넷제로로 가는 최저비용 경로 – BCG 보고서

The Lowest-Cost Path to Net Zero

 

핵심 시사점

 

산업체는 탄소 배출량과 비용을 동시에 줄이는 수단을 적용함으로써 절감액을 창출하여 추가적인 탈탄소화 이니셔티브에 투자하고 경제적으로 넷제로에 도달할 수 있습니다.

 

• 에너지, 효율성, 순환성circularity이라는 세 가지 배출량 감축 수단은 긍정적인 비즈니스 사례를 구축할 수 있는 가장 큰 기회를 제공합니다.

 

• 향한 가장 비용 효율적인 경로를 파악하려면 기업은 기술적, 조직적, 경제적 요건을 고려해야 합니다.

 

• 효율적인 프로그램을 구현하려면 구조화된 접근 방식이 필수적입니다.

 

전세계 산업체들은 탄소 중립carbon neutrality을 달성하고 비용을 절감해야 하는 이중의 과제에 직면해 있습니다. 이러한 두 가지 과제는 하나의 과제로 이해해야 합니다. 잘 설계된 이니셔티브는 상호보완적인 방식으로 두 가지 목표를 동시에 달성할 수 있습니다.

 

지금이야말로 노력을 가속화해야 할 때입니다. 산업 부문은 전 세계 Scope 1 및 2 온실가스 배출량의 약 37%를 직접적으로 책임지고 있습니다. 많은 산업체들이 2050년 또는 그 이전에 넷제로를 달성하겠다고 약속했지만, 대부분 목표를 달성하지 못하고 있습니다.

 

많은 기업이 비용을 배출 억제에 걸림돌로 여기지만, 야심찬 탈탄소화 이니셔티브를 추진한다고 해서 큰 비용을 들일 필요는 없습니다. 실제로 넷제로net zero를 경제적으로 달성하는 데 가장 큰 장애물에 직면한 기업도 저비용으로 목표를 달성할 수 있는 방법을 찾을 수 있습니다. 탄소와 비용을 동시에 줄일 수 있는 수단을 찾아 빠르게 추적하고, 배출량 감축과 운영 효율성 이니셔티브를 결합함으로써 기업은 절감액을 창출하여 경제성이 낮은 탈탄소화 이니셔티브에 재투자할 수 있습니다. 일부 기업은 넷제로 비용net zero costs으로 넷제로 배출net zero emissions을 달성할 수도 있습니다.

 

비용과 탄소를 줄일 수 있는 기업

거의 모든 기업이 비용을 절감하면서 탄소 배출을 줄일 수 있는 다양한 방법을 적용할 수 있습니다. 가장 적절한 예는 다음과 같습니다.

 

• 효율성Energy Efficiency. 생산의 모든 측면에서 최첨단 프로세스를 구현하면 자산 활용도가 향상되고 장비 효율성이 개선되며 폐기율이 감소합니다. 대부분의 산업에서 20~30% 범위의 잠재적 절감 효과를 볼 수 있는 경우가 흔합니다.

 

• 재생가능 에너지Renewable Power. 사업장 내 또는 사업장 인근에 에너지 발전 시설을 구축하면 비용과 화석 연료 가격 변동성에 대한 노출을 줄일 수 있습니다.

 

•  순환성Circularity. 폐쇄 루프 프로세스closed-loop processes를 사용하면 원자재 사용을 줄이고 에너지 소비를 개선할 수 있습니다.

 

 

[그림 1]은 한 화학 공장의 감축 곡선을 보여주며, 감축이 어려운 산업도 비용도 절감하는 탈탄소화 수단을 구현할 수 있음을 보여줍니다. (화학 기업이 탄소 발자국을 줄이면서 경제 성과를 향상시킬 수 있는 방법에 대한 두 가지 사례 연구는 "중동 석유화학 기업" 및 "아시아 태평양 화학 기업" 참조).

 

다양한 기회가 존재하지만, 모든 주요 소재 및 공정 산업에 동일한 원칙이 적용됩니다. ([그림 2] 참조)

 

넷제로를 향한 최저비용 경로 탐색

야심찬 배출량 감축 프로그램을 실행할 때 기업은 일반적으로 세 가지 과제를 극복해야 합니다.

 

1. 기술적 과제Technological Challenge. 많은 기업이 넷제로 배출에 필요한 최저 비용의 기술 조합을 완전히 이해하지 못하고 있습니다. 이들은 가장 낮은 수준의 열 비용을 가진 비화석 열 발전 및 저장 솔루션nonfossil heat generation and storage solutions을 설계하고 운영한 경험이 부족합니다. 특정 부문에서는 완전한 탈탄소화에 필요한 일부 기술이 아직 성숙하지 않았기 때문입니다. 또한 비화석 에너지 운반체의 가용성과 미래 비용은 여전히 불확실합니다. 이러한 불확실성을 극복하려면 강력한 기술 전문성과 에너지 시스템에 대한 폭넓은 지식이 필요합니다.

