전력위기 극복, 소형자가열병합이 답이다
전력위기 극복, 소형자가열병합이 답이다
  • 서민규 기자
  • 승인 2013.01.02 15:01
  • 댓글 0
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에너지효율 최고… 가스수요에도 일조
경제성 부족으로 고사위기 대책 시급
연료다변화·요금제 등 정책지원 필요
관련부처 마련 편익비용 반영해야

 

▲ 에너지관리공단 임직원들이 에너지시설을 살펴보고 있다.
최근 2년간 계속되면서 국가적 문제로 떠오른 전력부족현상을 자체적인 노력으로 해소하고 에너지를 절감해 주목받은 아파트 단지가 있다.

이 아파트 단지는 경기도 부천시 약대동에 위치한 620세대 두산 위브 1단지. 부천시 약대동 두산 위브 1단지는 지난해 8월 폭염으로 인해 에너지사용이 최고치를 달하는 와중에서도 오히려 에너지비용을 23%나 절감해 주목을 받았다.

이처럼 에너지비용을 대폭 절감할 수 있었던 것은 바로 경기도에서 최초로 지역난방과 연계한 자가열병합발전을 설치했기 때문이다.

두산 위브 1단지는 삼천리를 통해 자가열병합발전을 설치해 세대당 약 3만원, 총 1800여만원의 에너지를 줄였다. 이를 통해 국가적인 전력난 해소에 기여하고 에너지절약은 물론 온실가스 저감효과도 거두는 1석2조의 효과를 거둔 것이다.

소형열병합발전 혹은 자가열병합발전으로 불리는 시스템은 LNG를 이용한 소규모 열병합발전기를 설치한 후 전력을 생산하고 발전 중 발생하는 배열을 난방과 온수에 사용하는 방식이다.

이를 통해 에너지이용효율을 높이고 기존 발전방식 대비 높은 이산화탄소 감축효과를 거둘 수 있어 일찍부터 차세대 에너지시스템으로 주목 받았다.

특히 ESCO(에너지절약전문기업) 사업이 활성화되면서 소형자가열병합발전은 크게 성장해 왔다. 

그러나 모든 소형자가열병합이 부천 두산 위브 1단지처럼 높은 성과를 거두고 있는 것은 아니다. 오히려 높은 원료가격 상승과 정체된 전기요금으로 인해 고사상황에 빠져있다는 것이 정확한 설명이다.

삼천리의 관계자는 “자가열병합은 고유가와 전력난, 기후변화협약과 같은 국제적인 환경규제를 한꺼번에 해결할 수 있는 최적의 솔루션”이라며 “다만 상승하는 연료비와 전기요금 정체에 따라 경제성이 크게 하락하고 있는 상황”이라고 말했다.

그는 “이러한 문제를 해소할 수 있도록 정부의 지원과 민간의 노력이 함께 이뤄진다면 보급확대를 통해 국가 에너지문제 해결에 일조할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

▲ 삼천리가 추진하는 소형자가열병합설치단지 전경.

▲분산형 전원 왜 필요한가?

지난 2011년 9월15일 전국적으로 사상초유의 대규모 정전사태, 즉 블랙아웃이 발생했다.

블랙아웃 발생의 주된 요인으로는 늘어만가는 전력수요를 공급이 소화해내지 못했기 때문이다. 전력산업구조개편 등 일련의 정책이 지지부진하면서 원자력, 화력과 같은 기저부하의 건설이 적시에 이뤄지지 못했던 것이 가장 큰 원인이었다.

여기에 당장 이달 예비전력량이 127만kW까지 하락할 것이라는 것이 정부의 예상이고 보면 무엇보다 안정적인 전력에너지 공급이 가장 시급한 시점이다.

특히 국가 전력공급의 주축이 되고 있는 원자력발전소에 추가 문제라도 생긴다면 블랙아웃이 연달아 발생할 수 있는 최악의 상황도 우려되고 있다.

이와 같은 상황에서 소형열병합발전을 위시한 분산형 전원의 필요성이 점점 커지고 있다.

소형열병합발전은 주로 청정연료인 천연가스를 이용해 전기와 열을 동시에 생산·이용하는 종합에너지 시스템으로 에너지효율을 극대화시킨 고효율 에너지절약 시스템이다.

발전시 발생하는 폐열을 모두 이용해 냉·난방에 이용하므로, 기존발전소의 화력발전방식에 비해 많은 에너지를 절감할 수 있다.

특히 소형열병합발전은 분산형 전원으로서 안정적인 전력수급에 기여하며, 하절기 전력피크부하 감소로 발전소 건설비용 저감과 하절기 가스냉방수요 창출로 계절별 에너지 수급 불균형을 개선할 수 있는 장점이 있다.

청정에너지인 천연가스를 이용함에 따라 황산화물(SOx)이 전혀 배출되지 않으며, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂), 산성비의 원인인 NOx 배출이 타 화석연료보다 매우 작다는 것도 큰 장점이다.

