▲ 인하대학교 경제학부 박희천 교수
발전소 열 870만Gcal 중 96%가 추기열 ‘에너지절감 아니다’

열 공급위해 감발량 급증…원전 2기 수준의 전력문제 야기

관련산업 피해 큰 만큼 공정한 득실 따지는 등 재검토 절실

 

o 검토배경

‘수도권 Green Heat 프로젝트’의 핵심은 인천 지역 4개 복합발전소를 열병합발전화하여 수도권에 1,137만 Gcal(110만 가구분)의 지역난방을 공급하겠다는 것이다. 용역보고서는 9천억원의 광역 열배관망 투자를 통하여 20년간 1억 3,342만(2018년: 96.3만) Gcal의 에너지절감과 함께 금액으로 평가한 약 9.8조원(2018년: 706억원)의 에너지절감, 개별 및 중앙난방 대비 연간 약 1,075억원 난방비 절감, 약 3,000만 톤의 온실가스 배출감축, 3.6조원의 경제유발, 12,000명의 취업유발 등의 효과를 기대하고 있다고 한다.

o지역난방을 위해 발전량을 얼마나 줄여야 하는가

“활용 가능한 미이용 열에너지”의 76.5%에 해당되는 870만 Gcal/h의 열을 생산하여야 하는 인천의 4개 복합발전소의 감발량을 우선 산출해 보자. 이 복합발전소들의 발전용량은 <표1>에서와 같이 5,914 MW이며, 열생산설비용량은 2,652 Gcal/h이며 이 중 신인천과 포스코 복합발전 DH-Eco의 101.54 Gcal/h를 제외하면 발전배열(추기열)은 2,550.46 Gcal/h가 된다.

<표1> 인천지역 복합발전의 열병합발전화 계획에 따른 생산설비 내역

 

 

단위

인천복합 중부발전(W)

신인천복합
남부발전(X)

합계1
(W+X)

서인천복합
서부발전(Y)

포스코
발전소(Z)

합계2
(W+X+Y+Z)

A

발전설비 용량

MW

1114

1,800

2,914

1,100

1900

5,914

B

열생산설비 용량

Gcal/h

460

564

1,024

610

1,018

2,652

C

 

MW/h

534.9

655.8

1,190.7

709.3

1,183.7

3,083.7

D

연간 열생산량

만Gcal/y

150

180

330

200

340

870

E=D/(B*8760)

가동률

%

37.2%

36.4%

36.8%

37.4%

38.1%

37.4%

F

평균발전감소

MW

117.2

176.0%

293.2

225.5-242

256.6

775.3-791.8

G=F/A

평균발전감소율

%

10.5

9.8%

10.1%

20.5-22%

13.50%

13.1-13.4%

H

최대발전감소(12월)

MW

272.8

409.8

682.6

5l4.5~552.1

7727.4

1924.5-1962.1

I

최대발전감소율(12월)

%

24.5%

22.8%

23.4%

46.8-50.2%

38.28%

32.5-33.1%

J=C/A

전력 대 열 비율

48.0%

36.4%

40.9%

64.5%

62.30%

52.1%

K=A/C

열 대 전력 비율

208.3%

274.5%

2.447%

155.1%

160.50%

191.8%

L

감발

kWh/Gcal

255

281

271

380

283

338

M=L*860

감발비율

 

0.219

0.241

0.233

0.327

0.243

0.291

복합가스발전 자료: Deloitte & KOHEC,  2013년 12월 26일

용역보고서는 이 복합발전소들이 연간 총 870만 Gcal 열을 생산하기 위해 각각 117.2 MW(평균발전감소율: 10.5%), 176 MW(9.8%), 225.5∼242 MW(20.5∼22%)와 256.6 MW(13.5%)의 전력생산을 줄이게 된다고 밝히고 있다. <표2>

<표2>열병합발전화할 인천복합발전의 월별 감발량 추정

 

 

A
비중1)

B

C

D

E

F

G

 

열생산

열생산

열생산

전력생산

부하율

부하율배수

감발량


%

Gcal

 

A/720h

B/0.86

C*2.083

D/1,114

E/0.372

F±117.2

Gcal/h

MW/h

MW/h

 

