그린 리노베이션, 수소 등으로 좌초 자산 ‘최소’
전 세계적으로 탄소중립과 온실가스 감축 강화로 인해 화석연료 관련 설비의 좌초자산(stranded asset) 가능성이 커지고 있다. 좌초자산이란 기후변화 등 환경의 변화로 자산가치가 떨어져 상각되거나 부채로 전환되는 자산을 의미한다. 특히 화석연료 관련 설비 중 상대적으로 온실가스 배출계수가 높고 황산화물, 질소산화물, 미세먼지 등 오염물질을 다량 배출하는 석탄발전소의 자산이 미래의 핵심 문제로 떠오르고 있다.
석유회사 영국의 BP(British Petroleum)사가 2021년 발표한 보고서 ‘에너지 전망(Energy Outlook)’에 따르면 전 세계의 석탄 수요는 2040년까지 현재의 기조를 유지될 것으로 전망되고 있다. 이와 함께 최근 일어난 우크라이나 전쟁으로 인해 천연가스 공급 부족을 겪게 된 유럽 전력 시장에서 석탄화력발전소 이용이 다시 확대되고 있다. 또한 인도, 터키 등의 개발 도상국들은 자국 내에너지 소비가 증가함에 따라 상대적으로 저렴한 화석연료에 의존하며 석탄화력 발전소의 규모를 유지하고 있다.
우선 노후된 화석연료 발전소를 지속 가능한 미래형 발전소로 재창조하는 ‘그린 리노베이션’이 대안으로 제시되고 있다. 그린 리노베이션은 효율이 낮고 탄소배출이 많은 노후된 에너지 설비들을 미래의 탄소중립 사회에 적합한 스마트 에너지 설비로 전환하는 것을 말한다.
SK에코플랜트에 따르면 그린 리노베이션은 기존 석탄화력발전소에 설비 교체, 핵심 성능 개선, 디지털 트윈 등의 4차 산업 기술을 적용한다. 또한 기존의 부지, 송배전망 등의 인프라를 최대한이용하면서 에너지 전환 효율을 최고로 향상시켜 에너지와 환경이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하도록 기여한다. 특히 탄소 배출이 높은 석탄을 탄소 배출이 낮은 천연가스 또는 재생에너지자원인 바이오매스, 폐기물 등으로 대체해 생산 전력 대비 탄소 배출량을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 실제로 석탄 대신 천연가스를 이용해 전력을 생산하는 경우 탄소 배출량이 30~40%정낮아지는 것으로 알려져 있다. 이와 함께 화력 발전소의 효율을 향상해 연료 사용량을 줄여 탄소 배출량을 감소시키는 방법도 있다. 화력발전소는 석탄·천연가스 등을 연소시켜 만든 증기가 터빈을 움직여 전기를 생산한다. 증기의 온도가 상승하면 발전소의 효율이 높아지고 그에 따라 석탄·천연가스 등의 소비량이 줄어들면서 탄소 배출량이 적어진다.
수소·암모니아 발전으로 연료 전환도 하나의 방법으로 떠오르고 있다. 수소(H2)는 탄소(C)를 포함하지 않아 그간 축적되어 온 천연가스(CH4) 운용 방법을 적용할 수 있어 LNG 대체 또는 혼소 연료로 주목받고 있다. 수소의 전주기 단계는 생산, 액화, LNG船 운반, 인수기지(터미널), 기화를 통해 가스터빈 연소·발전으로 이뤄진다. 이에 해외의 경우 국가 프로젝트로 대규모 R&D 등 기업의 혁신 노력을 뒷받침하고 있다.
미국은 에너지부(DOE) 주관으로 국가 차원의 수소발전 지원하고 있으며 수소에너지 지원 프로그램(1조 6,000억원) 중 11%를 △F급 GT 수소 전환 △발전용 GT 수소화 △암모니아 GT 개발 등 발전부문에 투자하고 있다.
일본은 제4차 에기본에서 수소를 주요 에너지원으로 반영하고 2030년까지 수소 전소 가스터빈 상용화를 위한 기술개발 추진하며, 비효율 석탄발전은 폐지하고, 고효율 석탄발전은 암모니아발전으로 단계적인 전환(2030년까지 20% 혼소 → 이후 전소 추진) 계획을 수립했다.
독일은 30㎿급 가스터빈에 수소 100% 전소 발전 실증 프로젝트를 추진하고, RWE社는 니더작센주 LNG 발전소에서 2024년까지 LNG와 수소 혼소 후, 수소 100% 발전 실증을 위해 가와사키중공업(日)과 협력하고 있다.
권정주 한국전력 탄소중립전력처 처장은 “좌초자산 최소화를 위한 석탄발전 설비의 대체 활용이 필요하다”며 “‘생산·변환-운송·저장-활용’의 전 과정을 아우르는 수소생태계 구축이 필수적”이라고 강조했다.
이 밖에도 CCS(탄소포집 및 저장 기술, carbon capture and storage)가 석탄발전소의 좌초자산 가능성을 낮출 수 있는 기술로 제시되고 있다. CCS는 화석연료 연소 후 CO2를 포집해 압축하고 운반한 후 해양 퇴적 암반층과 같은 저장소에 주입하는 기술이다.
이훈 기자 hoon@kea.kr
