유럽은 엄청난 에너지 위기에 처해 있으며 화석 연료 공급 부족으로 고통스러울 정도로 높은 에너지 가격이 발생하고 있다. 그리고 최근 마크롱 프랑스 대통령은 이 문제를 해결하기 위해 원자력을 활성화하기를 원한다. 그러나 파괴의 패턴을 이해한다면 이것이 왜 그렇게 간단하지 않은 지 알게 될 것이다.

 

에너지 위기와 관련하여 저는 오늘만 이야기하는 것이 아니다. 또한 1973년 OPEC의 석유 금수 조치로 인해 연료 가격이 급등한 것에 대해서도 이야기하고 있다. 그 여파로 프랑스 총리 피에르 메스메르는 프랑스의 전력망을 석유에서 분리하고 모든 전력을 원자력에서 생산한다는 계획인 '메스머 계획'(Messmer Plan)이라는 제안을 발표했다.

 

프랑스는 초기 원자력 과학에 중요한 역할을 했다. 프랑스인 앙리 베크렐(Henri Becquerel)은 1800년대 후반에 방사능을 발견하여 그의 업적으로 노벨상을 받았다. 생애의 대부분을 파리에서 보낸 마리 퀴리(Marie Curie)는 노벨상을 두 번 수상했다(최초로 노벨상을 받은 사람). 그리고 노벨상 수상자의 아내이자 노벨상 수상자의 어머니이자 또 다른 노벨상 수상자의 시어머니였으며 모든 작업은 방사능과 관련되어 있었다.

 

방사능의 유용한 응용은 우주에서 가장 강력한 힘 중 하나인 자기 강화 피드백 루프의 결과이다. 붕괴하는 원자는 다른 원자를 붕괴시킬 수 있다. 이러한 종류의 원자를 충분히 결합하면 전기를 생성하는 데 사용되는 증기를 만들거나 심지어 엄청난 폭발을 일으킬 만큼 충분히 뜨거워질 수 있다. 자기 강화 피드백 루프는 핵 반응, 인구 증가, 심지어 바이러스 전염병의 확산 등 발견되는 모든 곳에서 기하급수적인 성장을 이끄는 힘이다. 우주에서 가장 강력한 힘이 무엇이냐는 질문에 알버트 아인슈타인은 “복리 이자”라고 답했을 것이다. 즉, 자기 강화 피드백 루프이다.

 

그러나 다른 나라들은 방사선에 관한 프랑스의 과학적 발견을 무기와 민간 전력으로 바꾸는 데 앞장서고 있다. 프랑스는 미국보다 15년 뒤인 1960년이 되어서야 첫 번째 원자력 발전소를 폭발시켰고, 미국과 영국이 각각 자체적으로 가동한 지 약 5년 후인 1962년에 첫 번째 원자력 발전소가 문을 열었다.

 

원자력 파괴

 

1977년 말 에마뉘엘 마크롱 프랑스 대통령이 태어났을 때 원자력은 여전히 서독, 미국, 영국, 스위스, 스웨덴, 벨기에, 불가리아에 이어 프랑스 전력의 10% 미만을 차지했다. 그러나 1983년까지 프랑스는 원자력에서 파생된 전력의 비율에서 세계 1위였으며 1986년 이후로 매년 전력의 최소 70%를 원자력 발전소에서 생산했다. 프랑스가 후발자에서 선두주자로 변모하는 데에는 불과 10년 정도밖에 걸리지 않았다.

 

 

미래를 내다보며, 마크롱 대통령은 최근 “국영 에너지 대기업인 EDF(Électricité de France)가 2050년까지 최소 6개의 신규 원자로를 건설하고 8개를 추가로 건설하기를 희망한다”고 말했다. 뿐만 아니라 기존 원자로의 작동 수명을 최대한 연장한다.

 

프랑스는 14개의 새로운 원자력 발전소를 건설할 수 있을까?

 

의심의 여지가 없다! 그들은 전에 그것을 했다. 국제 응용 시스템 분석 연구소(IIASA)에서 실시한 평가에 따르면, 프랑스의 민간 원자력 발전은 “최근 산업화된 국가 역사에서 복잡하고 자본 집약적인 에너지 기술 시스템의 가장 성공적인 확장으로 합법적으로 간주된다.”

 

미국은 제2차 세계 대전 이후에 핵무기를 제조하기 위해 유사한 야심 찬 프로그램을 수행했다. Bulletin of the Atomic Scientists에 따르면, 1952년에 미국은 1000개 미만의 핵탄두를 보유했지만 15년 후인 1967년까지 그 비축량은 31,225개로 사상 최고였다.