 

MW/h

1월

17.4

260,809

362

421

877

0.79

2.12

248.1

2월

15.8

237,550

330

384

799

0.72

1.93

226

3월

12.9

193,606

269

313

651

0.58

1.57

184.2

4월

8

120,397

167

194

405

0.36

0.98

114.5

5월

3.1

46,269

64

75

156

0.14

0.38

44

6월

2.2

33,381

46

54

112

0.1

0.27

31.8

7월

1.8

27,357

38

44

92

0.08

0.22

26

8월

1.3

19,599

27

32

66

0.06

0.16

18.6

9월

1.5

22,359

31

36

75

0.07

0.18

21.3

10월

4.4

65,901

92

106

222

0.2

0.53

62.7

11월

12.4

186,026

258

300

626

0.56

1.51

177

12월

19.1

286,744

398

463

965

0.87

2.33

272.8

100

1,500,000

 

 

 

 

 

 

1) 한국지역난방고사의 2012년 월별 열병합발전 생산량의 비중.
2) 12월의 부하를 87% 는 일평균 20.88시간(24*0.87)동안 열추종 방식으로 가동하여야 함을 의미함
3) 인천복합발전의 평균감발량 : 1172 MW ; 평균부하율 37.2% ; 열생산 대 전력생산 비율 100 대 208.3.

 

4개 복합발전소들이 현재 한국지역난방공사 자체 및 발전자회사의 CHP의 월별 열생산 비중만큼씩 열을 생산한다는 가정을 해보자. 인천복합발전(중부발전)경우 2012년에 월별로 생산해야 할 열생산 규모는 연간 생산량 150만 Gcal에 이 비중을 곱하여 <표2>의 A열과 같이 구할 수 있다. 월생산량을 720시간으로 나누면 B열, C열과 같이 월별 시간당 열생산량(Gcal/h 또는 MW/h)이 된다. 인천복합발전소의 열생산 대 전력생산의 비율이 <표1>의 K행에서와 같이 100 대 208.3임을 감안하면 이를 <표2>의 시간당 열생산 C열에 곱하여 D열과 같이 월별 시간당 발전량을 계산할 수 있다. 이를 인천복합발전의 발전설비용량 1,114 MW로 나누면 월별 평균부하율을 구할 수 있게 된다. 열생산이 많은 12월의 평균 전력부하율은 87%가 된다. 이 12월의 전력부하율 87%는 일평균 20.88시간(24시간×0.87) 동안 열추종 방식으로 발전소를 가동하여야 한다는 의미이다. 이렇게 구한 월평균 부하율을 연간 평균부하율로 나누면 F열에서와 같이 월간 부하율배수를 계산할 수 있다. 월별 발전감소량(감발량)은 인천복합발전의 평균발전감소량 117.2 MW에 월간 부하율배수를 곱하면 G열에서와 같이 구해 질 수 있다. 인천복합발전은 12월에 286,744 Gcal의 열을 생산하기 위해 발전설비(1,114 MW)의 24.5%에 해당하는 272.8 MW의 발전을 감소(감발)시켜야 한다. 

<표1>의 H행과 I행에서 나타나고 바와 같이 12월 최대 감발률은 연간 평균감발률 보다 두 배 이상이 된다. 이에 따라 12월에는 인천의 4개 복합발전소들은 775.3∼798.8 MW보다 훨씬 많은 1,924.5∼1962.1 MW의 발전을 줄여야 한다. 이 규모는 원자력발전소 약 2기에 해당하는 규모로서 우리 경제가 감내할 수준을 넘게 될 것은 자명하다.

