이 보고서는 개발자가 추적 가능성과 조달 관행을 개선하여 공급망 생물다양성 영향에 대한 조치를 시작할 수 있는 방법을 개략적으로 설명하고자 합니다. 주로 복합재(예: 풍력 터빈 및 태양광 패널)를 조달하는 풍력 및 태양광 프로젝트와 송전 인프라 개발자를 대상으로 합니다.

최근 채택된 GBF(Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework)는 건강한 지구를 유지하기 위해, 2030년까지 생물다양성 손실을 중단하고 2050년까지 자연의 완전한 회복을 목표로 설정하였습니다. 이는 인간의 복지, 경제의 번영을 실현하는 데 필수적이기도 합니다.

이러한 기후 및 생물다양성 목표는 저탄소 에너지 전환이 독립적인 방식으로 이루어질 수 없음을 강조합니다. 양 목표를 동시에 달성하려면, 온실가스 감축 노력과 생물다양성 보전 노력이 상호보완적임을 전제로 해야 합니다.

그러나, 2030년 지속 가능 개발 목표(SDGs)의 중간 평가(2023년 기준)에서 전 세계는 2030년까지 SDG 7 목표(모든 사람에게 저렴하고 안정적이며 지속 가능한 현대적 에너지 공급 보장)를 달성하지 못할 것으로 예상되고 있습니다. (IEA, 2023; IEA et al., 2023; Roser, 2020).

한편 지구 전체의 전력 인프라를 탈탄소화하는 것이 기후 목표 달성에 필수적이라 하더라도, 그 과정에서 자연을 희생해서는 안 됩니다.(Gasparatos et al., 2017; TNC, 2021)

자연을 고려하지 않은 탈탄소화는 결국 탈탄소화 자체의 효과를 떨어뜨립니다.

현재 풍력 및 태양광 에너지 프로젝트가 전 세계적으로 확대됨에 따라, 정책 결정자, 투자자, 그리고 환경 전문가들은 순환성 및 생물다양성을 위한 책임 있는 조달(이하 responsible sourcing)의 필요성을 인식하고 있습니다. 이는 공급망 지속가능성과 늘어나는 희소 광물자원 수요 충족을 위해 필요합니다.

늘어나는 광물 수요를 충족시키기 위해서는 현재의 광물·원료 공정에서 대규모 확장이 필요합니다. 그러나, 이는 기존에 비해 생물다양성에 더 큰 위협을 가져올 수 있습니다. 전환을 위한 광물 자원이 있는 지역과 생물다양성 보전이 중요한 지역이 상당 부분 겹치는 경우가 많기 때문입니다.(Sonter et al., 2020a)

따라서, 새로운 채굴 지역을 선정하고 운영할 때 국제적인 모범 사례와 완화 절차(Mitigation Hierarchy) 원칙을 철저히 준수하는 것이 중요합니다. 이를 위해, 광물을 조달하는 기업들이 자신의 공급망을 통해 영향력을 발휘하는 것이 중요합니다.

responsible sourcing을 위한 도전 과제는 많고 복잡하며, 하나의 개발자가 감당할 수 있는 범위를 넘어섭니다. 따라서 기후와 자연이라는 두 마리 토끼를 다 잡기 위해서는, 개발자들이 생물다양성을 고려한 풍력 및 태양광 개발을 위한 responsible sourcing을 하는 것이 중요합니다.

<responsible sourcing을 통한 신재생에너지 전환 지침 범위>

responsible sourcing에 대한 단일한 글로벌 정의는 없지만, 일반적으로 환경(Environmental), 사회(Social), 거버넌스(Governance)의 ESG 고려 사항과 연관되며, 특히 복잡하고 다각화된 공급망을 가진 조직에서 중요한 개념입니다. responsible sourcing은 넓게 보면 “공급망에서 사회적, 환경적, 경제적 지속 가능성을 관리하는 것”으로 정의될 수 있습니다(van den Brink et al., 2019, p. 389).

유사한 개념으로는 책임 있는 구매(responsible purchasing) (Leire & Mont, 2010; Mont & Leire, 2009) 및 지속 가능한 공급망 관리(sustainable supply chain management) (Sauer & Seuring, 2017)가 있습니다.

채굴 및 광물 조달과 관련하여, 국제광물협의회(ICMM, International Council on Mining & Metals)의 책임 있는 조달 가이드(Guide to Responsible Sourcing, ICMM, 2015) 는 책임 있는 조달을 다음과 같이 설명하고 있습니다.

1. 내부 조달 활동(Sustainable Procurement) : 조달 과정에서 환경적, 사회적, 비용을 고려하는 것. ICMM 회원사는 막대한 구매력을 활용하여 환경 영향을 줄이고, 긍정적 영향을 극대화할 수 있음.

