분산전원으로서 역할 커  신재생에너지와 접목도 용이

대규모 발전·송배전설비 비용 회피 국가편익 kw당 45만원  

합리적 가스요금과 운전지원금  설치장려금 등 지원 필요 

 

분산전원 필요성 대두

[가스신문=주병국 기자] 지난 6월 문재인 대통령은 고리1호기 영구정지 선포식에서 “건강한 에너지, 안전한 에너지, 깨끗한 에너지 시대로의 전환 과정에서 많은 어려움이 있겠지만, 반드시 가야할 길이다”고 강조했다.

이어 지난 9월 15일 백운규 산업부장관은 ‘새 정부 에너지정책방향’을 △친환경 에너지 믹스로의 전환 △미래에너지 신산업 발굴․육성 △동북아 에너지 협력 주도 등 3가지 방향을 제시했다.

이 중 친환경에너지 믹스로의 전환은 전 세계적 추세로 한국의 에너지정책방향도 원전․석탄화력 발전의 비중을 줄이고, 신재생과 천연가스발전의 비중을 높여 나가겠다는 것이다. 석탄 화력에 대해서는 노후 석탄화력 발전조기 폐지(2022년), 신규 석탄발전 진입 금지, 환경설비 집중 투자(2030년까지 13조원) 등을 통해 온실가스 및 미세먼지 배출을 획기적으로 감축한다는 복안이다.

신재생에너지부문은 2030년까지 전체 발전량의 20%를 재생에너지로 공급하는 한편, 전체 신재생 발전량 중 태양광‧풍력 비중을 대폭 확대(‘16년 38%→’30년 80%)해 선진국형 신재생 믹스를 달성하는 계획이다. 이 같은 에너지전환 정책은 올 연말 수립될 제8차 전력수급계획과 제13차 장기천연가스수급계획 등에 담길 것으로 보인다.

이처럼 이번 정부는 ‘탈 원전과 탈 석탄’이라는 목표로 에너지전환 정책을 확고히 밝힌 만큼 그 대안인 신재생에너지와 LNG발전의 중요성이 대두되고 있다.

따라서 정부의 에너지전환 정책과 부합되는 LNG발전 부문은 바로 자가열병합발전(소형열병합발전)과 연료전지발전이다. 특히 신재생에너지로 분류된 자가열병합발전은 분산형전원으로써 대표적인 에너지공급시스템이며, 태양광․풍력․바이오가스 등과 같은 신재생에너지와 융복합시스템으로 운영이 가능해 정부의 ‘에너지전환 정책’과 가장 잘 부합된다.

 

자가열병합발전 순기능 많아

많은 에너지전문가들은 여러 연구결과와 검증절차를 통해 동‧하절기 전력피크 부하를 줄일 수 있는 ‘차세대 대안책’으로 분산형 전원인 자가열병합발전(Co-gen)을 손꼽고 있다. 청정연료인 도시가스를 연료로, 가스발전기를 가동하여 전기와 열을 생산해 인근 수요처에 공급할 수 있다.

자가열병합발전은 하나의 공급설비에서 두 가지 에너지를 생산, 공급하는 고효율시스템으로 에너지다소비 건물이나 중·소 산업체, 공동주택 등에 특화된 시스템이다.

자가열병합의 최대 장점은 무엇보다 대규모 발전소 건설과 운영에 소요될 막대한 재원의 부담을 줄이고, 전력수급 문제에도 안정적인 역할을 할 수 있다.

자가열병합발전설비의 기여도를 국가적 편익과 발전사라는 두 가지 측면에서 분석한 결과는 국가적 편익은 45만2899원/㎾, 발전사 편익은 39만4902원/㎾ 인 것으로 조사됐다.

국가적 편익기여도는 △발전설비 건설 회피비용 △송전망 건설 회피비용 △송전선로에 대한 손실저감비용 △CO₂저감비용 △연간 전력구입 비용 등으로 추가 발전설비 없이 전력공급을 자가열병합발전으로 대처할 수 있다는 것이다.