 

탄두 순 변화의 3분의 1 이상이 1959년과 1960년 단 2년 만에 이루어졌다. 프랑스의 대부분의 원자로 함대가 1977년부터 1987년까지 10년 동안 건조된 것처럼 미국의 비축량 증가의 대부분은 핵탄두는 약 1955년부터 1965년까지 단 10년 동안 발생했다.

 

 

이것은 상당히 주목할 만하다. 최초의 자체 유지 인공 핵 반응은 1942년 12월 시카고 대학에서 시연되었다. 3년도 채 되지 않아 미국은 기능적인 핵폭탄을 갖게 되었다. 그로부터 20년 후, 미국의 핵무기는 사상 최고에 달했다. 합리적으로 말해서, 비축량이 최고조에 달했을 때 그 무기를 만드는 데 도움을 준 가장 어린 사람들조차도 그들이 일하는 산업 전체보다 나이가 많았다.

 

파괴적 기술의 예와 관련하여 핵무기는 역사상 가장 큰 것 중 하나였다. 1945년 3월, B-29 폭격기 약 300여 대가 도쿄에 대해 사상 최대의 재래식 폭격인 '회의소 작전'을 수행했다. 6개월도 채 되지 않아 히로시마와 나가사키에 대한 핵무기 임무는 B-29 폭격기에 각각 1개의 폭탄을 실었고 몇 대의 다른 B-29도 함께 실었다. 사용된 항공기와 투하된 질량 측면에서, 원자 폭탄은 도쿄 공격보다 약 100배 작았지만 더 많은 파괴력을 전달했다.

 

RethinkX에서 우리는 이러한 '파괴의 패턴'을 이전에 여러 번 보았다. 가격 대비 성능 비율이 기존 기술보다 몇 배나 더 높은 새로운 기술이 개발되었다.

 

S자형 채택 곡선을 나타내는 이 신기술은 약 10년 또는 15년에 걸쳐 기존 기술을 거의 쓸모 없게 만든다.

 

그리고 그 당시 자산은 부채가 되었다. 예를 들어 프랑스의 석유 화력 발전소가 좌초되어 해체가 필요했기 때문이다. 마찬가지로, 마지막 B-29 폭격기는 1946년에 제작되었는데, 이는 미군이 핵탄두를 염두에 두고 설계 및 제작된 차세대 폭격기 함대를 교체해야 한다는 사실을 깨달았기 때문이다.

 

재생에너지 비용의 '선순환'

 

따라서 프랑스는 물론 원자력 함대를 재 활성화할 수 있지만 그렇게 해야 할까?

 

50년 동안 많은 것이 바뀌었고 마크롱은 그의 연설에서 프랑스의 태양광 발전 설비 용량을 10배 늘리고 해상 풍력 터빈을 건설해야 한다고 주장하면서 그 사실을 깨닫고 있다. 그가 왜 이것을 하고 싶어하는지 쉽게 알 수 있다.

 

청정 에너지 시스템의 모든 핵심 구성요소인 태양광 발전(PV) 패널, 풍력 터빈 및 리튬 이온 배터리의 비용은 최근 수십 년 동안 급격히 감소했다. Rethinking Climate Change 보고서에서 우리는 "2010년 이후로만 태양광 발전 용량 비용이 80% 이상 하락했으며 육상 풍력 발전 비용은 45% 이상 하락했으며 리튬 이온 배터리 용량 비용은 거의 90% 하락했다"고 밝혔다.

 

마크롱이 태어나기 전인 1976년에는 패널의 와트당 비용이 100달러가 넘었다. 하나의 100와트 전구를 작동할 만큼 충분히 큰 패널은 10,000달러이다. 1977년까지 전 세계적으로 1메가와트 미만의 태양광 PV 패널이 생산되었다.

 

불과 4년 후인 1980년에는 가격이 와트당 약 35달러로 67% 하락했으며 1987년에는 와트당 8.56달러로 추가로 75% 하락했다. 이 가격이면 최초의 상업용 태양 전지가 1954년에 생산되었지만 태양광 발전이 전 세계 전력 공급의 단 1%에 도달하는 데 2017년까지 반세기 이상이 걸린 이유를 이해할 수 있다.

 

 

그러나 지금까지 생산된 태양 전지판의 누적 용량이 증가함에 따라 다음 단위 생산 가격이 하락하여 태양 전지판의 채택이 훨씬 더 많아졌다. 각 축이 10의 배수로 떨어져 있는 위의 그래프에 그려진 것은 '학습 곡선'(또는 '경험 곡선')이며, 이렇게 표시될 때 마크롱의 생애 대부분 동안 현저하게 선형을 유지했다.