2. 외부 조달 활동(Responsible Supply of Minerals and Metals) : 합의된 환경·사회 성과기준을 충족하는 광물 및 금속을 공급하는 것. 일반적으로 최종 사용 시장(end-use markets)과 기타 이해관계자(NGOs 등)의 요구에 의해 촉발됨. ICMM 회원사의 경우, 기업이 광물과 금속 공급망에서 ESG 활동을 공시함으로써 최종 소비자와 주주의 기대에 부응하는 활동을 포함함.

근본적으로, 재생 가능 에너지 전환을 위해 필요한 원자재 조달이 전환 목표 자체를 훼손해서는 안 되지만, 광물 및 금속 채굴과 가공이 확장될수록 생물다양성에 미치는 부정적 영향이 커질 가능성이 있습니다.

따라서, responsible sourcing은 단순히 기존 ESG 기준을 충족하는 것을 넘어서, 기업들이 전반적인 산업 관행을 네이처 포지티브(nature positive)한 방향으로 변화시키도록 유도하는 역할도 포함합니다.

2024년 초, ICMM은 ‘자연 긍정적 미래(nature positive future)’를 위한 5단계 계획을 포함하는 공식 입장을 발표했으며(부록 III 참조), 이는 책임 있는 조달이 광물·금속 공급망뿐만 아니라 더 넓은 가치 사슬과 산업 시스템 전반에서 변화를 촉진해야 한다는 점을 강조합니다.

아래는 재생 에너지 전환과 responsible sourcing을 위한 국제 프로세스를 요약해 제시하고 있습니다.

풍력 발전 :

풍력 터빈은 타워, 나셀(nacelle), 블레이드, 기초, 패널, 배선 등 다양한 부품으로 구성되며, 이에 필요한 주요 광물은 그림 3에 요약되어 있습니다.

<풍력발전 밸류체인의 주요 광물>

강철(steel)은 터빈 전체 무게의 약 80%를 차지합니다(Giurco et al., 2019). 풍력 발전에는 아연(zinc)도 필요하며, 이는 터빈을 부식으로부터 보호하는 데 사용됩니다.(IBRD/The World Bank, 2020; IEA, 2021)

기타 자재의 비율은 풍력 발전의 설계 방식과 설치 환경(육상 또는 해상)에 따라 달라집니다. 또한 터빈의 설계 방식에 따라 필요한 재료가 달라지는데, 주요 설계 방식은 다음과 같습니다.

기어형(Geared) 터빈:

글로벌 육상 풍력 시장의 70% 이상을 차지하는 터빈(IEA, 2021).

기어박스(gearbox)가 터빈의 저속 회전을 약 1:100의 비율로 높은 속도로 변환하여 전기를 생산.

동(구리, copper)이 많이 필요한 코일 기반 발전기를 사용.

직접 구동형 영구자석 발전기(Direct-drive Permanent Magnet Generator, PMG):

전 세계 해상 풍력 시장의 60% 이상을 차지.(IEA, 2021)

기어박스가 없어 경량화 및 효율성이 뛰어나며 유지보수 비용이 낮음.

희토류 원소(rare earth elements, REE)가 포함된 자석(네오디뮴-철-붕소(NdFeB))을 사용하며, 여기에 디스프로슘(dysprosium), 프라세오디뮴(praseodymium), 테르븀(terbium), 크롬(chromium) 등이 첨가됨.

터빈 크기가 커지는 것은 용량계수의 증가에 크게 기여합니다. 더 큰 타워, 로터, 가벼운 구동계는 풍력발전에 사용되는 일부 재료의 강도가 줄어드는데 도움이 됩니다. (IEA, 2021).

터빈의 기반(육상 풍력, 고정식 해상 풍력 및 부유식 풍력의 중력 기초 앵커)에는 시멘트, 모래 및 자갈을 사용한 콘크리트가 많이 필요합니다. 건설 과정에서 대량의 담수도 요구됩니다. 터빈 블레이드는 유리섬유(fibreglass) 또는 탄소섬유(carbon fibre), 레진, 발사나무(balsa wood), 접착제 등의 복합적인 소재들로 제작됩니다.(IBRD/The World Bank, 2020)​.

태양광 발전 :

태양광 발전(PV)은 태양광을 전기로 변환하는 광전지(photoelectric) 효과를 활용하며, 주요 기술의 유형과 사용되는 광물 함량은 다음과 같습니다.

<태양광 발전 밸류체인의 주요 광물>

결정질 실리콘(C-Si) 태양광 패널 :

가장 일반적으로 사용되며, 단결정 실리콘(monocrystalline silicon) 또는 다결정 실리콘(polycrystalline silicon) 태양 전지가 포함.

