하수열·바이오매스 등 활용방안 모색
안정적 연료확보·에너지화 기술개발 관건

▲ 강남자원회수시설 전경(서울시 제공)

[이투뉴스] '친환경'을 빼놓고 에너지 산업을 말할 수 있을까. 화석연료 의존도를 낮추고 신재생에너지 사용을 늘리는 등 저탄소 녹색에너지 체제로 전환하려는 전 세계적 노력은 이제 새삼스런 일이 아니다.

높은 에너지이용 효율과 CO₂ 저감효과로 각광을 받아온 집단에너지 산업도 이 같은 흐름에서 예외일 수 없다. 지역냉·난방 시장이 치열한 경쟁체제를 형성하게 되면서 냉방기술, 연료 다변화 등 기술경쟁력 강화 노력은 불가피한 시대적 과제가 됐다.

다른 난방방식에 비해 우위를 점해온 지역난방 시장이 연료 가격, 경기 위축 등 산업 여건 변화로 흔들리자 견고한 위상을 자랑했던 집단에너지 산업을 바라보는 시각에도 변화가 감지되고 있다.

지역난방의 경쟁력으로 꼽혔던 가격과 품질이 열요금 인상, 도시가스 설비 효율 향상, 소형열병합발전 등 타 난방방식과의 경쟁체제 확산 및 구역전기사업(CES) 활성화 등으로 인해 그 의미가 퇴색돼 가는 부분이 적지 않기 때문이다.

집단에너지 경쟁력 강화를 위한 업계의 움직임은 이 같은 배경에서 비롯된다. 업계는 지역냉방, 폐기물 에너지자원화, 연료비 절감을 위한 기술 고도화 등 다양한 해법 찾기에 골몰하면서 위상 제고에 역량을 집중하고 있다.

◆폐열·RDF·매립가스 등 미이용 에너지가 미래 먹거리

▲ 목동열병합발전소 전경

천연가스 중심의 연료 사용 패턴을 다변화해야 한다는 의견이 설득력을 얻고 있는 가운데 한국지역난방공사를 비롯한 업계와 주요 지자체는 집단에너지 사업에 신재생에너지 활용도를 높이기 위한 갖가지 방안을 모색하고 있다.

석탄, 석유, 천연가스 등 화석연료가 아니라 폐열, 폐기물 고형연료(RDF), 매립가스, 우드칩, 하수열 등 신재생에너지원이 지역난방 사업의 미래 먹거리인 셈이다.

최근 한국중부발전은 전북 익산시에 생활폐기물을 연료로 활용해 전기와 열을 생산하는 폐기물고형연료(RDF) 전용 열병합발전소를 준공했다. 설비용량 9.8MW에 시간당 75톤의 열 생산능력을 갖춘 이 발전소는 익산 제2산업단지 입주기업에 열을 공급하게 된다.

현재 발전용량 확대를 검토 중인 서울 마곡 집단에너지 사업은 소각열과 하수열, 연료전지 등 신재생에너지를 활용해 지역냉·난방을 대규모로 공급하는 안이 포함돼 있다. 서울시는 이 사업을 통해 전체 냉·난방 에너지의 58.8%를 신재생에너지로 충당할 계획이다.

서울시는 또 지역난방공사와 손잡고 하수 바이오가스를 활용하는 사업을 추진하고 있다. 서울시는 난지물재생센터에서 발생하는 하수 바이오가스를 지역난방공사에 공급, 이를 난방열로 활용한다는 구상이다.

난지물재생센터에서 생산되는 하루 최대 4만㎥의 하수 바이오가스를 연료로 활용하면 하루 평균 78MWh의 전기와 90Gcal의 열 생산이 가능하다는 게 서울시 설명이다.

이렇게 되면 지역난방공사는 비싼 LNG 대신 비용이 저렴한 하수 바이오가스를 활용해 연료비를 절감할 수 있으며 신재생에너지 공급의무화 이행에도 일정 부분 기여할 수 있을 전망이다.

지역난방공사는 고양시와 함께 일산하수처리장에서 나오는 바이오가스와 방류수를 활용하는 방안을 추진 중이다. 하수처리 과정에서 발생하는 하루 1만200㎥의 바이오가스와 최종 처리된 방류수를 패키지로 연계해 지역난방과 공정용수로 활용한다는 계획이다.

지역난방공사는 현재 공급 중인 지역난방의 18%에 해당하는 186만7000Gcal를 신재생에너지로 생산하고 있다.

서울 난지도와 대구 방천리 매립장에서는 매립가스(LFG) 포집 사업을 벌이고 있다. 전국 12개 쓰레기소각장의 폐열을 활용하고 있으며, 경기도 용인에서는 하수열을 이용한 히트펌프를 운영하고 있다.

또 RDF, 우드칩 등 집단에너지 열원으로 활용 가능한 신재생에너지원 확대를 목표로 광주·전남혁신도시와 세종시 등에 열병합발전소 건설을 추진하고 있다.

이를 통해 2022년까지 신재생에너지를 이용한 열 생산량을 약 300만Gcal까지 확대한다는 계획이다. 앞으로 폐자원, 미활용 바이오매스 등 신재생에너지 열원개발을 통해 원가경쟁력을 강화하고 RPS에도 효율적으로 대응한다는 방침이다.

◆신재생에너지원 다변화, 기술경쟁력 확보가 관건

국내 신재생에너지는 현재 주로 바이오에너지와 폐기물 중심으로 활용되고 있지만 이마저도 미흡한 수준에 머문다. 에너지경제연구원에 따르면 국내 에너지 공급량 가운데 차지하는 신재생에너지 비율은 3% 수준에 그친다.

국내 집단에너지 사업에서도 이들 자원의 활용도는 매우 낮은 실정이다. 집단에너지 연료 가운데 신재생에너지가 차지하는 비중은 17% 정도로 대부분이 소각열로 구성돼 있다.

천연가스 사용 위주의 열병합발전이 연료가격 상승으로 비용부담이 커져가는 상황에서 환경문제를 고려한 대체연료 개발이 시급하다는 게 전문가들의 중론이다. 정부도 2020년까지 집단에너지 사업의 신재생에너지 이용률을 20%까지 끌어올릴 계획이다.

관건은 바이오에너지와 폐기물 연료 공급의 안정성과 연료화 기술 확보다. 지금까지는 폐기물의 위생적 처리나 재활용 정책이 우선되다보니 폐기물 에너지화 사업이 확대되지 못했으며 활용수준도 소각열이나 우드칩 등 초기단계에 머물러 있다는 지적이 나온다.

선진국에 비해 기술연구 인프라가 부족하고 연료 공급의 안정성, 설비 투자비 증가, 제도적 여건 미흡 등 여러 측면의 문제점을 안고 있는 게 현실이다.

이유수 에너지경제연구원 에너지정책총괄연구실장은 "바이오와 폐기물을 활용한 집단에너지 사업은 연료 공급의 안정성과 지속성, 가격조건 등이 관건"이라며 "물질 재활용과 에너지화 간 균형을 고려한 제도 정비가 필요하다"고 말했다.

김광균 기자 kk9640@e2news.com

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