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기사입력 : 2022.10.26 14:26
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특별기고(강천구).jpg
              강천구 /인하대학교 에너지자원공학과 초빙교수



 <3편> 영종국제도시의 에너지 자립 방안


  -500MW급 친환경고효율 열병합발전소 건설 필요   

  -운영은 에너지 전문 공기업이 맡아야 


미래 열수요에 대비한 에너지공급 시설 확충 준비 필요

 

역사적으로 보면 인류문명의 발전은 에너지와 밀접한 관계가 있음을 보여주고 있다. 불의 발견은 인간의 생활양식에 큰 변화를 가져왔고, 18세기 석탄의 사용은 산업혁명을 가능하게 하였다. 이후 가장 효율적인 에너지원인 전기의 발견은 현대사회에서 풍족한 생활여건 조성 뿐만 아니라, 첨단산업의 급속한 발전을 이끄는 원동력이 되고 있다. 이렇듯 ‘에너지’의 안정적 공급망의 구축은 지역발전의 계획 수립에 있어, 최우선순위에서 검토되어야 할 중요한 요소인 것은 부정할 수 없다. 앞선 기획기사<1.2편>에서 언급한 바와 같이 이제 영종은 인구 10만 시대를 넘어, 대단위 주거단지 개발과 각종 인프라 확충 및 첨단산업의 유치 등 다양한 지역개발 계획을 앞두고 있다. 하지만, 이러한 큰 계획에 비해 에너지공급 프로그램이 20여년 간 제자리인 것은 진지하게 고민해 볼 문제이며, 사회적 논의를 더 이상 늦춰서는 안될 것이다. 이에 영종국제도시 지역개발의 큰 디딤돌이 될 최적의 에너지공급 방안은 무엇인지 살펴본다.



2공항.png
인천국제공항 제2여객터미널 확장 조감도

 

공급 안정과 친환경에 맞는 열병합발전 방식 채택

 

가장 최적의 ‘에너지’’란 공급 안정성과 함께 환경성의 기능을 조화롭게 가져야 한다. 공급 안정성에 무게를 두게 되면 환경성을 보장할 수 없으며, 환경성 중심의 에너지원 역시 마찬가지 이유이기 때문이다. 그러한 점에서 지난 2019년 확정된 정부의 제3차 에너지기본계획(산업부, 2019~2040 국가에너지정책 기본방향 제시) 및 제9차 국가 전력수급계획을 보게 되면, 현재 가장 최적의 에너지원은 무엇인지 가늠할 수 있다. 과거의 경제성 중심의 석탄발전에서 ‘환경성’ 중심의 천연가스 발전으로 빠르게 전환되고 있는데, 2034년 기준 국내에서 가동중인 석탄화력 30기가 폐지되는 반면 천연가스 발전은 신규 24기가 계획되어 있는 등 천연가스 발전의 비중을 높아지게 된다. 

 

천연가스 발전은 열병합 발전과 같은 의미로, 주로 대도시 중심의 주거단지 중심에 운영되고 있는데, 80년대 우리나라 최초의 열병합발전소인 서울 목동열병합이 건설된 이래로, 서울-분당-안양-부산 등 전국 약 55개소 이상의 열병합발전소가 지역 내 안정적 난방열 공급을 위해 운영 중이다. 열병합발전의 발전 연료는 LNG(액화천연가스)로 대기환경보전법에서 ’청정연료‘로 규정되어 있으며, 우리가 가정에서 쓰이는 도시가스와 같은 발전연료로 공급 안정성과 환경성은 검증된 것으로 볼 수 있다. 열병합발전은 석탄발전과 달리, 가스터빈 연소 후 배출되는 증기를 다시한번 스팀터빈에 공급하여 2차적으로 에너지를 생산함으로서, 발전효율 측면에서 석탄화력 대비 약 20% 이상 높다고 알려져 있어(석탄/열병합 : 40%/60%), 에너지 부족국가인 우리나라에서 효율적인 에너지원으로 그 역할을 하고 있다. 또한 분산형 전원 구축이라는 정부 에너지정책의 이행을 위해서도 에너지 소비지역 인근에 운영되고 있는 열병합발전소는 송전/송열 과정에서의 손실을 최소화할 수 있어 최적의 에너지원이라 할 수 있다.