주로 유리(glass) 76%, 알루미늄(aluminium) 프레임 8%, 실리콘(silicon) 태양전지 5%, 구리(copper) 전극 1%, 은(silver) 0.1% 미만(전극선), 기타 금속(강철, 납, 니켈)로 구성 (Giurco et al., 2019; IEA, 2021)

캡슐화 및 백시트(backsheet) 재료로 EVA(ethylene vinyl acetate) 및 불소계 폴리머(fluorinated polymers)를 포함

박막 태양전지(Thin-film solar cells) :

결정질 실리콘보다 유리를 더 많이 사용하지만, 전체적으로 자재 소비량이 적음. (Giurco et al., 2019; IEA, 2021)

주요 유형으로는 카드뮴 텔루라이드(CdTe) 패널, 구리-인듐-갈륨-셀레나이드(CIGS) 패널이 있음

주로 유리 기반이며, 비정질 실리콘(a-Si, TF-Si), 구리, 아연, 인듐, 갈륨 등이 포함됨. (Giurco et al., 2019)​

수요 및 공급 리스크

재생에너지는 에너지 집약 산업입니다. (IEA, 2021). 기후 시나리오에 따른 재생에너지 전환은 청정에너지 기술 유형에 따라 특정 광물에 대한 수요를 증가시킵니다. (IBRD/The World Bank, 2020). 청정에너지 기술은 주요 광물의 수요를 증가시키는 주 요인이 될 것입니다.(IEA, 2021). 최근 연구(Wang et al., 2023)에 따르면, 풍력 및 태양광 발전의 확산에 비례하여 광물 수요가 증가하는 것으로 나타났습니다.

COP28에서는 2030년까지 전 세계 재생에너지 용량을 3배로 확대하겠다는 공약이 발표되었습니다. IEA는 2040년까지 저탄소 전력 생산으로 인한 광물 수요가 현재 대비 2~3배 까지 증가할 것으로 예측합니다.(IEA, 2021). 이러한 수요 증가에는 대규모 발전량, 높은 광물 집약도를 요하는 풍력 발전이 가장 큰 요인입니다. 그 다음으로 태양광 PV 역시 큰 요인입니다.(IEA, 2021).

이처럼 예상되는 수요 증가에 대비하여, 공급망 내 이해관계자들에 대한 이해도를 높이는 조치가 필요합니다. 그러나 풍력·태양광 산업이 특정 광물과 금속에 대해 다른 산업보다 더 큰 영향력을 미치는지, 혹은 덜 미치는지에 대한 판단은 쉽지 않습니다.

리튬과 같은 일부 광물의 경우, 에너지 전환이 이미 글로벌 수요의 주요 동인이 되고 있습니다. 예를 들어, 전기차 및 ESS는 향후 20년간 청정에너지 기술에서 소비되는 광물 수요의 절반 이상을 차지할 것으로 예상됩니다.(IEA, 2021).

아래의 그림은 2050년 태양광, 풍력, 수력, 지열, 원자력, 배터리 기술, 그리고 화석 연료 기반 전력 생산에서 예상되는 연간 광물 및 금속 수요를 보여줍니다. 2018년 대비 2050년까지 예상되는 가장 높은 비율의 수요 증가를 보이는 광물은 흑연(graphite)과 리튬(lithium)으로, 이들은 리튬이온 배터리에만 사용됩니다. 이러한 광물들은 다른 에너지 기술에서는 사용되지 않으므로, 그 총수요는 다른 기술과 직접적으로 비교할 수 없습니다. (IBRD/The World Bank, 2020)

전력 생산 기술만을 고려할 때, 철(iron)과 알루미늄(aluminium)의 절대 증가량이 가장 크며, 그 다음으로 구리(copper)와 아연(zinc)이 뒤따릅니다. (IBRD/The World Bank, 2020)

아래의 그림은 다양한 기후 및 수요 시나리오에서 2050년까지 풍력 및 태양광 발전에 필요한 누적 광물 및 금속 수요를 보여줍니다.

구리는 에너지 전환의 핵심이며, 은 다음으로 전기를 잘 통합니다. (EuRIC, nd).

미국 지질 조사국(USGS)의 국가 광물 정보 센터는 총 구리 사용량의 약 4분의 3이 송전 및 발전을 포함한 전기적 목적으로 사용된다고 추정합니다(National Minerals Information Center, ndb). 구리 수요는 풍력 및 태양광 에너지로 인해 2018년보다 56% 증가할 것으로 예상됩니다(ICA 2019). Månberger and Stenqvist(2018)는 2015년~2060년 사이에 풍력 및 태양광 PV 기술의 사용이 각각 1,000%와 3,000% 증가할 수 있다고 추정합니다(based on various climate mitigation scenarios).

대부분 원재료는 청정에너지 수요와 함께 가장 빠르게 수요가 증가하는 부문이 될 것으로 예상되며, 구리와 희토류 원소의 경우 수요의 총 점유율이 40%에 달하고 니켈과 코발트의 경우 60~70%(리튬의 경우 거의 90%)에 달할 것으로 예상됩니다(IEA, 2021).

예측이 낮더라도 수요는 여전히 전 세계적으로 절대 생산량의 증가로 이어질 수 있습니다(Sovacool et al., 2020).

특히 광물의 추출, 사용 및 재사용의 책임 있는 관리가 필수적입니다. 이는 국가 중요 광물 목록에 포함되어 장기 공급에 취약함을 나타낼 수 있습니다. (Ali et al., 2017)