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[발전 공기업은 변신중] 위기의 화력발전…신재생에너지로 터닝포인트 찾아라

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주성식 기자

승인 : 2019. 04. 18. 06:00

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남동·남부·동서·서부·중부발전 등 석탄화력발전을 운영하는 공기업 5개사가 정부의 에너지전환정책에 맞춰 변신을 모색하고 있다. 화력발전 5사가 신재생에너지 투자 비중 확대에 나선 것은 정부가 지난 2017년 12월 국정과제 중 하나인 에너지전환정책의 일환으로 발표한 ‘재생에너지 3020 계획(RE3020)’이 직접적인 계기가 됐다. 당시 산업통상자원부가 내놓은 RE3020의 핵심 골자는 전체 발전량 중 재생에너지가 차지하는 비중을 오는 2030년까지 20%로 높이겠다는 것이다.

특히 눈에 띄는 대목은 2030년까지 재생에너지 (누적)설비용량을 63.8GW까지 늘리되, 신규 설비용량의 95% 이상을 신재생에너지로 공급하겠다는 계획이다. 신재생에너지공급의무화(RPS) 제도에 따라 매년 일정 비율 이상 신재생 전력을 공급해야 하는 발전5사에 RE3020은 주력인 석탄발전 외에 사업 포트폴리오 다각화를 이뤄낼 수 있는 기회인 셈이다.

◇태양광·풍력 등 청정에너지 비중 높인다

발전5사 중 신재생에너지 투자 확대에 가장 적극적인 곳은 석탄화력발전 비중이 상대적으로 높은 한국남동발전이다. 현재 남동발전 전력 생산의 대부분은 석탄화력발전(89%)과 LNG발전(9%)이 차지하고, 신재생에너지발전 비중은 2%에 불과하다. 남동발전은 총 25조원을 투자해 신재생에너지 발전 비중을 전체의 20% 이상으로 끌어올리고, 목표 달성 기간도 정부의 RE3020보다 5년 빠른 2025년까지로 재설정했다.

남동발전의 신재생에너지 사업은 수상태양광, 해상풍력 등 청정에너지 개발을 중심으로 이뤄지고 있다. 지난해 10월 군산2국가산업단지 유수지에 준공한 18.7MW규모 군산수상태양광 발전소가 대표적인 결과물이다. 20만4094㎡ 면적의 국내 최대 규모로 설치된 군산수상태양광 발전소는 연간 약 7400여가구가 안정적으로 사용가능한 2만5000MWh의 전력 생산이 가능하다.

또한 남동발전은 해상풍력발전 분야 개척에도 적극 나서고 있다. 지난 2017년 준공한 제주 탐라해상풍력발전단지는 국내 최초의 상업용 해상풍력 발전단지로 1년에 제주도민 2만4000여가구가 쓸 수 있는 8만5000MW의 전기를 생산한다. 남동발전은 이 같은 해상풍력발전단지 건설·운영 경험을 바탕으로 60MW급 전남 부안·고창 한국해상, 64MW급 비금해상, 600MW급 완도 금일해상풍력 등을 추진하고 있다.

한국동서발전은 신재생에너지 비중을 2030년까지 정부 계획보다 5%포인트 높은 25%로 높이겠다는 도전적인 목표를 설정하고 사업을 진행 중이다. 지난해 말 기준 514.7MW였던 동서발전의 재생에너지 설비 용량도 10배 가까운 5.06GW(1GW=1000MW)로 늘린다는 목표 하에 2030년까지 15조원을 투자키로 했다.

동서발전은 2030년까지 국산 풍력기 200기 설치를 목표로 하는 ‘Korea-Wind 200 프로젝트’, 남북 최접경지역인 파주시에 시행하는 ‘통일 영농형태양광 시범사업’을 통해 신재생에너지 개발에 앞장서고 있다. 여기에 제주시 한림읍 소재 관광지인 ‘탐나라공화국’에서 재생에너지를 문화관광의 소재로 접목하는 등 이종(異種) 산업과의 융복합형 재생에너지 개발이라는 실험에도 적극 나서고 있다.

사업은 지역사회 기여 및 국민적 공감대 확산에 방점을 두고 추진된다. 80MW급 충남 대호호 수상태양광, 43MW급 태백 가덕산 풍력발전, 40MW급 양양 만월산 풍력발전 등은 지역주민과 지자체가 주주로 참여하는 이익공유형 사업모델로 개발 중이다.

한국남부발전의 2030년 신재생에너지 발전비중 목표는 이보다 더 높은 30%다. 이를 위해 남부발전은 ‘국산풍력 100기 건설 프로젝트’를 통해 풍력발전 사업을 확대해 나가고 있다. 국산풍력 100기 건설 프로젝트는 국내 풍력제조사 운영실적 확보를 통한 경쟁력 창출과 풍력 관련 기술력 강화를 위해 남부발전이 주도해 추진하고 있는 국산 기자재 풍력 건설사업이다.