인천의 노후화한 복합발전소들이 이를 추진하는 이유는 향후 전력예비율이 높아져 전력시장에서 복합발전소 간의 경쟁이 심화될 때 열추종을 빌미로 전력생산의 우선권을 가질 수 있기 때문일 것이다.<표3>

<표3> 용역보고서에 따른 에너지절감 효과

용역보고서 주장

2018년

2019년

2020년

2021년

2022년 이후

절감량

천 Gcal

963

1,009

1,550

1,991

127,907

133,420

천TOE

96

101

155

199

12,791

13,342

 

천 bbl

706

740

1,136

1,460

93,756

97,797

절감액

억원

706

740

1,136

1,460

93,756

97,797

77.79% 차감

2018년

2019년

2020년

2021년

2022년 이후

절감량

천 Gcal

214

224

344

442

28,408

29,633

천TOE

21

22

34

44

2,841

2,963

 

천 bbl

157

164

252

324

20,823

21,721

절감액

억원

157

164

252

324

20,823

21,721

 자료 : ‘수도권 Green Heat프로젝트’ 연구용역 : 최종보고, 2016.12.26

 

o에너지가 다량으로 버려지고 있다는 주장은 사실인가

용역보고서는 20년간 1억 3,342만(2018년: 96.3만)Gcal(비용 환산시 9.8조원)의 에너지절감을 주장하나 이는 허구이다. 20년간 연평균 678만(1억 3,342만/20년; 68만호 분량)Gcal와 16년간 연평균 799만(12,791만/16년; 80만호 분량) Gcal의 에너지를 절감한다는 것을 보면 용역보고서는 궁극적으로 110만호(1,137만 Gcal)에 지방난방을 공급하겠다는 의도이다. 이에 따라 용역보고서가 주장하는 20년간 1억 3,342만 Gcal에는 발전소의 추기열(배열)이 포함되어 있다. 복합발전소 DH-Eco의 34만을 제외한 836만과 LFG 발전의 48.45만을 합한 884.45만(전체의 77.79%) Gcal는 에너지절감이 아니다. 따라서 용역보고서는 <표3>에서와 같이 20년간 2,963만(2018년: 21.4만) Gcal와 함께 2조 1,721억원(2018년: 157억원)의 에너지절감만을 주장할 수 있다.

 

o20년간 3,000만 톤의 온실가스 배출저감 가능한가

앞서 밝힌 바와 같이 총열생산량 1,137만 Gcal 중 77.79%인 884.4만 Gcal가 복합발전소와 LFG 발전소의 열로서 추기열이기 때문에 에너지절감이 아니다. 따라서 온실가스 배출저감량도 3,000만 톤에서 77.79%를 차감함 666만 톤 밖에 되지 않을 것이다. 이산화탄소 톤당 가격을 $8(현재 가격: $6∼$7)로 계산한다면 $5,248만(약 550억원, 연평균 27억 5천만원)이 된다. 

 

o전력으로 난방하는 것이 바람직한가

수도권의 전력공급이 수요에 비해 절대 부족하며, 신규 발전소의 부지를 확보하기 어려운 상황에서 기존의 복합발전소의 열병합발 전화는 심각한 문제가 아닐 수 없다. 수도권의 열병합발전소(CHP)는 수도권의 전력부족을 해소하기 위해 노태우 대통령 시절 주택 2백만호 건설을 위한 신도시개발과 함께 건설되었다. CHP의 건설은 복합발전소의 건설보다 지역 주민들의 동의를 쉽게 얻을 수 있기 때문이었다. 현재 수도권의 전력부족이 심각하기 때문에 1 MW의 발전설비가 아쉬운 실정에 복합발전소를 열병합발전화하여 지역난방을 공급하겠다는 발상은 도저히 이해할 수 없다. 이는 전력의 과소비를 조장하는 행위이며, 난방용(지역난방용)으로 전력의 사용은 가급적 억제되어야 한다.

 

o열배관망사업의 투자규모는 적정한가

상기 보고서는 9천억원의 투자를 통하여 약 9.8조원의 에너지를 절감할 것이라고 주장하고 있지만, 이 투자비가 전부가 아니다. 집단에너지를 공급하기 위한 광역 열배관망 외에 열생산자의 열회수설비(3,361억원), 망사업자의 설비(6,037억원), 아파트단지내 난방 공급설비의 초기투자비(20만 가구 대상: 8,623억원), 도시가스 배관유휴화 손실(1,392억원)을 포함시키면 투자비는 2조 4,413억원에 달할 것으로 추산된다.

