셰일가스로 석탄火電 밀어내는 가스복합발전

[이투뉴스] 미국발 셰일가스 붐에 힘입어 가스복합발전의 석탄화력 밀어내기가 가속화 되고 있다. 미국 노후 석탄발전소가 속속 가스복합으로 전환되고 있고, 가스부국과 신흥국 사이에서도 대규모 건설사업이 추진돼 원전·석탄화력 등 기존 기저발전원의 자리를 위협하고 있다.

현대자동차그룹 산하 연구소인 한국자동차산업연구소가 최근 펴낸 '셰일혁명 이후 가스복발발전 부상 배경과 전망'이란 내용의 보고서에 따르면, 가스복합발전은 셰일혁명 이후 가스공급 확대와 가격 안정화로 미국은 물론 유럽, 중국, 기타 신흥국에서 빠르게 성장하고 있다.

먼저 미국은 셰일가스 생산확대로 가스 발전단가가 하락하면서 2005년 MWh당 69.5달러였던 도매전력 가격이 지난해 31.2달러로 하락했다. 같은 기간 가스복합의 비중은 18.8%에서 30.3%로 61%나 상승했다. 2035년까지 건설될 발전설비의 60% 이상을 가스복합이 차지할 것이란 전망도 나온다.

이같은 가스복합의 부상은 셰일가스 개발에 따라 천연가스 가격이 크게 하락한 이유가 가장 크다. 블룸버그에 의하면 LNG가격은 2005년 MMBtu(약 25㎉의 열량을 내는 가스양)당 13.1달러에서 2008년 5.8달러로, 올해 다시 3.7달러로 8년만에 70% 이상 빠졌다.

여기에 가스복합은 완공까지 최소 5~7년이 걸리는 석탄이나 원전과 달리 3년이면 발전소 건설·운영이 가능한데다 이들 전원보다 상대적으로 투자비가 적게 들어 발전사업자들의 구미를 당기고 있다. 발전원별 투자비(kW당)는 석탄이 2400달러, 원전이 4500달러, 가스복합이 1200달러 수준이다.

이정민 연구원은 "최근 미국 전력사들이 가스복합을 신규 건설하거나 기존 석탄발전소를 가스복합으로 전환하고 있다"며 "환경규제 강화로 기존 노후 석탄화력을 전환하는 프로젝트까지 포함해 가스발전 수요는 급증하는 추세"라고 설명했다.

현재 미국 도미니언사는 내년말 가동을 목표로 버지니아주 워런 카운티에 1329MW급 발전소를 짓고 있고, 듀크에너지사도 2017년부터 750MW급 사우스 캐롤라이나 발전소를 가동할 예정이다. NRG에너지사는 오하이오주 기존 석탄화력 설비를 개조해 2016년부터 가스발전소로 전환한다는 계획이다.

가스복합은 기존 주력발전원의 대체재로도 각광을 받고 있다. 우선 일본은 후쿠시마 원전사고 이후 단기간에 전력공급 부족을 메울 전원으로 가스복합을 선택했다. 또 석탄가격 하락으로 석탄발전을 늘리고 있는 유럽과 중국도 환경오염 문제가 대두되면서 대체 수단으로 가스복합을 검토중이다.

셰일가스 혁명이 이어질수록 가스복합발전 수요는 늘어날 전망이다. 대규모 가스 공급처가 새로 개발돼 가스가격이 하향 안정화되면 중장기 수요가 더 늘 것이란 예측이다. 가스자원이 풍부한 중동·아프리카·중남미를 비롯 중국·인도·동남아 등 신흥국의 예상 증설량은 2035년까지 1392GW에 달한다.

이 연구원은 "OECD중에서 미국, 독일, 네덜란드, 일본이 543GW를, 비(非) OECD로는 중국, 인도, 사우디, 러시아, 멕시코, 나이지리아 등이 849GW의 가스복합을 증설할 전망"이라며 "2035년까지 1조달러 이상이 가스복합에 투자돼 다른 발전원 대비 가장 빠른 용량확대가 예상된다"고 말했다.

가스복합발전과 신재생에너지를 융합한 하이브리드 발전 시스템도 투자가 늘고 있다. 내년부터 가동될 멕시코 '아그라 프리에타 Ⅱ' 발전소는 465MW급 가스복합과 12MW급 집광형태양열발전을 결합한 하이브리드 융합 시스템으로 주목받고 있다.

태양열로 생산한 증기로 가스복합의 출력을 높이는 방식으로, 신속한 가동-정지가 가능하고 태양열 발전의 출력변동을 보완할 수 있어 태양열 시스템 비용을 절반으로 낮춘 것으로 보고 있다. 또 GE는 터키에서 530MW급 가스복합-50MW급 태양열-22MW급 풍력을 연계한 발전소를 짓고 있다.

이 연구원은 "가스복합발전은 투입연료부터 발전시스템, 활용에 이르기까지 다양한 에너지원과의 융복합화가 빠르게 진행되고 있다"며 "건설사들도 가스복합 프로젝트 추진 시 융복합 발전환경 구축을 고려하고 다양한 에너지 응용기술을 연구개발해야 한다"고 강조했다.

이상복 기자 lsb@e2news.com