산업단지 탄소저감을 위한 가장 실효적 수단은 집단에너지
우선 LNG 활용, 중장기적으로 '재생에너지+수소' 늘려가야
[이투뉴스] 수소나 재생에너지를 통한 열에너지 탈탄소 전략이 강조되고 있지만 산업단지의 안정적인 에너지공급을 위해선 당분간 LNG를 사용하는 열병합발전이 가장 실효적이라는 주장이 제기됐다. 산업단지 에너지수요가 대규모이고 연속적인 반면 재생에너지는 소규모·간헐적이라는 이유에서다. 수소 역시 언제, 어떤 가격으로 공급이 가능한지 알 수가 없어 선택이 어려운 실정이라는 점도 고려됐다.
이런 가운데 정부가 석탄을 사용하는 산업단지 열병합발전에 대한 연료전환을 주문하고 있으나 현실적으로 가능한 LNG 개체 허가는 망설이는 정책트러블이 발생하고 있다는 지적도 나왔다. 정부는 이에 대해 석탄 발전용량 모두를 해주기는 어렵지만 어쨌든 본입찰(LNG 용량입찰)에 나서겠다고 밝혔다.
더불어민주당 김정호 의원과 안태준 의원, 한국열병합발전협회는 27일 국회 의원회관에서 ‘산업단지 집단에너지 탈석탄 연료전환과 재생에너지 활용 지원방안 토론회’를 개최했다. 토론회를 공동 주최한 기후에너지환경노동위원회 소속 김정호 의원은 마지막 패널토론까지 참여하면서 질문을 던지는 등 많은 관심을 보여 눈길을 끌었다.
김 의원은 “기후부가 에너지전환 정책의 컨트롤타워 역할은 물론 열에너지 전담부서 신설로 집단에너지사업의 지속가능한 성장에도 중추적 역할을 할 것”이라고 말했다. 이어 “김성환 장관도 각별한 관심을 보이는 만큼 산업단지 탈석탄 연료전환을 위한 새로운 지원체계가 마련될 수 있도록 힘껏 뒷받침하겠다”고 덧붙였다.
◆재생e·수소로 전환은 당장 불가, LNG 열병합 허가는 꺼려
임용훈 숙명여대 교수는 ‘산업단지 집단에너지 LNG & 신재생에너지 연계 사업모델’에 대한 주제발표를 통해 석탄비중이 50%가 넘는 산업단지 열병합발전의 지속가능성을 위해선 탈탄소 방안을 찾아야 한다고 강조했다. RE100, CBAM 등 글로벌 탄소규제가 강화되고 있는 것은 물론 우리나라에서도 탄소배출권 무상할당 축소, 각종 환경규제가 나오는 상황에서 탄소집약구조를 유지하기 어렵기 때문이다.
다만 산업단지는 고온·고압의 스팀을 공급하는 데 현재 나오는 재생에너지나 히트펌프는 150∼250℃ 이상의 산업체 열수요에 대응하기 어렵다는 점을 문제로 지적했다. 무탄소 열과 함께 수소로 전기와 열을 생산하면 그린(Green)은 만족시킬 수 있으나 경제성이 없다는 것이다. 현실적으로 바로 가기 어렵고 브릿지 역할을 할 수 있는 기술이 필요하다고 임 교수는 분석했다.
특히 산업단지 열병합 대체수요로 2∼3GW 규모의 LNG발전소 개체가 동시다발적으로 추진되고 있는 반면 정부는 가스발전 축소기조를 보임에 따라 신규 열병합에 대한 인허가가 어려운 구조라는 지적도 제기했다. 시장 수요와 정책 방향의 충돌이 지속되고 있어 빠른 출구전략 마련이 필요하다는 의미다.
히트펌프 외에 산업단지에 적용할 수 있는 새로운 대안기술도 제안했다. ▶저압·폐스팀을 압축기로 재압축해 고온·고압의 증기를 생산하는 MVR ▶HTHP(고온 히트펌프) ▶AHT(흡수식 열 전환장치) ▶고온 열 축전기 ▶하이브리드 증기발전 모델 등이다.
임용훈 교수는 “현재 기술에서 가장 좋은 것은 열병합발전이다. 고온의 스팀을 만드는 데 효율이 좋으나 기술관점과 다르게 정책적인 결정으로 브레이크가 걸리다 보니 마찰이 발생하는 것 같다”고 말했다. 이어 “챗GPT에 2050년 산단 열병합에 대한 그림을 그려달라 했더니 부정적인 것과 긍정적인 그림이 공존했다. 그때까지 어떤 합리적인 정책을 적용하느냐가 미래를 결정할 것”이라고 말했다.
‘산업단지 탄소중립 전환 실현을 위한 에너지 전략’을 제언한 한화솔루션 송용식 전무는 산업단지 열병합발전 탄소중립 정책목표에 대해 정부는 ‘감축속도 가속’을 하고 있지만 현실은 ‘전환준비 미흡’이라고 평가했다. 특히 “2050 탄소중립 목표와 2035 NDC에 대한 그래프를 보면 갈수록 발전허가를 받는 것이 더 어려워 지겠구나라고 생각된다”며 그나마 올해와 내년이 발전허가를 받을 확률이 제일 높은 시기라고 덧붙였다.