 

이 투자금액은 지역난방 대상 가구당 약 789만원의 투자를 의미하는 대규모 투자이다. 지역난방이 이 만큼의 가치가 있는지 의문스러운 실정이다.

 

o열배관망사업에 따른 득실은 왜 비교하지 않는가

정부와 공기업의 과제인 이 사업은 시행에 따른 피해도 분석하여 국가적인 득실을 따져야 함에도 불구하고 일방적이며 정확하지 않은 에너지절감, 난방비 절감, 생산유발, 취업유발 등의 효과만을 제시하고 있는 실정이다. 이 사업은 관련 산업에 각종 피해를 입히기 때문에 공정한 득실의 비교를 통하여 득이 실보다 월등히 클 경우에 한하여 추진되어야 한다.

 

o생산유발효과와 열배관망사업에 따른 손실비용

증기 및 온수업종(한국은행 산업연관표 168업종 소분류상 업종번호 121; 산업부문 집단에너지 포함)을 외생화한 산업연관분석은 집단에너지업종의 생산(투자) 증가에 따라 타 업종들에 유발되는 생산유발효과를 추산할 수 있다.

2010년에 9천억원을 투자하면 약 3.3조원의 생산이 유발된다.<표4> 그러나 집단에너지업종은 9천억원의 투자로 가스산업(2조 9,579억원=90.79%)과 석유산업(1,604억원=4.92%)에 3조 1,183억원(95.71%)의 생산을 유발하였으나 다른 산업의 생산유발규모(1,398억원=4.29%)는 미미하였다. 집단에너지업종에 대부분 연료를 공급하는 가스산업을 제외하면 집단에너지업종은 9천억원의 투자로 인하여 2010년에 3조 2,582억보다 훨씬 적은 3,003억원(석유산업 포함)의 생산유발효과만을 발생시킨 것으로 조사된다.

이 사업에 따른 생산유발효과에 20년간 온실가스 배출저감에 따른 편익 550억원을 더한다면 <표4>에서와 같이 3조 3,132억원(가스부문 제외시 3,553억원)이 된다. 그러나 도시가스, 보일러제조 및 보일러 설치 업계의 손실(비용)은 이 보다 많은 3조 7,866억원에 달한다.

<표4> 광역 열배관망사업에 따른 득실 비교

 

비고

득(편익),단발성

절(손실, 비용)

연간

단발성

생산유발효과

직간접,단발성 온실가스배출저감(20년간)

3조2,582억원(가스산업 제외 시3,003억원)550억원

 

 

도시가스 매출 감소

직접, 연간(처음 10년)
(나중10년)

 

938억
2,064억

9,380억원(2(3
2조640억원

도시가스 검침 매출 감소

직접, 연간(처음 10년)
(나중10년)

 

26억6,600만원
58억6,520만

267억원원
587억원

보일러 매출 감소

직간접, 단발성 (처음 10년)
(나중10년)

 

 

1250억원
2,750억원

보일러 설치 및 AS

직간접, 단발성 (처음 10년)
(나중10년)

 

 

500억원(3
1,100억원

배관망 유휴화 손실

 

 

 

1,392억원

 

3조 3,132억원(3,553억원)

 

3조7,866억원(5

취업유발효과

직간접,단발성

5,701명
(가스산업제외시:1,082명)

 

 

도시가스 매출 감소

직접, 연간(처음 10년)
(나중10년)

 

253명,156명

2,3456명(2(3
5,160명

도시가스 검침 매출 감소

직접, 연간(처음 10년)
(나중 10년)

 

96명, 211명

960명
2110명

보일러 매출 감소

직간접, 단발성 (처음 10년)
(나중 10년)

 

 

313명
688명

보일러 설치 및 AS

직간접, 단발성 (처음 10년)
(나중 10년)

 

 

1339명
3,056명

 

5,701명(1,082명)

 

16,021명

에너지절감(5

직간접,단발성

157억원

 

 

열배관망에 대한 감가상각 및 유보수

직접,연간

 

300억원

 

회수설비에대한감가상각및유보수

직접,연간

 

564억원

 

아파트단지내설비에대한

 

 

 

 

감가상각 및 유보수

직접,연간(추가비용만)

