석탄화력, 온실가스와 명운 건 정면승부
석탄화력, 온실가스와 명운 건 정면승부
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  • 이상복 기자
  • 승인 2013.03.18 09:30
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배출권 규제 본격화 대비 CO2 감축기술 앞다퉈 도입
두산重, 세계 최고 국산 초초임계압(USC) 공급
▲ 두산중공업이 중부발전 신보령 1,2호기에 적용할 국산 초초임계압 설비 조감도

[이투뉴스] '온실가스를 잡지 못하면 미래도 없다.'

석탄화력발전소가 온실가스와 명운을 건 정면승부를 벌이고 있다.

지금은 발전단가가 저렴한 전원으로 전성기를 누리고 있지만, 같은 양의 전력을 생산하면서 가장 많은 온실가스를 내뿜는 치명적 단점이 언제 산업의 존망을 위협하는 부메랑이 될지 몰라서다.

17일 발전업계에 따르면 석탄화력은 지난해 기준 설비용량의 30.7%, 발전용량의 39.4%를 공급하는 국내 '제 1의 기저전원'이다. 원자력(발전량 기준 29.6%)보다 약 10%나 전력생산량이 많다.

석탄화력의 이같은 과점은 앞으로도 상당기간 현 추세를 유지할 가능성이 높다.

6차 전력수급기본계획이 예정대로 추진되는 상황을 가정한 발전량 구성비 예측에 의하면, 석탄화력은 2020년 42.8%까지 비중이 치솟아 정점을 찍은 뒤 2025년 이후에도 41.4%를 유지할 전망이다.

같은기간 LNG발전이 2012년 24.9%에서 2020년 13.8%로 쪼그라들 것이란 예측과 대비된다.

장기 에너지믹스 정책이 확정되지 않았으나 원전을 늘리거나 신재생에너지를 단숨에 확충하는 일이 현실적으로 쉽지 않다는 점에 비춰보면 입지는 확고부동해 보인다.

정부는 2027년 피크기여도 기준 석탄화력의 발전비중과 전체 설비용량을 각각 34.1%, 2만9570MW로 추정하고 있다.

그러나 이런 여건과 전망에도 불구하고 석탄화력의 미래는 다른 에너지원보다 오히려 불확실성이 높다. 탄소규제가 본격화되면 온실가스가 그대로 비용으로 전가되기 때문이다.

원자력을 옹호하는 진영의 국제기구인 IAEA의 분석에 의하면, 전력 1kW를 생산을 위한 석탄화력의 온실가스 배출량(991g)은 원자력의 100배, 태양광의 18배, 천연가스의 1.8배에 각각 달한다.

석탄화력의 미래비용을 발전단가에 포함시켜 전원계획을 짜야한다는 주장은 이런 '온실가스 아킬레스건'에 근거한다.

향후 온실가스 총량규제, 배출권 거래제 등이 시행돼 관련비용이 발전단가로 계상되면 '원자력 다음으로 저렴하다'는 석탄화력의 경제성 논리는 명분이 뿌리째 흔들릴 수밖에 없다.

글로벌 화력발전 설비업체들이 앞다퉈 온실가스 감축기술 개발에 나서는 이유다.

상황은 비관적이지만은 않다. 이미 선두기업들은 첨단 발전소 설계·제작기술을 총동원해 이산화탄소 감량에 나서고 있다. 발빠른 일부 기업은 이를 차세대 설비시장을 선점할 기회로 여기고 있다.

온실가스 포집·저장기술(CCS) 상용화까지 보조를 맞추면 충분히 극복 가능한 문제라는 계산이다.

앞서 최근 열린 장관내정자 인사청문회에서 윤상직 지경부 장관이 석탄화력 온실가스 대책을 추궁받자 "석탄도 온실가스를 줄이면서 할 수 있다"고 단언한 자신감의 배경이기도 하다.

탄소배출량을 최소화하는 석탄화력 설비들의 변신은 이미 시작됐다.

서부발전은 2016년 완공 예정인 2100MW급 태안화력 9, 10호기에 일본 히타치가 만든 초초임계압(USC) 보일러를 설치한다. STX전력과 동서발전도 동해 북평화력발전소(1190MW)를 USC로 짓고 있다.

물이 증기로 변하는 임계압(㎠당 225.65kg, 374℃) 이상의 증기를 사용하는 USC는 기존 초임계(SC)발전소 대비 발전효율이 높아 같은 양의 전력을 생산하면서 그만큼 온실가스를 줄일 수 있다.

특히 중부발전은 2017년 준공 예정인 신보령 1,2호기에 두산중공업이 국내기업 최초로 개발한 1000MW급 국산 초초임계압 발전시스템을 적용할 예정이다.

두산중공업 USC는 증기압력이 ㎠당 265kg, 온도 621℃ 수준인 세계 최고 초초임계압 설비로, 기존 USC(㎠당 246kg, 593℃ 이상) 대비 효율이 3.2%나 높다.

그만큼 연료사용을 줄일 수 있어 1000MW 설비기준 CO2감축 기대량은 연간 32만톤에 달한다.

두산중공업 관계자는 "USC는 연료가격 상승과 강화되고 있는 환경규제 등의 미래변화에 능동적으로 대응하기 위해 개발된 세계 최대 용량의 국산화 독자 모델"이라며 "2020년까지 미래기술인 하이퍼초임계압(HSC)설비도 개발할 계획"이라고 말했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com

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