 

2. 경제적 도전Economic Challenge. 많은 기업들은 탈탄소화 노력을 가속화할 때 가장 큰 배출원(주로 열 발생)의 탈탄소화의 중요성을 지나치게 중시합니다. 이러한 접근 방식을 통해 넷제로에 가까워지거나 넷제로를 달성할 수도 있지만, 일반적으로 가능한 가장 낮은 비용으로 달성할 수는 없습니다. 대신, 기업은 일반적으로 훨씬 더 작지만 경제적으로 실행 가능한 수단, 특히 이러한 여정에 자금을 지원할 수 있는 수단을 통해 수익률을 극대화해야 합니다. 동시에 운영 효율성도 극대화해야 합니다.

 

3. 조직 과제Organizational Challenge. 야심찬 배출량 감축 목표를 경제적으로 달성하는 것은 특히 여러 생산 거점을 보유한 기업의 경우 조직 차원에서 해결해야 할 과제이기도 합니다. 기업은 대규모 공장 네트워크 전반의 자산 성능과 교체 주기에 대한 투명한 정보를 확보해야 합니다. 각 공장이 현지 조건에서 가장 비용이 적게 드는 배출 감축 경로를 파악하고 실행할 수 있도록 해야 합니다. 또한 여러 국가에 분산된 수십 개의 개별 시설로 구성된 네트워크 전체에 최적의 자본 배분이 이루어질 수 있도록 설비 투자 요건에 대한 완전한 정보를 확보해야 합니다.

 

비용을 고려한 탈탄소화Decarbonization를 위한 구조적 접근 방식

탈탄소화 프로그램에 대한 체계적인 접근 방식을 취함으로써 기업은 리소스를 비용 효율적으로 배치하고 개선 일정을 최소화할 수 있습니다. 프로그램을 주도하기 위해서는 개별 공장의 넷제로 경로 개발net zero pathways을 지원할 수 있는 기술 전문성을 갖춘 전담 탈탄소화 태스크포스를 구성해야 합니다. 또한, 팀에는 비용과 일반적인 영향을 포함한 산업별 감축 수단 데이터베이스와 같은 노력을 지원하는 도구가 필요합니다.

 

구조화된 접근 방식을 채택하려면 다음 3단계 프로세스를 따르는 것이 좋습니다.

 

1. 파일럿 플랜트 세트에 대한 기준 설정Establish the baseline for a set of pilot plants. 초기 평가를 위해 몇 개의 파일럿 플랜트를 선택합니다. 에너지 소비 및 배출량, 운영 성과, 기술 구현, 자산 수준 재투자 주기, 작업 현장의 문제점에 대한 상세한 기준을 설정합니다. 팩트 기반을 구축하기 위해 종합적인 플랜트 상태 점검을 수행하고, 비용과 플랜트 KPI를 분석하고, 기술 포트폴리오를 검토합니다.

 

2. 넷제로 및 비용 절감 청사진 설계Design net zero and cost-out blueprints. 각 파일럿 플랜트에 대해 Scope 1 및 2 배출 감축 수단의 비용 최적 조합과 여정에 자금을 지원하는 데 도움이 될 비용 절감 조치를 파악하고 우선순위를 정합니다. 중기 기술 및 자본 투자 로드맵을 수립합니다. "탈탄소화 핸드북decarbonization handbook"에 수단, 방법론, 교훈, 모범 사례 및 공통 형식을 수집하여 전체 플랜트 네트워크에 쉽게 배포할 수 있도록 합니다.

 

3. 전체 사업장에 프로그램 배포Roll out the program throughout the entire network 중앙 태스크포스의 지원을 받아 전체 플랜트 네트워크에 걸쳐 단기간에 비용 최적화된 넷제로 경로를 개발합니다. 진행 상황을 추적하고 비효율성을 파악하며 모든 플랜트에서 설비 투자 요구 사항을 집계하고 우선순위를 지정하는 프로그램 제어 기능을 마련합니다.

 

또한 기업은 더욱 강력한 탈탄소화 거버넌스decarbonization governance를 구축해야 합니다. 여기에는 탈탄소화를 공장 성과 검토(KPI 시스템, 추적 및 보고 포함)에 통합하고, 명확한 목표와 책임을 설정하고, 최고 경영진의 약속을 얻는 것이 포함되야 합니다. 조직의 속도를 유지하기 위해서는 인센티브와 명확한 커뮤니케이션도 필수적입니다.

 

추진 상황 체크 포인트

현재 탈탄소화 여정의 단계에 관계없이 기업 리더는 다음 질문 각각에 대한 답을 알고 있거나 개발할 수 있어야 합니다.

