녹색전환연구소는 2주간(9월 10일~25일) 러시아-우크라이나 전쟁이후 급변하고 있는 유럽사회의 에너지·기후 관련 현장을 방문하고 있습니다. 독일과 네덜란드에서 지역과 마을 단위로 전환의 과정과 결과를 만들어내고 있는 다양한 도시와 장소, 연구기관, 의회 등을 방문합니다. 이를 통해 실제로 유럽사회의 성과와 여전히 남은 과제와 한계에 대해 몇 차례에 걸쳐 연재합니다. [기자말]

헨젤과 그레텔이 숲속에서 집으로 돌아가는 길을 잃었다는 슈바르츠발트(Schwarzwalt), 우리말로 하면 '검은 숲'에는 잣나무와 가문비나무가 빽빽하게 자라나고 있었다. 이곳은 자연림이 아니다. 300여년 전부터 산림자원의 경제적 이용을 목적으로 생장속도가 빠른 침엽수를 조림하기 시작해 검은 숲을 이루었다.

녹색전환연구소가 지난 9월 12일 방문한 상트페터 '에너지 바이오마을'은 바로 이 숲이 주 면적(3593ha)의 절반(1723ha)을 채우는 독일 남서부의 바덴뷔르템베르크 주에 위치하고 있다. 숲이 마을 어귀로 이어지는 초지에는 어김없이 목축이 이뤄지고 있었고 유려한 풍경을 자원삼아 관광산업이 활발하게 이뤄지는 곳이었다. 상트페터는 정말이지 헨젤과 그레텔이 살았을 법한 동화 속의 아름다운 집들이 가지런히 자리잡고 있었다. 곳곳의 지붕 위로 태양광 패널을 반짝이면서 말이다. 

상트페터, 바이오에너지로 난방과 온수를 공급하는 '바이오에너지마을' 

상트페터는 지난 2010년 독일 정부로 부터 '바이오에너지마을' 인증을 받았다. 바이오에너지마을은 전체 전기 수요와 난방과 온수 공급을 위한 열 수요의 절반이상을 재생에너지로 얻어야 한다. 그리고 주민들이 이러한 설비소유의 최대 지분을 확보하는 것을 원칙으로 한다.

상트페터의 에너지 자립은 마을 주민들이 필요로하는 전기만이 아니라, 난방과 온수 공급을 위해 필요한 열에너지 1만2000MWh의 약 82%를 '바이오 에너지'를 통해 공급하는 특징이 있다. 일반 가정 뿐 아니라 수도원, 수영장, 성당과 같은 대규모 시설을 포함해 총 296개 건물에 마을 협동조합이 건설한 열병합 발전소를 통해 겨울철 난방과 온수를 공급한다. 마을 전력 소비량의 3배 가량인 2100만kWh를 재생에너지로 생산하여 소비 및 판매하고 있는 것은 물론이다. 

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▲  바이오에너지 열병합 발전을 통해 온수를 공급하는 지역이 연두색으로 표시 되어 있다. 지역의 열 공급망에 연결되지 않은 가구들은 최근에 패시브 하우스 형태로 건설되어 난방을 위한 열원이 별도로 필요하지 않거나 혹은 외딴 곳에 위치해 추가로 열 공급망을 건설해야 하는 부담이 큰 주택들이라고 한다.
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마을 곳곳의 건물로 겨울철 난방열과 온수를 공급하는데 사용되는 바이오연료는 헨젤과 그레텔이 길을 잃었다는 검은 숲에서 온다. 바이오에너지 열병합 발전을 위해 숲의 나무를 벌목하지는 않을까 싶었지만, 독일 정부는 바이오에너지를 위한 벌목을 허용하지 않는다. 그럼에도 마을 협동조합은 풍부한 산림자원을 바탕으로 주민들이 소유한 숲의 벌채목의 부산물, 고사목 등으로 연간 9500m³의 목재칩을, 950톤 이상의 목재펠릿을 확보할 수 있다. 농민 입장에서는 목재 부산물을 협동조합에 판매하여 수익을 얻고, 협동조합에서는 주민들의 소득에 기여하며 에너지 원을 확보한다는 점에서 서로에게 이득이 된다.