수소발전과 신재생에너지 적절히 조화 

 

언젠가부터 수소(H2)라는 단어가 산업,경제,환경 분야 등 핫 키워드로 떠오르고 있다. 수소는 거의 무한정인 자원으로, 발전연료로 사용시 오염물질을 전혀 발생시키지 않는 등 미래에 떠오르는 자원으로 알려져 있다. 발전산업 분야에서도 한국남동발전을 비롯해 많은 발전사들이 수소발전을 위한 연구과제에 박차를 가하고 있다는 점은 매우 긍정적인 현상으로 보고 있다. 

하지만 수소발전은 국내외적으로도 아직 걸음마 수준으로, 수소공급 인프라 및 연소기 개발 등 아직 갈 길이 멀다. 현재 국내 기술개발은 수소 혼소 30% 수준을 위한 계획이 진행중이며, 최종적으로는 수소전소 발전을 목표로 하고 있다. 현재 인천시 청라지구에는 국내 최대 규모의 수소생산공장이 들어설 계획인데, 수소산업은 생산과 소비가 핵심으로써 이와 연계한 수소발전 방향을 모색하는 것도 에너지자립 뿐 아니라 지역발전 파급효과를 기대할 수 있을 것이다.

 

영종은 바다로 둘러싸인 천해의 자연조건을 가지고 있다. 현재 600MW급 용유도 및 덕적도 인근의 대규모 해상풍력사업이 추진중인데 이는 국내 최대 에너지 공기업인 한국남동발전이 주도적으로 추진 하고 있다, 즉 한국남동발전은 그동안 인천 영흥발전소에서 화력발전을 통해 수도권 전력 20%를 책임지고 있지만, 정부의 탄소중립 정책에 맞춰 친환경 에너지 전력 생산으로 빠르게 변모중이다. 문제는 신재생에너지로서는 공급 안정성 및 에너지자립을 보장할 수 없기에, 열병합발전설비를 기본으로 수소발전 및 신재생에너지가 함께 적절하게 조화를 이루어야 한다.



예상조감도.png
열병합발전소 예상조감도(자료:한국남동발전)

 

에너지 전문기관과 협업 통한 합리적 방안 마련    

 

현재 영종 내 전력과 열을 공급하는 인천공항에너지는 엄밀히 말해 발전 전문기업으로 볼 수 없다. 에너지공급 시설은 국가보안 시설로 운영될 만큼 전문 운영 능력이 중요한 산업 분야로 앞으로 신규 열병합설비가 들어서게 된다면, 이에 대한 설비 운영은 에너지 전문기관으로 이양되는 것이 안정적이며 효율적인 것은 분명하다. 

 

마침 ‘22년 9월 국토교통부는 ‘대국민 공공서비스 제고를 위한 공공기관 혁신방안’을 발표하였는데, 기관 본연의 업무와 관련성이 낮은 업무 조정을 통해, 보다 안정적으로 공공기관을 운영하고자 하는 것으로, 주요 내용으로 인천국제공항공사 산하의 인천공항에너지를 에너지 전문기관에 이양하는 계획이 확정되었다. 인천국제공항공사는 공항관리라는 본연의 업무에 충실할 수 있으며, 인천공항에너지는 전문성이 갖춰진 에너지 전문기관에서 운영함으로써 보다 안정적으로 에너지공급을 할 수 있게 된 것으로 의미 있다. 다만 에너지 전문기관 선정은 무엇보다 공공성이 우선시 되어야 한다. 발전산업은 대규모 자본이 투입되는 종합 플랜트산업으로 당장의 수익성을 바라본다면 높은 열공급 단가 등 그 피해는 고스란히 우리 주민들에게 돌아갈 수 밖에 없다. 그러한 점에서 정부기관인 전문 발전공기업이 그 역할을 하도록 하는 것은 효율적 운영과 공공성 측면에서 가장 합리적인 선택이 될 수 있다. 


발전소 건설로 지방세수 확보 및 일자리 창출 

 

마침 인천시는 지난 8월 31일 기존의 2군 8구에서 2군 9구로의 행정개편을 예고하였으며, 지난 10월 6일에는 미래지향적 행정체계 개편을 위한 T/F를 발족시켰다. 핵심은 영종 지역이 기존 중구에서 새롭게 ‘영종구’로 개편되는 것으로써, 이제 영종국제도시는 새로운 시대를 맞이하게 된 것이다. 하지만 행정구역 개편은 재정자립도 역시 준비해야 한다는 과제도 안고 있다. 발전소 주변지역 지원에 관한 법률(발주법)에 따르면, 신규 열병합발전소 건설시 해당 지자체에 지역지원금(기본,특별)과 지역 자원시설세 등 지방세가 지원된다. 운영기간 중 지역지원금은 약 210억원, 지방세수는 약 620억이 지원되는데, 이러한 지원금은 지역 인프라사업, 주민 지원사업 등 주민생활 향상을 위해 사용하게 된다. 이는 새롭게 시작하는 영종구가 에너지자립과 더불어 재정자립까지 달성할 수 있는데 큰 도움이 될 것이다. 


