가스냉방은 오존층 파괴물질을 사용하지 않고도 에너지효율을 크게 향상시킬 수 있다. 특히 가스냉방은 CO₂감소효과도 뛰어나기 때문에 여름철 전력수요를 분산 시킬 수 있다는 장점 외에도 기후변화에 대응하기 위한 또 하나의 대안으로 평가되고 있다. 이에 따라 수요도 늘어나고 있다. 가스냉방 보급률은 지난해 약 6000여대가 보급된 것으로 추정되고 있다. 그러나 이러한 효율성에 비해 가스냉방기기에 대한 보조금이 축열기기에 비해 상대적으로 낮아 보급이 더디다는 지적이다. 또 가스냉방요금도 1㎥당 서울이 332.28원인 반면 대전 373.24원, 원주 438.62원 등 최대 100원 이상의 차이가 나는 등 지역적 편차가 심해 보급을 어렵게 하고 있다. GHP보급 필요성과 지원제도, 개선점, 일본의 보급 현황 및 지원정책 등을 살펴봤다. 

냉방부하 비중 20%대 … 첨두부하용 발전설비 증설 낭비 

우리나라의 전력소비 패턴은 겨울철의 부하보다 여름철의 부하가 높아지는 형태다. 주요 원인은 생활수준의 향상으로 냉방과 냉동수요가 급증하기 때문이다.
한국전력거래소가 발표한 2006년도 전력계통 운영실적에 따르면 2002년 냉방부하는 8910kW(3600kW), 최대 전력 4만5773kW(6100kW)로 냉방부하 비중이 19.5%로 나타났다.

2003년 냉방부하는 900(1000kW), 최대 전력 4만7385(6100kW), 냉방부하 비중 19%, 2004년 냉방부하 1만250(1만390kW), 최대 전력 5만1264(8200kW), 냉방부하 비중이 20%로 집계됐다. 2005년 냉방부하는 1만1359(1만800kW), 최대 전력 5만4631(6600kW), 냉방부하 비중이 20.8%, 2006년엔 냉방부하 1만3000(1만1400kW), 최대 전력 5만8994(8000kW), 냉방부하 비중은 22%로 조사됐다. 2006년 누계 부하율은 73.4%로 전년75.5% 대비 2.1%p감소했다. 하지만 이는 하절기 이상 고온으로 최대 전력이 큰 폭 증가한 반면 기온상승으로 후반기 평균전력 증가가 둔화되면서 연간 부하율이 감소한 것이다.

이에 따라 최대 전력수요에 대비해 상응하는 발전설비가 전제돼야 한다는 것이다. 따라서  발전설비는 해마다 증가하는 추세에 있다.
2006년 기준 발전설비는 전년에 비해 5.2%인 325만5000kW가 늘었다. 발전원별 증가 내역을 보면 수력은 양양양수 1~4호기, 청송양수 1~2호기 등으로 전년대비 41.3% 늘어난 160만kW로 나타났다. 석탄은 당진화력 650만kW(전년비 3%증가), 가스는 광양복합 1, 2CC 98만kW(6%증가), 기타 남제주화력 3호기 10만kW 등 18만7000kW가 늘었다.
이 중 첨두부하용인 양수 및 복합화력은 258만kWFH 80%를 차지했으며, 기저설비는 당진 6호기 50만kW에 불과하다.

이에 대해 관련 업계 전문가는 “무작정 하계 피크를 위해 발전설비 증설에 투자할 수는 없다”면서 “특히 첨두부하는 1년에 수 시간 정도 발생하기 때문에 신속한 대응이 무엇보다 필요하다”고 지적했다. 
그는 하절기 첨두부하를 해결하기 위해 발전설비를 증설하면 부하율은 계속 감소하지만 첨두부하시 기동에서 정상상태까지 도달하는 데 상당한 시간이 소요되는 발전설비로 대응하는 것은 효율적이지 못하다”고 말했다. 따라서 이 난제를 해결하는 방안은 발전설비 증설 대신 첨두부하의 특성에 맞는 가스냉방기 보급이라고 주문했다.

전력대체 효과·COP 1.4때 CO₂ 32만여톤 감소

가스냉방을 통한 전력대체 효과를 분석한 결과 2003년의 경우 가스냉방에 의한 대체전력은 1426MW로 나타났다. 분석방법은 냉방용 가스수요(월간)로부터 최대 전력 발생시 가스수요(순시치)를 추적해 냉방부하를 추산하는 방법을 사용했다. 그 결과 2003년 8월 전기냉방전력이 1만450MW인 점을 감안하면 전체 냉방에너지의 약 12%수준인 것으로 분석됐다.
또 2014년 기준 669만8000RT의 용량이 확보될 경우 약 7218MW의 전력대체효과가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 총 냉방용량 대비 약 23%에 해당하는 것으로 여름철 피크부하 감소에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대됐다.
전력대체 효과에 영향을 미치는 인자로는 월간 가스사용량(월간 가스냉방용량), 가스냉방기 COP, 전기냉방기 COP등이었다.

영향 분석에서는 전기냉방기 COP와 가스식 냉방기 COP에 따른 가스냉방 대체 전력의 변동을 계산, 고효율화에 따른 전력대체효과를 분석이 이뤄졌다.
그 결과 케이스 1의 경우 가스식 냉방기 COP는 1.0, 전기식 냉방기 COP는 3.0으로 전력대체 효과는 1426MW로 분석됐다. 케이스 2는 가스식 냉방기 COP는 0.8, 전기식 냉방기 COP는 3.0으로 전력대체 효과는 1140MW로 나타났다. 케이스 3은 가스식 냉방기 COP는 1.2, 전기식 냉방기 COP는 3.0으로 전력대체 효과는 1711MW로 조사됐다. 케이스4는 가스식 냉방기 COP는 1.0, 전기식 냉방기 COP는 2.4으로 전력대체 효과는 1782MW이었다. 케이스 5는 가스식 냉방기 COP는 1.0, 전기식 냉방기 COP는 3.6으로 전력대체 효과는 1188MW로 나타났다.