소형자가열병합발전이 필요한 것은 계절별 에너지원의 수급 조절, 발전소 건설 입지여건악화 및 가스저장시설 확충 문제 해결을 위한 중·소규모의 분산형 발전 설비 보급 확대가 절실하기 때문이다.

에너지 해외의존도 97%인 우리나라의 경우 고효율에너지시스템 보급이 필요한 상항에서 무엇보다 소형열병합발전이 분산형 전원으로 가능성이 크다는 평가다.

자체적으로 전기를 생산하고 발전 폐열을 이용해 난방 등을 실시하므로 기존시스템보다 30∼40%의 에너지절약효과 및 온실가스를 줄일 수 있기 때문이다. 

현재 국내 전력수급은 원자력, 화력 등 대규모의 집중된 발전소를 통해 대부분 공급된다. 이같은 중앙집중식 방식은 안정적인 전력 공급이 가능하다는 장점이 있지만 공급의 유연성이 부족하다는 단점이 함께 존재한다.

정확한 수요예측을 통해 적정한 공급량을 맞춰줘야 하지만 지금과 같이 수요예측이 잘못된 상황에서는 국민들의 에너지절약, 즉 수요관리에 문제해결을 의존해야한다는 단점이 있는 것이다.

소형자가열병합과 같은 분산형 전원이 확대돼야 하는 이유가 바로 여기에 있다.

분산형 전원을 통해 자체 생산된 전력은 기반 전력계통과 연계돼 언제나 중추 공급망에 연결될 수 있다. 기저부하에 비해 송전의 제약을 덜 받고 열을 동시에 생산함으로써 에너지효율을 높이 수 있는 것이다.

이처럼 국가 기저부하와 함께 소형자가열병합과 같은 분산형 전원이 확대될 때 안정적이면서도 유연성을 함께 겸비한 전력공급시스템이 갖춰질 수 있다는 것이 전문가들의 설명이다. 

그러나 이같이 효과가 큰 소형열병합발전은 2011년 기준으로 APT, 업무용, CES사업용, 단독주택, 산업체 등 총 217개소에 432대가 설치돼 설치용량이 252.8MW에 불과하다.

설치된 설비 중 일부는 높은 원료가격 상승과 전력요금의 정체로 인해 가동도 제대로 되지 못하고 있는 상황이다. 가동할수록 적자를 보게 되는 말도 안되는 상황에 처한 것이다.

블랙아웃을 눈앞에 둔 전력위기상황에서도 가동을 강요할 수 없는 이같은 현실이 해소될 때 국가 전력망의 안전이 담보될 수 있다는 지적이다.

▲소형열병합발전 보급확대, 무엇이 문제인가.

인천대 김용하 교수의 연구결과에 따르면 자가열병합발전은 수도권 동절기 예비전력 확보를 위해 일정규모 이상 설치의무화가 필요한 것으로 나타났다.

수도권 32평 기준 500세대 이상 설치시 5년 이내 투자회수가 가능해 경제성이 높은 것으로 나타났는데, 신규택지개발지역, 개발계획수립 및 지구단위계획, 정비계획 수립 시 자가열병합발전 의무설치 조례 및 법률제정을 통해 보급확대를 꾀해야 한다고 보고 있다.

특히 기존의 비상용 디젤발전기의 경우 연료저장탱크를 이용하므로 운전시간이 제약되었으나 도시가스의 경우 환산만을 통해 공급중단 없이 연료공급이 가능하다는 점을 들며 비상용발전기 설치의무 조항을 재난대비용 상용발전으로 설치하도록 관련 법률개정의 필요성을 들었다. 자가열병합발전이 전력수급부족시 피크 부하관리용으로 상용운전이 가능하다는 점을 반영한 것이다. 

자가열병합발전이 보급확대되기 위해서는 역시 연료인 도시가스 요금인하가 필요하다는 것이 김용하 교수의 설명이다.

기존 설치된 수요처에서도 전기요금 대비 급격한 연료인 가스용금 상승으로 인해 경쟁력이 저하돼 발전기 가동률 감소 및 중단사례가 발생하고 있고 일부 병원에 설치된 자가열병합발전이 전기요금대비 경제성 부족으로 가동이 중단되기도 했다.

또 복합상가 등 업무용빌딩의 경우 하절기 전력부하관리용으로 제한적으로 운전되고 있는 실정이고 기존 공동주택의 경우 대부분 ESCO(에너지절약전문기업)사업으로 진행돼 현재 ESCO자금 회수가 어려워 가동 중단된 사례도 다수라는 설명이다.

이에 따라 현행 열병합용 1 요금제에서 자가열병합발전과 구역전기사업(CES)를 분류해 TDR이 우수한 자가열병합발전 단가를 인하해야 한다는 것이 김용하 교수의 설명이다.

여기에 자가열병합발전기를 통해 전기와 열을 생산하고 이를 냉방에 사용하므로 흡수식냉동기를 연계 설치한 경우 하절기 냉방요금을 적용해야 한다는 주장이다. 

국가편익을 고려한 설치지원금을 확대해야한다는 의견도 있다.