 

2019년까지 태양광 패널의 와트당 가격은 1979년에 비해 1% 미만이었다. 40년 동안 100배 이상 하락했다. 풍력 터빈과 리튬 이온 배터리의 가격에서도 유사한 추세가 나타났으며 이러한 추세 중 어느 것도 둔화될 조짐을 보이지 않는 것 같다.

 

이것은 '파괴 패턴'의 또 다른 요소이다. 새로운 기술의 채택은 가격 하락과 신기술 활용 증가 사이의 강력한 피드백 루프에 의해 주도된다.

 

기술 및 경제에 관한 수많은 책의 저자인 Tim Harford는 BBC News 웹사이트에서 "학습 곡선은 피드백 루프를 생성한다. 인기 있는 제품은 저렴해지고 저렴한 제품은 인기를 얻는다."고 썼다.

 

이것은 에너지, 운송 및 기타 기술 분야의 파괴가 '예상보다 빠르게' 발생하는 이유와 S-시스템에서 가장 극적인 부분이 발생하는 시점을 예측하기 어려울 수 있는 이유 뒤에 있는 '파괴 패턴'의 핵심 메커니즘이다. 형태의 채택 곡선이 시작될 수 있다.

 

기존의 원자력

 

원자력 비용은 피드백 루프에 의해 주도되지만 2000년에 공개된 데이터를 사용하여 국제 응용 시스템 분석 연구소(IIASA)에서 수행한 연구에 따르면 프랑스의 원자력 프로그램은 왜곡된 "부정적 학습"을 나타냈다. 1970년대, 80년대, 90년대에 걸쳐 건설된 원자력 용량이 많을수록 추가 원자로를 건설하는 데 비용이 더 많이 든다.

 

IIASA 연구는 이러한 경향을 다른 피드백 루프, 즉 규제 루프에 기인다. 새로운 원자력 프로젝트가 수행될 때마다 규제 기관은 학습 곡선을 새롭고 더 높은 출발점으로 효과적으로 재설정하는 더 많은 안전 기능, 더 많은 현지 제작 장비 및 구성 요소, 새로운 세대의 원자로를 요구했다.

 

그리고 이것은 프랑스에만 해당되는 사실이 아니다. 이 연구는 "중요한 프로그램을 가진 모든 국가가 항상 부정적인 학습을 보인다"는 원자력 비용을 발견했다.

 

그러나 빠르게 개선되고 있는 태양광, 풍력, 배터리(SWB) 에너지 비용과 원자력의 '부정적인 학습' 역학 간의 상호 작용은 폭발적일 수 있다. Rethinking Climate Change에서 말했듯이:

 

“시장과 부문 전반에 걸쳐 인과적 피드백 루프를 촉발하는 신기술의 수렴이 파괴를 주도한다. 역사는 이러한 루프가 서로 상호 작용하고 증폭하여 선순환에서 신기술의 채택을 가속화하고 악순환에서 오래된 기술의 포기를 가속화한다는 것을 보여준다. 이러한 시스템 역학의 최종 결과는 파괴가 놀라운 속도로 전개되는 경향이 있다는 것이다. 우리는 이 동일한 기본 패턴이 모든 종류의 기술과 산업에서 반복되는 것을 본다.”

 

 

프랑스의 원자력 발전의 예는 전체 국가가 불과 10여 년 만에 에너지 시스템을 극적으로 변화시킬 수 있음을 보여준다. 그러나 이것은 유일한 예와는 거리가 멀다.

 

1960년대 북해에서 천연가스가 발견되면서 네덜란드의 탄광산업은 무너졌다. 생산량은 1961년에 1,200만 톤 이상으로 정점을 찍었고 1975년에는 0이 되었다.

 

1960년대 초까지 석탄이나 석유 스토브에 의존했던 네덜란드의 가정 난방은 1980년까지 그것들을 거의 완전히 없앴다.

 

영국에서는 최근 2012년까지만 해도 거의 40%의 전력이 석탄에서 나왔지만 2020년에는 2% 미만으로 떨어졌다.

 

그리고 일본은 2011년 후쿠시마 사고 이후 신속하게 원자력 발전을 단계적으로 중단했다. 2010년에 원자력은 일본 전력의 25% 이상을 차지했다. 불과 2년 후, 그것은 2% 미만이었다.

 

원자력이 건설된 것보다 훨씬 더 빨리 제거될 수 있다는 이 마지막 교훈은 마크롱에게 가장 관련이 있는 교훈일 수 있다. 자체 강화 피드백 루프에 의해 주도되는 극적으로 변화하는 경제로 인해 우리는 이제 새로운 에너지 파괴의 한가운데에 있다. 이 때를 제외하고는 원자력이 필요하다.