남부발전이 지난달 26일 강원도 정선에 2.3MW 규모 풍력발전기 14기를 설치해 조성한 정암풍력단지(32.2MW)는 이 프로젝트의 네 번째 결과물이다. 남부발전은 태백(18MW), 창죽(16MW), 평창(30MW) 국산풍력단지에 이어 정암풍력단지 준공에 성공함에 따라 총 96.2MW(46기) 규모 국산풍력단지 건설을 완료했으며, 남부발전 자체 풍력 국산화율도 70%를 돌파하게 됐다. 올해는 강원 태백 귀네미(19.8MW)풍력단지 준공을 시작으로 제주 대정(100MW)과 부산 청사(40MW)에 해상풍력단지를, 강원도 강릉에 안인(60MW)풍력단지 조성을 적극 추진할 계획이다.

◇수소경제 생태계 조성은 우리 손으로

발전5사는 정부가 지난 1월 대한민국 신성장동력 마련을 위해 발표한 ‘수소경제 활성화 로드맵’에 따라 다각적인 사업을 펼쳐나가고 있다. 민간기업과의 협력을 통해 수소연료전지 발전 시범사업을 펼치고 해양 미생물이나 가스에서 부생수소를 추출하는 기술을 개발하는 등 다양한 형태로 수소경제 생태계 조성을 위한 노력을 기울이고 있다.

남동발전은 17일 분당발전본부 연료전지 4·6단계 준공식을 갖고 수소연료전지 사업 확대를 위한 발판을 마련했다. 남동발전은 2006년 300kW급의 1단계 연료전지를 국내 최초로 설치한 데 이어 2013년 2단계(3.08MW), 2016년 세계 최초 복층형 3단계(5.72MW), 2018년 5단계(5.72MW) 사업을 거쳐 이번 4·6단계 연료전지 준공을 통해 분당발전본부에서만 총 40MW에 이르는 연료전지를 운영할 수 있게 됐다.

중부발전도 2040년까지 연료전지 설비용량 1GW 및 수소산업 신기술연구 및 신산업 개발을 목표로 ‘KOMIPO 2040 수소사업 추진전략’을 수립해 사업개발에 박차를 가하고 있다. 이를 위해 중부발전은 지난 15일 한국전력 전력연구원과 손잡고 국내 최초로 연료전지 발전용 그린 수소 생산기술 개발을 추진한다는 계획을 밝혔다. 그린 수소 생산기술은 단일공정에서 고순도 수소 생산·연료전지발전·이산화탄소 포집까지 가능한 기술이다.

그린수소는 기존 수소 생산기술 대비 공정단계 축소를 통한 높은 효율로 생산돼 연료전지 발전 또는 수송용으로 공급될 예정이다. 중부발전은 2021년까지 20kW급 연료전지 시스템을 중부발전 부생수소 연료전지 발전소에 실증을 마무리하고, 2022년 이후 0.5MW급 시스템 보급 상용화를 최종 목표로 한국전력과 적극 협력해 나간다는 방침이다.

동서발전도 지난 11일 현대자동차·덕양과 울산화력본부 내 1MW급 수소연료전지 발전 실증사업 추진을 위한 업무협약을 체결하고 본격적인 수소경제 생태계 조성에 나섰다. 동서발전 측에 따르면 올해 하반기 착공 예정인 1MW급 수소연료전지 발전설비는 여러 대의 넥쏘 수소전기차 파워 모듈이 컨테이너에 탑재되는 모듈형으로 설치 면적 확보와 용량 증설에 용이하다.

이에 앞서 동서발전은 지난해에도 한화에너지·두산 등 민간기업과 손잡과 충남 대산산업단지에 세계 최초 50MW급 수소연료전지 발전소 착공식을 갖고 서산시 전력소비량의 5%에 해당하는 연간 40만MWh의 전력을 생산한다는 계획을 밝힌 바 있다. 특히 대산수소연료전지 발전소는 석유화학공정에서 발생하는 부생수소를 활용한다는 점에서 액화천연가스(LNG)를 연료로 사용하는 기존의 연료전지와 차별화된다.

서부발전은 합성가스 정제를 통한 연료전지용 고순도 수소생산과 합성가스와 해양 미생물을 이용한 수소생산 등 투트랙으로 수소 생산기술을 개발 중이다. 합성가스 정제 연료전지용 수소 생산기술은 지난해 6월 순도 99.99%의 수소 생산에 성공, 올해 9월 연료전지와 연계해 전력생산 시험을 진행할 예정이다. 여기에 해양 미생물 이용 수소생산 기술개발은 ㈜경동엔지니어링과 협력해 올해 3월 1톤/일(연간 300톤) 용량의 실증설비를 착공해 10월부터 실증운전에 돌입할 예정이다.

주성식 기자

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