현재는 목재칩을 가스화 하여 열과 전기를 모두 생산하고 있다. 여름철 필요한 온수는 태양광으로 겨울철 난방과 온수는 바이오에너지 열병합발전으로 주민들이 자체적으로 구축한 열망을 통해 공급한다. 이렇게 생산된 열 에너지는 kW당 7.5센트 정도로 독일 국민들이 평균적으로 지불하는 9.5유로보다 저렴하고, 석유와 비교했을 때 45%가량 낮은 수준이다.

12년 전, 열병합 발전소를 건설할 때만 해도 가장 최신기술로 이를 운영하는 것 자체가 대단히 도전적인 과제였다. 나무의 발열량이 석유연료를 대체하는 것을 실증하는 사례였다는 점에서 시행사가 오히려 협동조합에 비용을 지불하기로 약속했다고 한다. 그러니까, 우리는 새로운 에너지 기술이 독일 남부의 시골마을에서 시도되어 10여년 이상 운영된 성공사례를 보게 된 것이다.
 

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▲  상트페터의 열병합 발전소에서 단체 사진을 찍었다.
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바이오에너지를 통한 집단 난방을 주민들이 고민하게 된 배경은 지난 2008년 경제 위기와 유가상승이다. 집집마다 개별 등유보일러로 난방을 하던 것을 협동조합이 운영하는 열병합발전을 통한 집단 열 공급 방식으로 전환하고자 했다. 그러면서 마을의 열에너지 공급의 원칙을 '기후변화에 대응하는 지속가능한 에너지 경제', '에너지 가격 안정화', '지역 부가가치 창출과 산촌마을 경제력 강화'로 정했다. 마을에 기반한 협동조합의 바이오에너지 생산과 공급의 목적을 무엇으로 해야 하는지가 분명히 드러난다.

이 원칙은 기후위기가 불러올 변화와 새로운 문제들을 주민들이 계속 고민하게 한다. 목재를 연소하여 발전하는 현재의 난방방식이 과거 탄소를 흡수한 나무를 태운다는 점에서 탄소 중립일 수는 있으나 연소를 통해 결국은 탄소를 대기에 방출하게 된다는 것을 주민들을 인식하고 있다. 탄소를 흡수하는 숲의 가치가 기후위기가 점차 심각해지는 상황에서는 더 유의미할 수 있다는 점에서 주민들은 대안을 고민한다. 

우리를 안내한 협동조합의 대표는 상트페터 마을이 재생에너지로 에너지 자립을 이루고 난방을 바이오에너지에 의지하고 있음에도 장기적으로 난방을 전력화 하는 것이 필요하다고 말했다. 히트펌프와 같이 전력화되고 효율성을 개선한 설비가 기후중립 차원에서 바이오에너지보다 더 적절할 수 있기 때문이다.

수십년에 걸쳐 마을의 에너지 자립을 이루고 기후위기의 문제를 고민한 마을 주민들의 전망은 우리가 이후 베를린에서 만난 정책연구소의 전문가들과 공무원들의 방향을 일치시키고 있었다. 2045년 탄소중립을 향해가는 독일의 목표가 정부의 계획에 그치지 않고 독일 사회가 이를 내재화 하고 있음을 알게 되었다. 