에너지관리공단에서도 국내에 설치된 자가열병합발전을 보다 효율적으로 운영, 관리할 경우 추가발전 가능용량이 629㎿급이라고 제시한 바 있다.

결국 자가열병합발전을 보급 활성화 할 경우 대규모 발전소 건설에 따른 추가비용 없이 정부가 추구하는 에너지전환 정책인 에너지효율 증대와 LNG발전 증대, 신재생에너지 확대가 가능하다.

따라서 에너지전문가들은 그동안 대규모 발전설비에 의존하려는 정부의 전력정책과 공급체계에 문제가 있다고 지적하고, 이를 개선하는 방안 중 하나로 자가열병합과 연료전지발전을 손꼽는다. 게다가 분산형전원은 소비자가 전력공급자가 되는 전력 마이크로 그리드의 한 축으로 미래 전력효율 향상 네트워크인 스마트 그리드에도 중추적 역할을 할 수 있다.

 

신재생에너지와 접목한 융복합가능

특히 자가열병합발전은 신재생에너지와 접목할 경우 그 효과가 배가된다.

신재생에너지의 최대 단점은 운전(가동률)율이 낮다는 점이다. 이런 문제를 자가열병합발전이 보완해 줄 수 있다. 태양광, 풍력, 바이오가스 등 신재생에너지와 열병합발전설비가 듀얼방식으로 운영될 경우 전력과 열 생산 그리고 소비능력은 지금보다 50% 이상 높아진다.

이미 하수종말처리장, 재생물센터 등과 같은 사업장에서는 듀얼방식인 융복합시스템으로 운영하고 있으며, 부천 하수종말처리장, 서남물 하수종말처리장, 경남 진동재생물센터 등이 대표적인 사례이다.

일본만 해도 신재생에너지와 자가열병합발전의 융복합시스템은 활발하게 보급되고, 이미 상용화됐다. 심지어 축산농가, 원예단지, 비닐하우스 농장 등 농업분야까지 빠르게 보급되고 있다.

여기에다 도시가스(LNG)를 원료로 사용함으로써 이산화탄소 배출량은 30%이상 감축하며, 산업체 등 에너지다소비수요처에서는 신재생에너지의무할당제(RPS)에도 능동적으로 대처할 수 있다. 1석3조의 효과를 보고 있는 셈이다.

 

지원정책 부재로 자생력 상실

이처럼 ‘1인 다역’이 가능한 자가열병합발전은 안타깝게도 국내에서는 정부의 지원정책 부재와 무관심 탓에 에너지 시장에서 자생능력을 상실하고 있다.

국내 자가열병합발전의 총 설비용량은 200㎿이며, 이는 국가 총 발전용량인 546GW의 약 0.4% 수준이다.

10월 현재 전국에 자가열병합발전을 설치한 곳은 223개소이며, 전년보다 소폭 감소했다. 이중 업무용빌딩이나 복합건물, 산업체 등 에너지다소비처에 설치된 곳은 69개소이다. 그 외 154개소가 아파트 단지에 설치됐다. <표1>

가정용 전기요금 누진제에 따른 경제성 확보 때문에 한때 주택용 아파트에 보급이 많이 됐다. 하지만 대부분 경제성 악화와 자립도 결핍으로 가동이 중단되거나 간헐적인 운영만 되고 있다.

그나마 신재생에너지와 접목한 듀얼방식의 융복합자가열병합 사업장은 가동이 되고 있다.<표1-2>

국가적 편익이 큰 분산형전원인 자가열병합발전이 이처럼 보급이 더딘 이유는 대규모 발전에 의존하려는 정부의 에너지정책 아래에선 좀처럼 자생력을 갖추기 어렵기 때문이다.

