지구는 계속 증가하는 에너지 요구 사항을 충족하기 위해 여전히 화석 연료에 크게 의존하고 있습니다. 그러나 이는 영원히 지속될 수 있는 상황은 아니다. 점점 커지는 기후 변화의 유령과 이로 인해 녹색 에너지원으로 전환하려는 추진력을 무시하더라도 화석 연료의 시대는 여전히 남아 있습니다. 간단히 말해서, 화석 연료는 제한된 자원이며 에너지정보국(Energy Information Administration)에 따르면 현재 2050년까지 사용할 수 있는 충분한 액체 탄화수소 자원이 있습니다. 석탄과 천연 가스도 고려해야 하지만 조만간 화석 연료는 역사가 될 것이라는 사실은 여전히 남아 있습니다.
우리 에너지의 약 82%가 여전히 화석 연료에서 생산되고, 약 9%는 재생 에너지원에서, 나머지는 원자력에서 생산된다는 점을 고려하면 이는 걱정스러운 소식입니다. 이미 전력의 약 70%를 원자력 발전으로 생산하는 국가가 있지만 이는 매우 특이한 수치입니다.
현재 기술로는 재생 가능한 에너지원에서 얼마나 많은 에너지를 추출할 수 있는지에 대한 실질적인 제한이 있습니다. 예를 들어 원자력 발전소 하나를 교체하려면 약 800개의 풍력 터빈이 필요합니다. 다음 질문으로 이어지는 요점은 화석 연료를 대체하려면 몇 개의 원자력 발전소가 필요합니까?
고려해야 할 변수가 많기 때문에 정확한 수치를 도출하는 것은 불가능합니다. 그러나 일부 알려진 데이터 포인트를 사용하면 수천 개의 원자력 발전소가 필요할 것이라고 추정할 수 있습니다. 정확한 양은 화석 연료 사용량을 어떻게 정의하느냐에 따라 달라집니다. 이 그림 뒤에 숨겨진 산술을 파헤쳐 보겠습니다.
화석연료 사용을 모두 대체
첫 번째 수치에서는 석탄, 석유, 천연가스에서 얻는 에너지를 단일 합계로 결합하여 모든 화석 연료 사용을 고려한다고 가정합니다. 에너지 연구소와 KPMG가 발표한 세계 에너지 통계 검토에 따르면, 2023년 총 화석 연료 에너지 소비량은 약 505엑사줄(EJ)이었습니다. 단일 EJ는 약 278TWh(테라와트시)에 달합니다. 어떤 맥락에서 보면 미국은 2025년에 총 443만TWh의 전력을 생산했습니다.
계산기를 잠깐 살펴보면 화석 연료가 2023년에 약 140,390TWh의 에너지를 생산했다는 것을 알 수 있습니다(278TWh x 505). 그러나 이 수치는 연간 사용되는 에너지이므로 연습을 계속하려면 이를 약간 개선해야 합니다. 이 정도의 전력을 생산하는 데 필요한 원자력 발전소 수를 계산하려면 해당 수치를 평균 연속 전력으로 변환해야 합니다. 발전소는 일반적으로 연간 TWh가 아닌 메가와트 또는 기가와트 단위로 평가되기 때문에 이것이 필요합니다.
계산기를 다시 손에 쥐고 연간 TWh 수치(140,930)를 연간 시간(8,760)으로 나누면 총 연속 화석 연료 생산량이 약 16,000기가와트에 이릅니다. 이것이 우리가 마침내 작업할 수 있는 수치입니다. 세계원자력협회(World Nuclear Association)에 따르면 2023년 전 세계적으로 437개의 원자력 발전소가 있었고 총 392기가와트의 전기 용량(GWe)을 생산했으며 발전소당 평균 0.9GWe에 약간 못 미쳤습니다. 이 수치를 에너지 요구 사항에 맞게 확장하면 총계는 18,000 정도가 됩니다.
다시 크기 조정
우리는 화석 연료 사용을 모두 대체하려면 엄청나게 많은 원자력 발전소가 필요하다는 것을 확인했습니다. 이제 그 수치를 완화할 시간입니다. 계산은 1차 에너지 소비량을 기준으로 이루어졌습니다. 여기에는 운송 등에 사용되는 화석 연료도 포함됩니다. 보다 공정한 비교를 위해 화석 연료가 생산하는 전기만 대체하려면 얼마나 많은 원자력 발전소가 필요한지 생각해 볼 수 있습니다. 이를 위해서는 1차 에너지 수치에서 전기 전용 수치로 전환해야 합니다.
Ember의 Global Electricity Review 2026에 따르면 재생 가능 에너지는 2025년에 10,730TWh의 전력을 생산했으며, 이는 전 세계 전력 생산량의 33.8% 또는 전체 전력 생산량의 약 3분의 1에 해당합니다. 따라서 대략적인 수치로 남은 전력 소비량이 약 21,460TWh라고 추론할 수 있습니다. 이는 우리가 관심을 갖고 있는 수치입니다. 일관성을 위해 TWh를 GW(21,460TWh/8,760)로 변환하여 이를 평균 연속 전력으로 다시 변환하겠습니다. 이 경우 수치는 약 2,450기가와트이다. 일을 단순하게 유지하기 위해 미국 에너지부가 제공하는 원자력 발전소의 평균 전력 출력인 1기가와트를 사용할 수 있습니다. 몇 가지 기본적인 산술을 적용하면 화석 연료 발전 용량을 대체하려면 약 2,450개의 원자력 발전소가 필요하다고 추론할 수 있습니다.
모든 화석 연료 사용을 대체하는 데 필요한 16,000개보다는 훨씬 적지만, 현재 전력을 공급하는 기존 440개 원자력 발전소보다는 훨씬 많습니다. PWR 발전소를 건설하는 데 약 5~6년이 걸린다는 점을 감안할 때(PWR은 가장 일반적인 유형의 원자로임) 원자력이 화석 연료를 완전히 대체하려면 아직 해야 할 일이 남아 있습니다.