펠트하임 재생에너지 생산에서 ESS, 수전해수소생산까지

LG화학은 2014년 독일 펠트하임에 리튬 배터리 ESS(Energy Storage System) 프로젝트를 수주했다. 당시 국내 주요 언론은 국내 기업이 세계 최대 민간수익형 대규모 배터리를 공급하게 되었다고 보도했다. 10여 년 전, 겨우 130여명이 거주하는 작은 시골마을에 세계 최대 규모의, 약 180억 원 규모의 설비가 들어오게 된 것이다. 이제는 배터리 기술도 과거에 비해 상당히 발전하여 그만큼의 투자비용이 필요하지 않다는 설명에도 불구하고, 이 작은 마을은 무엇을 보고 이런 투자를 했을까 싶었다. 한국에서 37가구만 살아가는 시골마을이었다면 지역 소멸을 걱정했을 것 아닌가.

상트페터를 다녀온 후, 9월 22일 베를린에서 자동차로 한시간 정도 떨어진 펠트하임을 방문하고 나서  주민의 숫자가 중요하지 않을 수 있다는 것을 알았다. 이 작은 마을 주민들이 에너지 전환의 실험과 학습을 '삶'으로 여기고 있음을 알았기 때문이다.

1994년 대학생이 마을 주민들을 설득해 1메가 규모의 풍력발전기를 5개를 건설한 것을 시작으로 20여년이 지난 현재 주로 3메가와트 규모의 풍력발전기 55개, 연간 2.75GWh의 생산규모를 갖추고 있었다. 풍력발전을 제안한 대학생이 마을과 성장하며 설립한 에너지 회사인 에네르기크벨레(Energiequelle GmbH)는 복원의 한계가 있는 반환된 군사부지를 매입해 2.25MWh규모의 '트래커 솔라팜'도 설치 했다. '트래커'는 태양의 이동 시간에 맞춰 태양광 패널이 종과 횡으로 움직이며 에너지 생산 효율성을 높이는 특징이 있다.

펠트하임에서 생산되는 전기의 단 1%만 마을에서 소비되고 나머지는 모두 외부에 판매한다. 판매량이 워낙 많다 보니 날씨에 따라 에너지 생산량의 변동이 큰 신재생에너지의 단점을 보완할 필요가 있었다. 그래서 2016년 당시에는 세계에서 가장 큰 규모였던 배터리저장시설을 설치하여 에너지 생산과 판매과정에서 안정성을 높였다. 
 

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▲  펠트하임에 건설된 ESS 시설 뒤로 풍력발전전기들이 보인다.
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여기에서 끝이 아니다. 에네르기크벨레는 향후 그린 수소를 만드는 수전해 시설을 마을에 설치할 계획이다. 1990년대 중반 마을에서 소규모 풍력발전의 가능성을 전 세계에 보여준 펠트하임은 계속해서 바뀌는 기술을 수용하며 새로운 시도를 계속하고 있다. 이는 선지자적인 사업가의 역량으로만 일궈낸 것이 아니다. 주민들은 마을에서 키우는 천여마리의 소와 돼지 축분을 이용한 바이오가스로 상트페터처럼 별도의 열공급망을 투자하여 언제나 사용할 수 있는 온수와 난방열을 주민들에게 공급하고 있다.

여기에 국가에서 설치한 전기 공급망과 별개로 주민들 스스로 생산한 전기를 자체적으로 공급할 수 있는 마을 단위의 소규모 공급망, 그리드를 직접 구축했다. 이를 위해 주민들은  펠트하임에너지유한회사(feldheim energie GmbH &Co.KG)을 자신들의 투자와 지원, 대출등을 통해 설립했다.

주민들은 자신들의 독립된 전력망을 통해 직접 생산한 전기를 주민들에게 공급한다. 이러한 독립된 전력망이 없다면 아무리 많은 전력을 스스로 생산해도, 국가 전력망을 거쳐 다시 마을 주민들에게 공급해야 한다. 전력을 전력 공급회사에 판매해서 이를 다시 사는 구조가 되는 것인데, 이경우 에너지 요금은 신재생에너지 뿐 아니라 화석연료, 천연가스의 변동폭에 따라 추가되는 비용과 세금에 따라 달라지게 된다. 우크라이나 전쟁 이후 전기와 천연가스 비용이 급등했던 것을 떠올리면 된다.

