석탄·LNG 혼소기술, 석탄화력발전 단점 보완 가능해
최근 미세먼지 등 환경이슈와 기후변화에 따른 영향으로 석탄화력발전의 설 자리가 줄어들고 있다. 특히 발전부문 온실 가스 감축량을 제9차 전력수급기본계획에 반영해야 하는 상황이다. 하지만 석탄화력발전은 지난 20년 동안 저렴한 가격으로 안정적인 전력공급을 다하면서 국가경쟁력에 이바지해왔다. 또 대북경제협력과 공급 안정성, 에너지 안보 등에도 석탄화력발전은 필요한 존재인 만큼 비단 철수하는 것만이 해답은 아닐 것이다.
석탄 화력 축소 … 에너지 안보·일자리 축소 등 문제 발생 우려
3차 에너지기본계획에 따르면 2040년까지 신재생에너지 발전비중이 최대 35%까지 확대된다. 이와 동시에 미세먼지, 온실가스에 대응하기 위해 석탄발전 비중은 지속적으로 감축된다.
전충환 부산대학교 기계공학부 화력발전에너지기술센터 교수는 “제9차 전력수급기본계획에서 탄소배출권 3,410만t 추가감축 문제 등으로 석탄 화력은 축소될 것”으로 예상했다. 이어 “신재생전원의 불확실성을 흡수할 발전원의 유지가 필요하다”며 “석탄의 빈자리를 LNG가 메울 가능성이 있다”고 언급했다.
전 교수에 따르면 석탄의 빈자리를 LNG가 메울 경우 LNG 발전이 2030년 기준으로 전체 설비 용량 중 약 30%을 차지한다. LNG는 유가에 민감하다. 만약 유가가 급등하면 에너지 안보 문제 발생이 우려된다.
유동헌 에너지경제연구원 연구위원은 “LNG는 국제가격변동 에 영향을 받기 때문에 에너지 안보 측면에서 석탄 화력 활용을 고려할 여지가 있다”고 주장했다.
석탄을 급격하게 줄일 경우 국내 발전산업 생태계 전체에도 심각한 위기가 올 수 있다. 가스터빈(브릿지전원) 산업은 국산화 등 국내 기술 성장시간이 절대적으로 필요한 상황이기 때문이다. 현재 국내 가스터빈 시장은 GE, 지멘스 등 외국기업에 의존하고 있다.
산업부에 따르면 터빈 구매 4조 2,104억 원과 유지보수 8조 1,208억 원 등 총 19조 원 이 지출된다. 이와 함께 석탄 화력 조기 폐지 시 사회적 비용이 발생하며 일자리 문제 등 연관 산업계에 미치는 영향도 크다.
전 교수는 “석탄 화력 축소 대상인 20기를 폐지할 경우 약 1,600~1,800명의 잉여인력이 발생한다”며 “신규 LNG 복합 으로 대체하더라도 발전사·협력사 등 잉여인력이 다수 발생한다”고 말했다.
남북 경제협력, 北 전력공급 필요성 높아 … 독일 사례 교훈 삼아야
남북 경제협력 활성화 관련 △남북 철도운행 및 도로 △개성공단 재가동 및 2단계 개발 △금강산 관광 △동북아 슈퍼그리 드 연계 등의 사업으로 인해 북한 전력공급 필요성이 가장 클 것으로 예상된다.
전 교수는 “북한은 남한이 250년 동안 사용할 수 있는 양질의 석탄을 보유했다”며 “1990년 독일 통일 과정에서 석탄 화력의 역할을 교훈으로 삼아야 한다”고 목소리를 높였다. 실례로 독일 통일 과정에서 초기 동독에 다량 매장되어 있는 저급탄을 이용해 전력수급을 충당했다.
동독의 풍부한 갈탄을 활용해 통일 이후 현재까지 독일의 에너지 비율은 자국 내에서 생산이 가능한 석탄을 기본으로 전력시장을 운영하고 있다. 박원주 민간발전협회 사무국장은 “결국 석탄 화력의 경제성을 포기할 수 없다”며 “노후석탄 화력도 유지 보수해서 독일처럼 계속 활용해야 한다”고 의견을 내비쳤다.
석탄-LNG 혼소기술 대안 제시
전 교수는 발전산업 생태계와 성장 속도에 맞춘 석탄-LNG 혼소기술을 제안했다. 미세먼지가 심한 기간 중 LNG 전소로 국가 에너지 전환정책에 부응하며 미세먼지가 적고 전력수요가 높은 기간 중 LNG 혼소로 △안정적 전력공급으로 계통 안정화 △SMP 억제로 전기요금 인상을 방지할 수 있다.
미국 듀크 에너지 Cliffside Steam Station 5 6호기는 가스 석탄혼소 기술을 적용했다. 먼저 550MW 규모의 5호기에는 최대 40%의 가스를 혼소했다. 825MW 규모의 6호기에는 최대 100%의 가스를 혼소했다.
그 결과 플랜트 효율은 소폭 감소한 것으로 나타났다. 전 교수는 “가스 혼소율 1%당 대기오염물질 배출 감소율은 황산화물(SOx) 1%, 질소산화물(NOx) 2~5%, 이산화탄소 (CO₂) 0.4%를 기록했다”며 “LNG 사용 관련 보일러 튜브 전 열면 개조, 보일러 버너 추가설치 등이 필요하다”고 말했다. 단 “LNG 혼소시 기존 석탄 화력 대비 발전원가는 상승할 수 있다”고 덧붙였다