 

• - 파리 협정 및 동종 업계 선도 기업이 설정한 목표와 일치하거나 초과하는 넷제로 목표를 달성하고 있는가?
• - 목표에 따라 배출량을 줄이고 있는가?
• - 사업장에서 비용 최적화된 넷제로 경로를 달성하기 위해 성공적인 비즈니스 사례로 이니셔티브 수를 극대화하고 있는가?
• - 네트워크 전반에서 얻은 교훈을 적절히 포착하고 있는가?
• - 사업장에 목표 달성을 위한 구체적인 이니셔티브가 포함된 구체적인 계획이 있는가?
• - 공장의 넷제로 경로에 대한 비즈니스 사례와 이를 달성하는 데 필요한 연도별 설비 투자에 대한 완전한 투명성을 확보하고 있는가?
• - 네트워크 전반에서 진행 상황과 특정 수단의 구현을 추적하고 있는가?
• - 감축을 목표, 인센티브 및 정기적인 성과 대화에 통합하고 있는가?

 

이런 질문 중 상당수의 질문에 "예"라고 답할 수 없는 기업이 많습니다. 보다 체계적인 접근 방식을 채택하면 배출량 목표 달성에 대한 자신감을 높이고 보다 경제적으로 목표를 달성할 수 있습니다.

 

산업체는 비용 효율적인 넷제로 목표 달성을 우선시해야 합니다.

에너지 효율을 극대화하는 전략을 실행하고 비용 문제를 동시에 해결하는 탈탄소화 프로그램을 설계함으로써 탄소 배출량과 운영 비용을 모두 줄일 수 있습니다.

 

최선의 노력을 기울이면 현재 진행 중인 여정에 사용할 수 있는 자금을 극대화할 수 있습니다. 비용을 고려한 탈탄소화 접근 방식을 채택하면 성장을 촉진하고 장기적인 가치를 창출할 수 있는 기회도 얻을 수 있습니다. 성공하는 기업은 경쟁 우위를 유지하거나 개선하면서 더욱 지속 가능한 미래를 도모할 수 있습니다.

 

 

[중동 석유화학 기업]

25개 이상의 상호 의존적인 생산 공장이 있는 한 대규모 석유화학 단지는 2050년까지 넷제로 배출을 달성하기 위한 가장 낮은 비용의 경로를 찾고자 했습니다. 이 회사는 성공적인 비즈니스 사례를 통해 3년 이내에 배출량의 15~20%를 줄일 수 있다고 판단했습니다. 주요 수단으로는 재생 에너지(태양 에너지 및 폐기물에서 바이오가스 전환)와 운영 효율성 개선이 활용되었습니다.

 

폐기물에서 합성 가스waste-to-syngas로의 전환, CO2 포집 및 광물화 기술을 사용하면 5~10년 내에 배출량의 15~25%를 추가로 감축할 수 있습니다. 나머지 배출량을 제거하려면 탄소 포집, 활용 및 저장과 전력-열 전환power-to-heat 기술이 필요합니다.

 

또한 이 회사는 이러한 탈탄소화 조치와 관련된 잠재적인 비용 절감 및 자본 투자 회피 효과도 확인했습니다. 지속적인 비용 절감 외에도 비용과 배출량 모두에 긍정적인 영향을 미치는 자산 개선 및 신규 자산 설치는 비용과 배출량을 별도로 처리하는 이니셔티브에 비해 자본 비용을 절감했습니다.

 

[아시아 태평양 지역의 화학 기업]

아시아 태평양에 본사를 둔 한 글로벌 화학 생산업체는 광산 폭약의 필수 구성 요소인 암모니아와 질산을 제조하기 위해 탄소 집약적인 공정을 사용합니다. 이 기업은 넷제로 배출을 달성하고 Scope 1 배출량의 약 50%를 줄이기 위한 높은 수준의 초기 계획을 수립했습니다. 그러나 나머지 넷제로 및 중간 탈탄소화 목표를 달성하기 위한 구체적인 전략과 단계가 필요했습니다.

 

프로젝트 팀은 추가로 10~15%의 감축을 달성할 수 있는 단기적인 " 확실한no regrets" 탈탄소화 조치(1~3년에 걸쳐)를 찾아내어 우선순위를 정했습니다. 나머지 35%~40% 감축을 달성하기 위해 프로젝트 팀은 그린 수소, 바이오 기반 메탄, 탄소 포집, 활용 및 저장과 같은 새로운 기술 기반 경로를 검토했습니다. 이러한 기술은 톤당 100달러를 초과하는 고가의 기술이며 추가 조사와 모니터링이 필요합니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 상당한 감축 가능성이 있다는 증거가 발견되었습니다.

 

연구팀은 에너지 및 공정 효율성 분야에서 에너지 효율 업그레이드, 온도 제어, 열 회수, 가스 회수 등 CO2 톤당 비용이 마이너스로 감소하는 몇 가지 수단을 찾아냈습니다. 또한 전기화electrification 및 현장 재생 발전on-site renewable generation은 상당한 투자가 필요하지만 시간이 지남에 따라 사업성이 있다는 것을 확인했습니다.