에너지효율 증가, 탄소감축, 사용자 비용 절감 기대

“자가열병합 투자비 회수기간 4년 이내로 단축해야”

[에너지신문] 분산형 열병합(자가열병합발전) 보급 확대시 에너지효율 증가, 탄소 감축, 사용자  에너지 비용 절감 등 국가적·사용자 편익이 있기 때문에 편익 증대를 위해 설치장려금 상향 및 탄소감축량 인증 방안을 마련할 필요가 있다는 의견이 제기됐다.

이같은 의견은 28일 분산형열병합발전협의회와 한국도시가스협회가 공동 주최로 서울 삼정호텔에서 80여명의 관계자들이 참석한 가운데 ‘분산에너지를 선도하는 자가열병합발전의 역할’을 주제로 열린 ‘분산형 열병합발전협의회 정책기술 세미나’에서 권영 삼천리 부장이 발표한 ‘분산형 열병합발전 사업성 및 비용편익’ 발표에 따른 것이다.

권 부장은 “정부의 정책방향은 △분산에너지 시스템 △탄소 중립(전기화) △에너지효율 강화에 있다”라며 “자가열병합 발전은 에너지효율 증대, 탄소감축이 가능하며 전력시장을 보완할 수 있는 시스템”이라고 강조했다.

분산형 전원은 발전소 및 송전선로 건설 회피 비용(kW당 70만원, 7억원/MW) 등 전력부하 평준화 및 국가적 편익비용이 발생하고, 가스 분산 자가발전사용 시 약 26% 온실가스 감축효과가 있어 에너지 효율증가로 온실가스 감축에 기여한다고 설명했다. 또 연중 지속적인 운영으로 가스 수요 및 수급관리 개선에도 도움을 준다고 밝혔다.

아울러 사용자 편익관점에서도 피크시간대 전력요금 회피, 연료비 절감, 에너지사용 안정성 확보 등이 가능하고, 자연재해·사고시 에너지공급 지속성이 우수해 에너지자립도 향상에도 기여한다고 설명했다.

특히 사업성 분석결과, 한전수전을 대체해 자가열병합발전 설비 도입시 에너지비용 연간 약 36%가 절감되는 것으로 나타났다고 밝혔다. 그는 “현재 투자비 약 20억원/MW 수준으로 투자비 회수기간 약 6년이 소요된다”라며 “보급활성화를 위해서는 투자비 회수기간을 4년이하로 단축할 필요가 있다”고 강조했다.

산업용 사업성 민감도 분석에서는 열 80% 사용시 발전단가 134.9원/kWh로, 한전전력 중간부하·최대부하 시간대에 경쟁력이 있으며, 투자비 회수기간은 6.1년으로 전기요금 인상 및 투자비 감축 여부에 따라 4년이내 단축이 가능하다고 설명했다.

일발용 사업성 민간도 분석에서는 열 80% 사용시 발전단가 121.2원/kWh로, 한전젼력 중간부하·최대부하 시간대에 경쟁력이 있으며(춘추절기 중간부하 제외), 투자비 회수기간은 6.8년으로 설치 장려금 상향 건의와 더불어 설비가격, 공사비를 낮출 수 있도록 업계 노력이 필요하다고 밝혔다.

권 부장은 “최근 산업용 전기요금 인상 및 분산에너지 특별법 영향으로 산업용, 대형건물(데이터센터 등) 보급 가능성이 확대되고 있다”라며 “대규모 부지가 필요하고 계획적인 발전이 불가능한 재생에너지의 단점을 보완한 최적의 분산발전 수단이 자가열병합 발전”이라고 강조했다.

따라서 그는 우선 자가열병합 발전의 투자비 회수기간을 4년 이내로 단축하기 위한 지원금 상향이 필요하다고 주장했다. 국내의 경우 최대 2억원 한도내에서 kW당 20만원의 설치장려금을 지원하고 있는데, 이는 1MW설치시 10% 수준에 머물러 있다. 반면 일본의 경우 상한액 150억원으로 보조율이 50%(중소), 33%(대)로 지원금이 활성화돼 있다며 지원금 상향 필요성을 강조했다.

아울러 그는 탄소감축 실적을 ESG에 활용 가능하고, 배출권 확보를 통한 추가수익을 창출할 수 있도록 탄소감축 인증을 위한 방법론 개발이 필요하다고 밝혔다. 또한 자가발전으로 전력공급 영향이 최소화될 경우 인센티브를 추가 부여하는 등 전력계통영향평가를 통해 인센티브를 제공할 필요가 있다고 주장했다.

김형중 한국에너지공단 분산에너지실장은 ‘분산에너지 활성화 정책 및 전망(분산에너지특화지역을 중심으로)’을 발표해 주목받았다.

김 실장은 지난 5월 21일 특화지역 실무위원회에서 충청남도 서산, 경기도 의왕, 전라남도 해남, 경상북도 포항, 울산광역시 남구, 부산광역시 강서, 제주특별자치도 등 7개 지자체를 최종 후보지로 선정했다고 밝혔다.

사업모델별로 보면 부산광역시 강서구 강서산단과 경기도 의왕시 학의동은 저렴한 전기를 저장후 전기수요가 높은 시간대에 판매하는 저장전기판매 사업모델이다. 울산광역시 미포산업단지와 충청남도 서산 대산석유화학단지는 석유화학단지 및 신규수요지역을 타켓으로 열병합발전기반 안정적인 전력을 공급하는 사업이다.