 

921억원

 

 

157억원

1,785억원

 

에너지절감(20년간)(5

 

2조 1,721억원

 

 

도시가스 매출 감소

 

 

 

3조 20억원

보일러 매출 감소

 

 

 

4,000억원

보일러 설치 및 AS

 

 

 

1,600억원

 

2조 1,721억원

 

3조 5,620억원

주 1) 처음 10년을 50만호 (비지역난방 지역 20만호) 그리고 나중 10년은 74만호(44만호)에 지역난방공급을 가정.
2) 향후20년간 의 매출손실로 계산함
3) 도시가스 매출감소 등은 직접 감소만 감만하였음. 2010년 산업연관표 상 168개 업종의 평균 생산유발계수인 2.92를 감안하면 실이 득보다 훨씬 큼
4) 보일러 교체를 매 8년마다 교체하는 것으로 가정.
5) DH-Eoo(34만 Gcal)를 제외한 복합발전의 열과 LFG의 열은 에너지절감이 아님
6) 생산유발효과는 최종수용가 지속적으로 발생하지 않으며 더 이상 발생하지 않음. 생산 및 매출에 따른 승수(multiplier)효과는 제외됨

 

o도시가스 매출 및 취업 감소

광역 열배관망사업에 따라 도시가스의 매출손실은 연간 938억원(처음 10년간)과 2,064억원(나중 10년)으로 추산된다.

이 매출액의 손실에 따라 연간 약 235명(처음 10년간)과 516명(나중 10년간)의 취업감소가 예상된다. 또한 도시가스 검침은 연간 약 26억6,600만원(처음 10년)과 약 58억6,520억원(나중 10년)의 매출 감소와 함께 연간 약 96명(처음 10년)과 약 211명(나중 10년)의 취업감소가 예상된다. 이러한 매출 및 취업 감소는 용역보고서가 추산하는 생산유발 및 취업유발 효과와는 달리 매년 발생하는 직접적인 효과로서 20년 동안을 합산하면 약 3조874억원의 매출감소와 10,575명의 취업감소를 의미한다.

 

o보일러업계의 매출 및 취업 감소

광역 열배관망사업에 따라 보일러 업계는 약 1,250억원(50만원×20만×1.25; 처음 10년간)과 2,750억원(50만원×44만×1.25; 나중 10년간) 등 4,000억원의 직접적인 매출감소와 함께 약 313명(1,250억원÷4억원; 처음 10년)과 688명(2,750억원÷4억원; 나중 10년) 등 도합 1,001명의 직접적인 취업감소의 피해를 입을 것으로 예상하고 있다. 또한 보일러설치 업계는 약 500억원(20만원×20만×1.25; 처음 10년)과 1,100억원(20만원×44만× 1.25; 나중 10년) 등 도합 1,600억원의 직접적인 매출감소와 함께 약 1,389명(500억원÷3,600만원×1.25; 처음 10년)과 3,056명(1,100억원÷3,600만원×1.25; 나중 10년) 등 도합 4,445명의  직접적인 취업감소를 감수하여야 한다. <표5>

 <표5> 증기 및 온수업종의 취업유발효과

업종번호

부문명칭

취업계수표 사용

취업유발계수표사용

12+52

석탄제품

0.1313

2.07%

0.2009

1.78%

13+53-55

석유제품

0.1115

1.76%

0.4796

4.24%

14+120

가스제품

5.1320

81.01%

8.8597

78.34%

0119

전력

0.0073

0.11%

0.0241

0.21%

0056

석유화학기초제품

0.0010

0.02%

0.0110

0.10%

15+76+77

철광석, 선철, 조강

0.0252

0.40%

0.0946

0.84%

0078

열간압연강재

0.0034

0.05%

0.0234

0.21%

0129

도소매

0.2473

3.90%

0.3107

2.75%

0144

금융

0.0361

0.57%

0.0750

0.66%

0154

기타사업서비스

0.1073

1.69%

0.3107

2.75%

 

기타

0.5327

8.41%

0.9197

8.13%

합계

6.3349

100.0%

11,3094

100.0%

 

자료 : 한국은행, 2010 산업연관표(단위 명 /10억원)