그는 산업단지 에너지수요는 대규모이고 연속적인 반면 재생에너지는 여전히 소규모이고 간헐적으로 공급되는 실정이라 연속적이고 안정적인 에너지 공급원 확보는 향후 기업의 생존과 직결되는 핵심과제가 될 것이라며 진단했다. 유일한 대안은 수소발전이지만, 현실은 언제 풍족하게 공급이 가능할지(인프라), 수소가격은 어떻게 형성될지(경제성) 몰라 전면적 전환은 어렵다고 토로했다.
이어 반도체, AI, 데이터센터 등 국가 전략산업 육성을 위해선 재생에너지에 더해 산업경쟁력 관점에서 보완적 정책도 요구된다고 설명했다. 수요지 인근에서 대규모 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 분산에너지(사실상 열병합발전) 확대도 고려돼야 한다는 의미로 풀이된다.
한화가 제안하는 산업단지 탄소중립 이행방안도 제시했다. 석탄·석유를 사용하는 보일러를 신개념 구역형 집단에너지사업으로 개체, 열과 전기를 지산지소 방식으로 공급해 계통부담을 최소화할 수 있는 방안이다. 2040년 혹은 2045년 수소전환을 목표로 초기에는 LNG와 재생에너지를 병행 공급하고, 중장기적으로 LNG를 수소로 바꿔 무탄소 전력공급 모델로 전환한다는 구상이다. 특히 500MW급 대형 터빈으로 가면서 발생할 수 있는 좌초자산화를 방지하기 위해 100MW급 소형 중고터빈, 여러개를 설치하는 방안도 검토하고 있다고 전했다.
송 전무는 “석탄을 바이오매스로 대체하려고 노력했으나 그린워싱 및 이해관계(민원)가 복잡해 못가고, LNG로 가려고 해도 분위기상 신규는 안된다고 하고, 배출권은 유상할당 높이고 가격을 10만원대로 올린다고 하면 사업을 하지 말아야 할 지경”이라고 말했다. 이어 “재생에너지로 점프하라고 하면 사업을 포기해야 하는 만큼 사업자 고충도 헤아려 달라”고 주문했다.
◆기후부 “LNG 용량입찰 진행할 것, LNG+재생에너지 모델”
이상준 서울과기대 교수가 좌장을 맡아 진행된 토론에서는 재생에너지도 같이 가야 한다는 의견과 함께 연료전환인지 설비전환인지 분명히 목표를 정해야 한다는 등 다양한 목소리가 나왔다. 업계 내부에서는 LNG 열병합발전이 현실적 대안이라고 강조했으며, 정부는 이를 인정하면서도 재생에너지를 병행해야 한다는 점도 분명히 했다.
먼저 권필석 녹색에너지전략연구소 소장은 산업단지 탈탄소가 어렵지만 재생에너지를 사용하는 솔루션에 대해 고민할 필요가 있다고 주장했다. 고온스팀의 탈탄소 대안기술이 없고, 현실적으로 석탄보다 나은 천연가스가 유인한 대안인 것은 맞지만 좌초자산 문제 등 여러 가지가 있어 솔루션이 되기 어렵다는 이유에서다.
권 소장은 “탈탄소화도 순서가 있다. 전환부문은 마지막에 수소가 나올 수밖에 없는 상황인 만큼 재생에너지에 대한 준비가 중요하다. 전력산업 전체의 과제지만 산업단지도 재생에너지 변동성에 대응할 수 있는 시스템을 갖춰야 하며, 해결책의 일부가 될 수 있다. 특히 단일설비 하나를 바꿔서 해결하기보다 여러가지 기술이 다양한 방법으로 각자의 역할을 할 때 해결 가능하다고 생각한다. 정부가 고민해야 할 부문이 크다고 본다”고 말했다.
권병철 기후에너지환경부 열산업혁신과장은 건물 및 주택 분야 탈탄소화는 화석연료에 기반한 개별난방에서 탈피해 지역난방과 히트펌프로 가야 할 것이라고 정책방향을 밝혔다. 다만 집단에너지가 화석연료를 그대로 쓰게 할 것이냐의 문제 때문에 용량입찰이 잠시 미뤄졌지만 시범입찰에서 일부 수정을 해서 본입찰을 진행할 것이라고 덧붙였다.
석탄발전이 많은 산업단지의 청정 열로드맵과 연료전환을 어떻게 할지는 아직 뚜렷한 방향설정을 못했다며 다음달 건물부문 공기열 히트펌프 활성화 대책을 내놓은 후 전체 집단에너지 허가를 어떤 방향으로 갈 것인지 결정하겠다는 방침도 공개했다.
권 과장은 “석탄보일러를 폐쇄하자는 입장에서는 LNG가 어느 정도 기저열원으로 갈 수밖에 없다. 하지만 석탄용량 만큼 LNG를 무한정 허용할 수 없다. RE100 등을 일부 대체하는 조건 내에서 허용이 되지 않겠느냐”고 용량입찰 방향을 설명했다. 이어 “바이오매스도 대안 중 하나라고 생각하고 있으며, 좌초자산 우려 때문에 LNG 열병합을 아예 안하겠다는 것은 아니다. 짧은 시간에 꼭 필요한 곳에 적정 용량의 LNG는 가야 한다고 보고 있다”고 덧붙였다.