펠트하임 주민들은 스스로 독립된 그리드를 소유하고 있으므로 국가 시책과 상관없이 에너지 가격을 독립적으로 책정하여 자신들이 생산한 원가에 따라 에너지를 주민들에게 공급할 수 있다. 주민들 스스로 에너지 생산자이면서 직접적인 소비자가 되는, 이 구조를 에네르기크벨레와 주민들이 만든 유한회사의 연결을 통해 운영한다. 이러한 이유에서 박진희 동국대 교수는 펠트하임이 독일의 다른 에너지 전환마을과 달리 '에너지 독립'을 이뤘다고 평가한다.  

주민들의 실험과 학습이 반복되는 현장들

이러한 실험의 주체는 상트페터나 펠트하임과 같은 공동체만이 아니다. 검은 숲과 초지, 풍력발전이 어울어진 능선에서는 목축업자 개인이 투자한 풍력발전기 안내표지판을 읽을 수 있었다. 안내표지에 따르면 그슈빙호프 농장(Gschwinghof Farm) 소유 가족은 풍력발전기를 투자하여 400가구가 이용할 수 있는 전기 생산을 2001년부터 시작했다고 한다. 풍력발전기 투자 성공에 힘입어 이들은, 자신들이 소유한 주택에 태양광 패널을 올리고, 폐목재를 활용한 보일러를 통해 농장과 집의 온수와 난방을 공급한다. 심지어 샘에서 나오는 찬물을 순환시켜 막 추출한 36도 정도의 우유를 15도로 냉각하고 이렇게 미지근하게 데워진 물을 순환하여 가정이나 농장에서 활용하는 에너지 효율 시스템을 구축하고 있다고 자랑하고 있었다. 

그 근처의 호텔 호프구트 슈터르넨 (Hotel Hofgut Sternen)은 어떤가. 연간 30만명이 방문하는 호텔에서 필요로 하는 열과 전기를 모두 재생에너지와 바이오에너지 열병합 발전, 히트펌프로 공급하고 있다. 앞서 본 농장에서처럼 산에서 흘러오는 찬물을 저장고에 모았다가 이 차가운 물을 통해 얻는 찬 공기를 호텔 내부로 순환하여 음료 보관창고의 온도를 유지하거나, 폐열을 모아 난방에 보태거나 폐수를 정화하는 과정에서 수력발전을 하는 등 갖가지 방법이 실험되고 활용되고 있었다.

이러한 실험과 학습의 반복은 독일 사회의 재생에너지 확대를 높이는 바탕이 되고 있다 독일정부는 2030년까지 전력 중 재생에너지의 비율을 80%로 올리고 2035년까지 100%로 올리는 걸 목표로 하고 있다. 이 목표를 달성하려면 재생에너지 설비용량을 늘리는 것을 넘어서 저장장치나 재생에너지 변동성을 관리할 수 있는 수요반응시장, 수소의 역할이 중요하다. 독일의 에너지자립마을은 100% 재생에너지를 시스템을 향한 다음 단계로 진화하고 있었다. 
 

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▲   농장주가 농장에 필요한 에너지와 열을 생산하고 효율성을 높여온 역사를 설명하고 있다.
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에너지 전환을 위한 노력과 실험을 가능하게 만든 독일정부의 재생에너지 지원제도 

독일의 에너지 전환 사례를 돌아보며 아득함이 느껴지기도 했다. 호텔 하나, 농장 하나, 농촌의 마을 하나가 만들어내는 실험과 고민들이 저 멀리의 것들로 보였기 때문이다. 그런데 이들이 가진 것들 중 가장 부러웠던 것은 바로 뒷배와 같은 마을과 주민들의 소규모 에너지 전환을 가능하게 만드는 몇 가지의 분명한 지원정책이었다.