주 : 9천억원 투자로 2010년 1만2천명의 취업은 잘못된 계산임 (취업유발계수표를 사용한 오류임).



o취업유발효과와 열배관망사업에 따른 취업감소

용역보고서는 9천억원을 투자하여 1만 2천명의 취업유발효과를 거둘 수 있다고 주장하고 있다. 이 보고서는 이미 레온티에프 역행렬을 곱하여 구한 생산유발계수행렬(효과)에 산업별 취업계수를 곱하여 구하여야 하나 대신에 취업유발계수를 곱하는 실수를 범하였다. 즉 어떤 수에 x를 곱하여야 하는데 x2을 곱한 셈이 되었다.  따라서 <표5>에서 나타나고 있는 바와 같이 광역 열배관망사업은 2010년에 9천억원을 투입하여 10,178명(900×11.3094)이 아닌 5,701명(900×6.3349)의 취업을 유발하였다. 이 취업유발효과 중 가스산업을 제외하면 1,082명(5,701명×18.99%)밖에 되지 않는다.(취업계수대각행렬에서 가스산업의 행을 제외시킴)

 

o에너지절감에 따른 비용은 얼마인가

<표3>에서 분석한 바와 같이 열배관망사업은 20년간 2조 1,721억원(2018년: 157억원)의 에너지를 절감한다. [표 4]에서 나타나는 바와 같이 20년간 도시가스 매출감소, 보일러 매출감소와 보일러 설치 및 AS에 따른 손실만도 3조 5,620억원으로서 열배관망사업에 따른 에너지절감을 능가하게 된다.

 

o결어 및 정책 시사점

용역보고서는 ‘수도권 Green Heat 프로젝트’가 정부의 과제임에도 불구하고 지역난방의 보급을 확대하면 우리나라 에너지시장이 최적화되는 것처럼 오도하고 있다. 이 프로젝트가 정부의 과제라면 이의 시행에 따른 피해도 분석하여 국가적인 득실을 따져야 한다. 그러나 용역보고서는 일방적이며 정확하지 않은 에너지절감, 난방비 절감, 생산유발, 취업유발 등의 효과만을 제시하고 있다.

수도권의 전력공급이 수요에 비하여 절대 부족하며, 신규 발전소의 부지를 확보하기 어려운 상황에서 기존의 복합발전소를 열병합발전화하여 지역난방을 공급하겠다는 발상은 도저히 이해할 수 없다. 이는 전력으로 난방을 하겠다는 행위와 다를 바 없다. 더욱이 12월의 많은 열수요를 충당하기 위해선 원자력발전소 2기에 해당하는 1,924MW 발전을 줄여 지역난방을 공급해야 하며, 12월에 거의 하루 종일(일평균 20시간) 열병합발전화한 복합발전을 열추종 방식으로 운영하여야 하는 데 가능할지 의문스럽다.

광역 열배관망사업에 따른 득실 비교에서 나타나고 있듯이 생산유발효과, 취업유발효과, 에너지절감 등 측면에서 득(편익)보다 실(손실, 비용)이 훨씬 더 큰 것으로 분석이 되기 때문에 이 사업은 재검토 되어야 한다. 특히 이 사업으로 인한 취업감소는 취업유발효과에 비하여 압도적으로 크기 때문에 현재 정부가 중점적으로 추진 중인 일자리창출정책에 위배되고 있다. 이 사업은 비용효과적이지 아니면서 대규모의 투자를 유발하며, 중복투자로 인하여 국가적으로 막대한 재원을 낭비하게 될 것이다.

 에너지절약을 빌미로 추진되어 온 구역형 집단에너지사업(CES)의 실패가 되풀이되는 것은 방지되어야 한다. CES 투자기업들의 대부분은 그 동안 막대한 손해를 입어 왔다. 이제는 지역난방을 인위적으로 확대시키는 집단에너지공급지역지정제도를 폐기하여야 한다. 현재는 정부가 난방열시장에 개입할 명분이 없으며, 집단에너지공급지역지정제도와 같은 규제는 시장만 교란시킨다는 것을 인지하여야 한다.

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