경상북도 포항시 영일만 산업단지는 수소 대비 저장 및 운송이 용이한 청정 암모니아 특성을 반영한 사업으로 암모니아 개질기, 수소엔진 발전기를 통한 무탄소 전력생산 및 공급 모델이다. 전라남도 해남시 솔라시도 일대는 분산에너지 기반(대규모 태양광 단지), AI 데이터센터 등 신규 수요 유치 등을 통해 지역분산형 전력망을 구축하는 사업모델이다.

제주특별자치도는 V2G 플랫폼 관련 시범사업 및 서비스를 확대하는 사업으로 전기차 기반 수요자 중심 분산에너지 서비스 모델이다.

이날 김 실장은 미래 특화지역 사업모델로 CCA(Community Choice Aggregation), 섹터커플링, 마이크로그리드 체계 등도 제시했다.

CCA 사업모델은 지역 공동체가 전력 공급자를 직접 선택, 혹은 직접 전력을 구매해 주민들에게 제공할 수 있게 하는 제도로, 전력시장에서의 경쟁을 촉진하고 재생에너지 이용확대, 전기요금 절감효과가 기대되는 사업이다. 김 실장은 지역단위 에너지 수급을 위한 정교한 접근이 필요하며 성공적인 CCA 운영을 위해 적절한 시장조건, 정부의 지원, 소비자의 관심 및 참여가 필요하다고 제언했다.

섹터커플링 사업모델은 변동성 높은 재생에너지를 다른 형태의 에너지로 변환, 저장, 활용하는 사업으로 발전, 난방 가스, 수소분야 등 에너지시스템을 통합하는 것이다. 잉여 전력 활용을 비롯해 에너지 효율성과 잠재력을 최대화할 수 있는 시스템이다. 계통유연성과 에너지자원의 효율성을 극대화 시킬 수 있는 필수 플랫폼으로, 수요·발전 전주기 데이터 수집, 실시간 연계를 위한 플랫폼 구축 및 제도적 기반 마련이 필요하다.

마이크로그리드 사업모델은 개별 마이크로그리드 독립적 운영 및 상호 연계 구조(자기 유사성이 기반한 계층적 구조)를 구축하는 것으로 재생에너지 및 분산에너지 통합 운영 최적화 모델이다. 군사시설, 스마트시티, 재난 대응 등 다양한 분야에 적용 가능하다. 높은 안정성, 유연성, 확장성을 제공하는 혁신적인 전력망 설계 방식이 요구된다.

마이크로그리드는 분산에너지의 자율 운영 및 계층적 연계와 동시에 실현 가능한 혁신적인 전력망으로, 계층별 효율적 관리를 위한 EMS 시스템을 활용, 권역별 마이크로그리드 구축이 필요한 사업모델이다.

김 실장은 “신규 발전기 접속 제한, 계통 접속 규제, 제도 미비 등으로 분산에너지 사업자의 수익성 확보에 한계가 있다”라며 “특화지역 규제특례 제도를 활용해 P2P 전력거래, 공유형 ESS 등 전력 신사업 비즈니스 모델을 발굴해야 한다”고 강조했다.

아울러 그는 “재생에너지의 간헐성 특성으로 인해 계통망 포화로 계통관리변전소 지정 등의 이슈가 있다”라며 “분산형 전원, ESS, DR 등 분산에너지 자원을 최적 운영하는 AI기반의 플랫폼을 구축해 계통 안정화에 기여해야 한다”고 밝혔다. 또 그는 “분산에너지사업의 성공적 추진을 위해 전력·에너지 뿐만 아니라 ICT, 데이터분석, AI 등 여러 분야의 융합 인력이 필요하다”라며 “융합인력 채용, 사내교육, 산학협력, K-그리드 인재 창업밸리 등을 통해 인력을 양성하고 전문성을 강화해야 한다”고 제언했다.

이밖에 이날 세미나에서는 △상용 가스열병합 기술동향 및 적용 사례(케니치 야스노 이니오 젠바허그룹) △전력수급 안정화를 위한 분산발전의 역할(문원식 숭실대학교 교수) △열병합발전 국산화 기기 개발 및 적용(이재형 지엔씨에너지 수석) 등을 발표해 참석자들로부터 호응을 얻었다.

한편 이날 공동주최사인 한국도시가스협회의 정희용 전무는 축사를 통해 “분산화와 합리적인 에너지시스템 연계는 국가 경제와 산업 발전의 핵심 과제로 부상하고 있다”라며 “에너지가 사용되는 공간이나 지역 또는 인근에 에너지를 공급, 생산하는 지산지소형 에너지시스템 및 에너지정책이 필연적”이라고 강조했다.

또 그는 “이런 관점에서 자가열병합은 최적의 미래 에너지공급시스템으로 에너지전환과 분산화에 혁혁히 기여할 것”이라며 “자가열병합 보급 확대를 위해서는 정부의 정책적 지원을 기반으로 한국가스공사의 전용 요금제, 지원금 확대, 기술의 진보, 시장여건 성숙을 위한 모든 시장참여자의 다양하고도 적극적인 활동이 요구된다”고 밝혔다.