현행 1억원 한도내에서 kW당 5만원의 설치지원금과 2000만원 한도내에서 kW당 1만원의 설계장려금을 지원하고 있어 1000kW 설치시 5000만원의 설치지원금을 지원받을 수 있다.

그러나 예상공사비 10억원을 기준으로 하면 실질적인 지원효과가 없어 전력산업기반기금에서 설치지원금 지급, 에너지이용합리화자금을 통한 융지지원 등 정부정책자금에서 설치지원금 확대가 필요하다는 것이다. 

특히 제4차 전력수급기본계획에 의한 발전기 투입비용을 소형열병합발전 회피비용으로 산출한 결과 1kW 기준으로 45만2899원의 국가계통편익이 발생한다는 연구결과다.

연구결과를 통해 나온 건설회피비용을 15만kW 영월복합화력발전소에 대비하면 발전소 건설회피 비용 2100억원, 송전선로 손실저감비용 14억원, 이산화탄소 저감비용 80억원 등의 편익비용이 발생하고 이를 자가열병합발전 건설비용 1517억을 제외하면 총 677억원의 국가적입장에서 편익비용이 발생하는 것으로 나타났다.

▲ 소형병합발전은 분산형전원으로써 가능성이 크다.<사진은 에너지 시설 모습>
▲해결방안은

소형자가열병합을 활성화시키기 위해서는 무엇보다 타 에너지공급시스템에 비해 떨어지고 있는 경제성을 높이는 방안이 절실하다는 것이 관련업계의 한결같은 지적이다.

도시가스사를 중심으로 하고 있는 자가열병합발전협회회 관계자는 “현재와 같은 요금체계를 계속할 경우 자가열병합의 경제성을 맞추기가 쉽지 않다”라며, “국가 에너지시스템에 기여하는 점을 고려해서라도 발전보조금 지급, 운전장려금 지원 등 정부의 적극적인 지원확대가 필요하다”고 강조했다.

자가열병합발전협회에 따르면 보급활성화를 위한 방안으로 ‘운전장려금 지급제도’와 ‘비상발전기를 연계한 상용 자가발전설비 설치 의무화’ 도입을 생각해볼 수 있다.

발전소 건설 회피비용 등 국가편익을 반영하고 분산형 전원 의무화를 통해 현재의 국가적 전력위기를 타개할 수 있다는 것이다.

무엇보다 소형자가발전의 가장 큰 문제점은 정부의 정책의지가 부족하다는 점이다.

ESCO(에너지절약전문기업)을 통해 공공아파트에 대한 소형열병합이 크게 증가했음에도 불구하고 구조적인 적자구조를 면할 수 있는 제도적 장치가 전무한 것이다.

원료가격이 폭등함에도 불구하고 판매 열 가격을 이에 연동해 즉각 올리지 못하는 구조, 전력요금의 정체, 국가편익비용에 대한 미반영 모두가 정부가 소형자가열병합에 대해 신경을 쓰지 않고 있다는 반증이다.

여기에 전담부서가 명확치 않다는 것에는 관련업계 모두가 어이가 없다는 반응이다.

분산형 전원을 명확히 담당하는 부서를 정부부처에 설치해 보급이 확대될 수 있도록 해야 하고 요금체계를 사업자와 국민이 공생할 수 있는 방향으로 전환해야 한다는 것이다.

정부는 전력 수요관리를 위한 기업 절전비용으로 이번 동절기까지 약 4700억원을 지출해야 할 것으로 내다보고 있다.

이같은 수요관리 비용은 자체만으로도 엄청날뿐 아니라 지속되지 못한다는 치명적 단점을 내포하고 있다.
이 비용을 분산형 전원 확충비용으로 사용한다면 전력난 해소는 물론 안정적 전력공급시스템 확충에도 큰 보탬이 될 것이라는 것이 관련업계의 한결같은 지적이다.

수요관리 일변도의 전력수급 대책에서 분산형 전원 확충을 통한 공급력 확대에 보다 힘을 쏟아야 한다는 것이다.
이와 함께 LNG로 국한되어 있는 연료를 다변화하는 방안도 고려해야 한다는 의견이다.

미활용에너지와 신재생에너지의 활용을 통해 국가 에너지이용합리화와 연료다변화를 이뤄야 한다는 것이다.

에너지경제연구원의 관계자는 “수도권은 대기환경보전을 위해 LNG만 사용할 수 있도록 되어 있는데 이를 RDF(폐기물고형화연료), 펫릿 등 신재생에너지원을 사용할 수 있도록 해야 한다”라며, “이를 통해 소형자가열병합의 경제성을 높이고 국가적인 미활용 에너지이용효율도 높일 수 있을 것”이라고 말했다.

그는 또 “소형자가열병합용 가스요금과 전력요금을 따로 책정해 편익비용을 반영할 필요가 있다”면서, “이를 통해 소규모 사업자들이 소형자가열병합 시장에 참여해 활성화를 이룰 수 있도록 하는 방향도 고려해야 한다”고 주장했다.

 


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