시설 투자에 대한 세액 공제는 공제율이 지속 축소되어왔고 일몰기한이 짧게 설정되어 에너지 절감을 위한 장기적 투자를 유발하는 데에 한계가 있다(김동구·손인성, 2018). 반면, 온실가스 감축을 포함하는 환경보전시설에 대한 공제율은 연구시험용 시설과 에너지절약시설에 대한 공제율에 비하여 높게 설정되어 있다. 따라서 연구개발 투자와 에너지절약시설 투자를 촉진하기 위하여 온실가스 감축 시설에 대한 수준으로 공제율을 높이는 것도 한 방법일 것이다.

국내 산업에 대한 탈동조화를 추진할 때, 한 가지 특히 유념해야 할 것이 있다. 그것은 김동구·손인성(2019)에서 분석한 바와 같이, 중국 등 경쟁국보다 온실가스 배출원단위가 우수한 우리나라 산업에 대해 경쟁국보다 과도하게 온실가스 감축압박을 하는 것은 기후변화 대응 측면에서나, 국민경제 활성화 측면에서 바람직하지 않을 수도 있다는 것이다. 특정 제품에 대한 수요가 변화하지 않은 상태에서 국내산 제품의 온실가스 배출원단위가 경쟁국보다 더 우수한 경우, 국내산 제품에 대해서만 과도하게 온실가스 감축을 추진하는 것은 자칫 경쟁국 제품의 공급만 늘릴 수 있다. 이 경우, 국내 생산량 감소로 이어져 우리 경제에 부정적인 영향을 미칠 수도 있고, 오히려 글로벌 온실가스는 증가하는 전혀 바람직하지 않은 상황이 초래될 수도 있다는 것이다. 즉, 일종의 탄소누출(Carbon Leakage)과 비슷한 상황이 초래될 수 있다. 최근 EU에서는 이러한 탄소누출을 방지하기 위해 탄소국경조정(Carbon Border Adjustment) 도입을 추진 중이다(에너지경제연구원, 2020). 실제로 도입되면 우리나라 제조업의 국제경쟁력, 국제통상, 온실가스 감축 등 다양한 분야에서 상당한 파급효과를 끼칠 것이 예상되는 바, 정부와 산업계가 공동으로 사전에 충분한 대비를 해나가는 것이 중요하겠다. 결국, 탄소누출을 방지하고 온실가스를 효과적으로 감축해 탈동조화를 촉진하기 위해서는 국내 산업의 온실가스 배출원단위를 계속 우수한 수준으로 유지 및 개선해야 한다. 이를 위해서는 기업들이 감축기술을 개발하고 에너지효율을 개선할 수 있도록 투자활성화정책 등의 정책적인 지원이 강화되어야 한다. 근본적으로는 재활용을 중심으로 하는 순환경제(Circular economy)를 활성화해 다양한 소재에 대한 수요를 억제하는 것이 필요하다.

 

Waste heat recovery in BASF’s NetZero2050

BASF introduces their NetZero2050 plan. CO2 avoidance potential in electric power and steam production is covered by the “Grey-to-green” and the “Power-to-steam” levers. Other measures are “New technologies,” “Bio-based feedstocks” and “Continuous opex”.

On this slide, the technology levers to reduce BASF’s CO2 emissions have been added in green.
CO2 avoidance potential in electric power and steam production is covered by the “Grey-to-green” and the “Power-to-steam” levers. CO2 emissions in our upstream and, to a lesser extent, downstream plants are addressed by “New technologies,” most of which we are developing as part of our Carbon Management. In addition, “Bio-based feedstocks” will be used seamlessly in our production – partially replacing fossil feedstocks.
“Continuous opex” will be applied at all levels. These operational excellence measures help us to continuously reduce our CO2 emissions. They have the greatest impact at our Verbund sites.

Let’s talk about our levers to reduce BASF’s CO2 emissions in detail. They will help us reduce Scope 1 as well as Scope 2 emissions on our journey to net zero emissions by 2050. I would like to emphasize that we will develop these technologies in partnerships. This allows us to accelerate or generate additional value together. We have announced partnerships with Siemens Energy, as well as with SABIC and Linde. Further partnerships will follow.
Let me briefly comment on temporary measures. To bridge the periods until new technologies are implemented, we will also consider external offsetting measures to a limited extent. If we purchase certificates, we will only use high-quality criteria for external compensation measures, like the WWF Gold Standard.

Let’s now move on to the lever “Power-to-steam.” This is about capturing the energetic potential of waste heat for steam production.

In Ludwigshafen alone, we release waste heat of up to 30 terawatt hours per year into the air or the Rhine river. We do not currently reuse this energy below certain temperatures. Instead, we cool and release cooling water into the Rhine river.
A dedicated team analyzed the current situation and developed a concept to gradually replace steam production at our co-generation plants with heat pumps and steam compressors. This is technically possible – and our analyses show that in many cases, the economics are viable.
Redeploying waste heat from our chemical plants using electric heat pumps on a scale never seen before – this is something we want to realize together with Siemens Energy, first at our Ludwigshafen site and then globally.