가스냉방기는 CO₂배출감소에도 기여를 하고 있는 것으로 나타났다. 냉방용량 200만RT기준 가스냉방기에 대한 CO₂배출감소 실적을 보면 가스냉방 COP가 1일 경우 CO₂배출량은 110만톤으로 조사됐으나, COP가 1.1일 때는 CO₂배출 감소량이 10만톤으로 조사됐다. COP가 1.2의 경우 CO₂배출 감소량 20만톤, 1.3은 25만톤, 1.4는 약32만톤의 CO₂배출이 감소되는 것으로 분석됐다.

요금 지역 편차 극복·BTL방식 도입이 걸림돌

전력수급문제와 수요관리 측면에서 가스를 이용한 냉난방기기 보급이 확대될 수 있도록 하는 제도적 장치가 요구되고 있다. 아울러 가스냉난방기기에 대한 가스값 인하 및 보조금 지원책 등도 절실히 필요하다.
가스냉방 보급 확대를 위해서 도시가스의 지역별 냉방요금의 평준화다. 지역별로 냉방용 도시가스요금 편차가 심해 전국적인 가스냉방 보급에 장애가 되고 있다는 지적이다.
도시가스협회가 발간하고 있는 ‘도시가스사업 편람’의 냉방용 도시가스 요금추이를 추면 2003년 232.71원/Nm³에서 2004년 259.54원으로, 2005년 274.26원, 2006년 329.04원으로 꾸준히 냉방용 가스요금이 인상되고 있는 추세다. 연간 평균 지역별 냉방요금이 평균 20% 이상의 인상률을 보이고 있다.

여기에 지역별 냉방용 도시가스요금의 경우 2005년 6월 기준으로 서울이 274.26원에서 2006년 3월 현재 329.04으로 인상됐다.
이러한 현상은 지방도 크게 다르지 않다. 오히려 지역별 냉방요금이 수도권에 비해 평균 Nm³당 100원 이상 높아 GHP보급에 가장 걸림돌이라는 것이 업계의 지적이다. 진주의 경우 2005년 6월 기준 379.54원에서 2006년 3월 현재 434.32원으로 인상됐다. 이렇다보니 수도권을 제외한 지역에서 GHP 등 가스냉방보급은 언감생심이다.

최근 초·중·고 교육시설에서 노후화된 냉난방설비 교체사업으로 대부분 전기식 냉난방기기가 설치되고 있는 것도 국내 에너지수요관리 정책이 여전히 절름발로 걷고 있는 것을 보여주고 있다.
최근 업계 소식통에 따르면 GHP는 초등학교, 중학교, 고등학교에서 열세를 보이고 있다. 특히 지난해를 기점으로 GHP 시장 동향은 초·중·고 등 교육청이 주관하는 시장에서 설자리가 점점 좁아지고 있는 반면 대학에서는 오히려 위상이 강화되고 있다.

그동안 GHP는 초기 보급 당시 비록 설치투자비는 비싸지만 유지비용에 있어 전기식인 EHP에 비해 강점으로 학교 시장을 중심으로 성장해 왔다.
한때 전체 GHP시장에서 65% 이상이 학교 물량으로 분석될 정도로 학교가 전체 GHP 시장에서 차지하는 비중은 절대적이었다. 비록 초기 보급 때 보다는 시장점유율은 낮아졌지만 그래도 여전히 GHP 시장의 최대시장은 학교이다.

그러나 2005년 학교용 전기요금이 인하하면서 초등학교, 중학교, 고등학교 시장 동향이 열세로 바뀌고 있는 것이다. 산업자원부는 2005년 12월 학교의 전기요금 부담완화를 통한 교육여건 개선과 차세대 성장동력 확충을 위해 교육용 전기요금을 공급원가 수준으로 16.2% 대폭 인하키로 했다. 이로써 kWh당 89.05원에서 kWh당 74.61원으로 내려갔다.

업계 관계자는 “교육용 전기료 인하는 학교에서의 GHP 수요를 EHP로 급속히 이동시키는 요인으로 실제로 작용했다”고 말했다. 또 다른 관계자는 “최근 학교용 설계반영 의뢰가 EHP 위주로 나오고 있고 있으며 일부 현장의 경우 이미 GHP로 설계반영된 학교에서도 EHP로 설계변경을 요구하는 사례도 있다”고 밝혔다.
한전의 축냉설비 설치자에 대한 지원금액은 설치비의 18~28%에 이르나 동급 가스냉방의 경우 약 2~5%로 상대적으로 적은 편이다. 설치면적, 투자비, 운전비 등에 있어서 경쟁력이 우위에 있더라도 빙축열 방식과 비교하면 지원이 미흡하다.

또 사회기반시설에 대한 민간투자 활성화를 위해 민간이 공공시설을 짓고 정부가 이를 임대해 쓰는 BTL(Build-Transfer-Lease)방식이 도입되고 있는 것도 보급 확대의 걸림돌이다.
아울러 공공기관의 냉난방기기 사용 및 수요관리시설 도입 현황 등의 자료가 전무하는 등 기본적인 수요관리 기반이 조성되지 않았다는 점도 걸림돌이다. 따라서 여름철 전력피크를 억제하고 도시가스의 동고하저현상을 근본적으로 해결할 수 있는 가스냉방설비의 보급 방안마련이 절실하다.