첨단기업 유치 기반 마련해 새 영종시대 열어야

한국남동발전 적극 참여 검토

 

아울러 발전산업은 기계,전기,토목,건축,화학 등 종합 플랜트산업으로 불린다. 그만큼 지역의 파급효과는 타 산업과 비교시 높은 수준이다. 한국남동발전 건설처에  따르면 새로 건설될 영종 열병합발전소는 현재 127MW 보다 많은 약 500MW급 열병합발전소가 필요하다는 점이다. 이를 근거로 예비타당성조사를 한다면 경기 부양 약 890억원, 생산 유발 약 1조1,3130억원 정도이며 지역 고용 유발효과는 약 5,200여명이 이르는 것으로 파악 되었다. 

 

특히 영종이 유치 예정인 첨단산업은 에너지 다유발 산업으로 안정적인 에너지망 구축은 기업 측면에서 매우 중요한 요소이다. 더군다나 도서지역인 영종은 타지역 대비 불리한 여건으로 자체적인 에너지공급을 위한 계획 수립은 무엇보다 중요하다.

에너지공급계획은 지역의 백년대계라 할 만큼 중요한 과제이다. 그만큼 인천시(중구), 중앙부처, 에너지전문기관 그리고 지역주민이 함께 해결해가야 한다. 지자체는 불합리한 규제가 없는지, 에너지전문기관은 안정성과 환경성을 갖춰 지역주민에게 환경 피해가 최소화될 수 있도록 건설,운영 방안을 찾아야 할 것이다. 그리고 지역주민과 끊임없은 소통을 해야 한다. 한국을 비롯 세계는긴 코로나-19라는 어두운 터널을 지나서, 예전 일상생활로의 복귀를 맞이하고 있다. 대한민국의항공 관문 인천국제공항는 올해 8월 기준 여객수(195만명)는 2020년 8월 여객수(23만명) 대비 약 830% 증가하여 활력을 되찾고 있다. 세계속의 영종국제도시, 새로운 영종구 시대를 맞이하여 지금의 영종이 지역발전을 위해 에너지공급 부분에서 어떤 방향으로 해답을 찾아야 되는지 기대해 본다. 


<특집기사를 끝내면서..> 

 

매주 1회씩 <총 3회> 1개 면을 채운다는 것은 분량으로도 힘든 작업이었다. 기사를 마무리 하면서 생각하니 나름대로 의미 있는 주제였기에 보람을 느낀다. 무엇보다 인천공항뉴스측에서 쾌히 특집기사로 다뤄줘서 감사할 따름이다. 하지만 아무런 도움 없이 혼자서 이런 큰 작업을 하기엔 어려웠다. 그래서 여러 국내외 자료들을 검토하고 주변의 에너지관련 학자의 자문을 받았기에 기사 작성이 가능했다. 특히 한국남동발전 건설처의 기술적 견해와 여러 자문을 받았다. 그리고 한국남동발전이 국가 전력산업에 미치는 영향과 책임에 대해 많은 부분을 알 수 있었다.

 

한국남동발전은 2002년 정부의 전력산업구조 개편으로 한국전력공사에서 분리된 국내 최고의 에너지 전문 공기업이다. 인천에 있는 영흥발전소를 비롯해 삼천포 발전, 경기 분당, 강원 영동에코, 전남 여수 등 5개 큰 발전소를 자체적으로 운영하고 있고, 민간 발전기업과 신재생에너지,해외사업 등 다양한 발전사업에도 직간접적으로 참여하고 있다. 뿐만 아니라 국내 5개 발전사 중 인천지역에서 최대 규모의 발전사업을 운영하고 있다. 인천 영흥발전소는 약 5,080MW를 운영하고 있고,해상풍력 약 600MW 사업을 추진하고 있다. 