 

최소비용 최대효과 위한 3가지 핵심과제 

따라서 ‘1인 다역’을 수행할 수 있는 자가열병합발전에 대한 보급 확대를 위해서는 정부의 세심한 지원정책 아래 3가지 핵심과제가 수반되어야 한다

3가지 핵심과제는 바로 ▲합리적인 가스요금 적용 ▲가동률 향상을 위한 운전지원금(가칭 발전지원금)지원 ▲초기투자비용 경감 위한 설치지원금 상향 조정이 필요하다. 선진국의 경우 열병합발전은 에너지절감과 기후변화 대응의 주요 아이템으로 다뤄지고 있다. 독일과 미국은 2020년까지 총 발전용량 중 열병합발전의 점유율을 20~25% 수준으로 현재보다 2배 향상 시킨다는 목표이다. 이를 위해 독일의 경우 자가열병합발전량에 대한 발전지원금(40원~104원/㎾)을 10년간(3만hr) 지급하고 있다. 일본도 ‘성에너지법’을 마련하여 열병합발전(가스코젠)시스템의 도입 확대를 위해 초기투자비용의 최대 50%까지 지원하고 있다. 지원규모만 한해 100억엔(1,400억원)이다.

하지만 우리나라의 경우 요금 지원정책으로는 열병합발전에 대해 석유수입부과금(19.4원/㎥)과 안전관리부담금(3.9원/㎥)만 한시적으로 면제하고 있다.

이는 대규모 집단에너지사업장만 원료비 부담 완화 효과를 체감할 뿐 중․소형 열병합발전사업장은 혜택을 느끼지 못한다.

 

발전용 집단에너지 도매요금 적용

따라서 관련업계는 현행 도시가스요금의 92% 이상을 차지하는 도매요금에서 새로운 요금인하 정책을 마련해야 한다고 지적한다. 그 방법 중 하나로 자가열병합에 발전용 집단에너지 도매요금(485.36원, 10.3485원/MJ)을 적용하는 방안이다. 이럴 경우 가스요금은 현행(568.99원/㎥, 13.0674원/MJ)보다 90원/㎥ 이상 인하되는 효과가 발생한다. <표2>

또 다른 방법으로는 자가열병합발전에 가스냉난방공조요금제(하절기 347.8원/㎥, 8.1427원/MJ)를 적용하는 방안이다.

가스요금 지원정책이 수립된다면 분산형 전원인 자가열병합발전 사업장의 경쟁력은 높아질 것으로 기대된다.

 

15원/kWh 운전지원금 지원

여기에다 국가적 편익을 감안하여 운전지원금을 보존할 경우 자가열병합발전은 스스로 자생력을 갖출 수 있을 것으로 기대된다.

지난 2013년 한국가스공사가 ‘자가열병합발전시장 조사 및 지원대책 방안’이라는 연구과제를 추진한 결과 보급확대를 위해 15원/kWh의 운전지원금이 필요하다는 대안도 나왔고, 한해 총 운전지원금 규모는 82억원이 제시됐다. 이는 대용량 발전설비 건설비용의 0.5% 수준에도 못 미친다.

정부가 자가열병합발전의 자생력 확보를 위해 운전지원금을 지원한다면, 수조원이 소요될 발전설비와 송전설비 비용을 지불하지 않아도 안정적인 전력공급은 물론이고 신재생에너지와 LNG발전 비중을 높여 나갈 수 있다.<표3> 하지만 자가열병합발전에 대한 지식 부족과 무관심으로 아직도 지원되지 못하고 있다.

 

설치장려금 상향 지원

끝으로 자가열병합발전의 보급 활성화를 위해 설치 희망하는 수요처의 초기 투자비용을 줄일 수 있도록 설치장려금을 상향 조정하는 방안도 필요하다.

현재 설치장려금은 한국가스공사가 천연가스 수요 진작이라는 명목으로 kw당 5만원(1억원 한도)을 지원하고 있다. 현재의 설치장려금 수준을 30만원/kw 이상으로 높일 경우 수요자의 투자비용 회수는 5년 이내로 짧아진다. 또한 보급 활성화에 ‘단비’와도 같은 역할을 할 것으로 기대된다. <표4>

지금이라도 정부가 분산형 전원인 자가열병합발전에 대해 관심을 갖고 보급 활성화를 위해 다양한 지원정책을 펼친다면 대규모 발전소 추가 건설과 송배전 비용에 소요될 막대한 재원 부담 없이도 에너지전환 정책을 신재생에너지와 더불어 성공적으로 추진할 수 있을 것이다.

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