마을 전체의 열에너지나 전기에너지 공급, 혹은 생산설비를 건설하기 위해서는 막대한 비용이 필요한데 이는 조합원들이 아무리 부자이고 정부 지원금이 크다하더라도 한계가 있다. 상트페터 주민들은 검은 숲의 목재를 활용하여 열병합발전기와 자체적인 열 공급망을 건설하는데 6.5백만 유로(한화 90억 규모)가 투자 되었다. 이중 3백만유로는 열병합 설비시설로 곧 투자비용을 모두 회수할 수 있는 시점이 도래한다고 한다. 그외 비용의 경우 독일재건은행(KfW)에 대출을 받았고, 매년 15만 유로의 수익을 통해 이를 갚아 현재 약 150만유로(약 20억 원 규모)가 남아 있다고 한다.

펠트하임 마을 자체의 전력 공급망을 유한회사 건립을 통해 역시 마을 자체의 전력 공급망을 설치할 때 총 투자비용 170만유로(약 25억 원) 중 지원금과 조합원들의 지불비용을 제외한 150만유로(약 21억 원)를 대출 받았다. 사실상 융자에 기대 사업을 추진한 것이다.

이후 베를린 시의 태양광 발전 확대를 위한 지원조직인 '베를린 솔라센터'의 담당자를 만났을 때 이러한 금융지원이 갖는 힘을 제대로 이해하게 되었다. 독일재건은행은 개인의 지붕태양광 설치 비용 100%를 저리로 융자해준다. 독일의 에너지 가격과 4.7% 정도의 이율을 고려해도 10~15년이면 투자금을 회수할 수 있다고 하니 주민들 입장에서는 나쁜 조건이 아니다.

태양광 패널은 25년 이상 사용이 가능하기 때문에 투자금을 회수한 시점을 지나면 주민들에게는 에너지비용의 직접 절감으로 연결된다. 상트페터의 열병합 발전기의 초기 투자비용 역시 설비 운영 10여년이 지난 현재 거의 회수가 이뤄져 앞으로 열병합 발전기에서 생산하는 열과 전기 에너지는 그대로 마을 협동조합의 수입증대로 이어질 수 있다. 

여기 한가지가 더 있다. 자신의 소비규모보다 더 많은 에너지를 생산했을 때, 에너지 판매처가 분명하지 않고 가격 변동성도 크다면 상트페터 혹은 펠트하임과 같은 마을에서는 초기에 큰 비용을 투자하는 것이 주저하게 된다. 이를 해결한 것이 바로 독일의 재생에너지법(EEG)이다. '발전차액지원제도'라는 신재생에너지 확대 정책의 하나로 우리에게도 익숙한 이 제도는 신재생에너지 원으로 생산된 전력을 20년 동안 법에서 정한 가격으로 보장한다. 그리고 전력망에 재생에너지에서 생산된 전력을 우선적으로 연결하도록 하여, 신재생에너지의 비중이 높아질 수 있는 제도적 틀을 만든 것이다. 이러한 제도적 배경을 바탕으로 주민들은 에너지 전환을 위한 설비와 시설의 투자 부담을 줄이면서 독일의 전력시장에 우선적으로 진입하게 되면서 신재생에너지의 확대라는 성과를 불러올 수 있었다.

이 과정에서 독일의 태양광 생산 단가가 점차 낮아지면서 주민들이 자가생산한 전기를 소비하고 그러고도 남는 전기를 판매하는 경향이 커지고 있다. 이러한 제도적 배경과 주민들의 학습과 실험, 실행을 통해 주민들은 전기를 자신들의 것으로 만들 수 있었던 것이다. 그러면서 동시에 자신들의 실험과 노력을 통해 에너지 비용을 줄이고 새로운 수익을 창출할 수 있게 되자 기꺼이 실험과 노력을 반복할 수 있게 된 것이다.