 

2020년 기준 국내 전력시장 점유율은 설비용량 기준 7%, 전력거래량 기준 9%를 차지하고 있다. 또한 최근 이슈가 되고 있는 공기업 재무상태를 보면 올해 상반기(1~6월)까지 부채비율이 135%로 좋은 편이다. 특히 정부에서 실시하는 경영평가에서 3년 연속 A등급을 받을 만큼 경영 관리가 잘 되는 기관이다. 만약 한국남동발전이 영종의 열병합발전소를 운영한다면 공공기관으로써 수익성 보다 공공성 중심의 사업이 추진될 것이다. 즉 연료 직도입 및 직접 사업으로 합리적인 열판매 단가로 주민 편익을 최우선할 수 있다고 생각한다. 

 

현재 영종의 열공급을 담당하는 한국공항에너지(주)가 운영상에 이슈화 되고 있는 점은 1,생산단가 증가에 따른 수용가 열판매 단가 증가이다. 즉 열수요 대비 부족한 열공급력을 확보해야 한다. 2,타 지역 대비 높은 열공급 단가이다. 인천경제자유구역내 있는 송도,청라에 비해 열 판매단가가 가장 높다.이는 현재의 열병합 설비 노후화 및 효율 저하로 생산단가 상승 요인 때문이다.이를 개선하기 위해선 우선적으로 500MW급 친환경 고효율 열병합발전소 건립이 필요하다. 

 

새로운 열병합발전소가 건립되면 그 효과는 1,연중 저렴하고 안정적 열에너지의 상시 공급이 가능하다 2,최신 고효율 열병합설비 운영으로 에너지 자립도시를 만들 수 있다 3,공항 4단계.복합리조트, 대규모 거주단지 등 개발에 필요한 전기-열 공금이 가능하다 4,지방세수 증가와 일자리 창출로 지역경제 활상화에 기여할 수 있다 5,최신 환경설비 적용 및 개별난방 대체 등 대기질 개선에 큰 도움이 된다.인천의 영종이 섬 도시가 아니라 싱가포르에 버금가는 국제도시로 변모하기위해 우선적으로 갖추어야 할 것이 안정적 에너지 공급이다. 부디 영종이 에너지자립을 통해 지역주민의 안정적 열공급과 지역경제 발전에 기여할 수 있기를 바란다.



<신도시에 “열병합발전소”가 뜨는 이유>


열병합발전이란 동일한 연료를 사용하여 두가지 유형의 다른 에너지를 동시에 생산하는 종합 에너지시스템이다. 일반적으로 고온 부는 전기를, 저온 부는 열로 사용한다. 전기는 다양하게 활용되지만 열은 버려지게 된다. 이때 버려지는 열을 모아 난방열로 이용하는 난방방식을 “지역난방”이라고 하며 100㏇ 이상의 중온수를 이용해 냉방하는 방식을 “지역냉방”이라고 한다.

 

이 발전 방식으로 전기와 열 모두를 생산하는 발전소를 “열병합발전소”라고 한다. 또한 이런 열병합발전소와 쓰레기 소각장 등에서 발생한 에너지를 여러 사용자에게 공급하는 사업을 집단에너지 사업이라고 한다. 최근 대부분 신도시는 열병합발전소를 사용 하는데  LNG를 사용한 가스 엔진 열병합발전시스템은 열효율을 높이고 안정성이 뛰어난 장점이 있다. 무엇보다 LNG를 사용하기 때문에 엔진 수명이 길고, 유지 관리가 쉽다는 이점 외에도 발전 규모가 15KW에서 2000KW 이상의 수요에도 대처가 가능하다는 특징이 있다. 열은 냉각수로부터 온수를 회수하고, 배기가스로부터는 증기 또는 온수를 회수한다. 최근에는 배기가스열로 냉방용으로 많이 사용되고 있는 2중 효율 흡수식 냉동기의 일원으로 사용이 가능하다.

 

이처럼 열병합발전은 집단에너지에 다음과 같은 많은 이점이 있다.

 

1, 에너지 이용 효율 향상에 의한 대규모 에너지 절감 및 온실 가스 감축이 된다.

2, 24시간 연속 냉난방에 의한 쾌적한 주거 환경을 조성할 수 있다.

3, 양질의 저렴한 에너지를 공급 받을 수 있다.

4, 분산형 전원 확보로 국가 전력 수급 다변화에 기여할 수 있다.

5, 대기오염 물질 감소로 지구 온난화 해소에 기여 한다. 




분당.png
[분당 열병합발전소]

 

판교.png
[판교 열병합발전소]

 


    


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(특별기획) 영종국제도시- 에너지자립을 준비한다(3편) - 영종국제도시의 에너지 자립 방안
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