집단에너지 하면 사람들 대부분은 열(난방)만 떠올린다. 집단에너지 사업인 지역 냉난방, 산업단지 집단에너지, 구역형 집단에너지 모두 열과 전기를 공급하는 사업임에도, 전기는 으레 한전 발전 자회사만 생산하는 것으로 인식하기 때문이다. 서울시 양천구 목동에 있는 SH공사 집단에너지사업단에서 운영하는 목동 열병합발전소. 이곳을 찾아 집단에너지 생산 설비와 열병합발전 시스템을 둘러보면 그러한 인식은 확 바뀐다. 그뿐만 아니라 집단에너지 생산 설비의 주류를 이루는 열병합발전 시스템이 얼마나 친환경적이며 효율적인 에너지라는 것을 덤으로 깨닫는다.
정리 윤홍로
[1][2] 열병합발전 설비와 제어실
기온이 뚝 떨어진 요즘 성산대교 부근에서 양천구 목동 쪽을 바라보면, 고층 건물 틈새로 높게 치솟은 굴뚝에서 쉼 없이 뿜어내는 흰 연기가 한 눈에 들어온다. 서울시 SH공사 집단에너지사업단에서 운영하는 목동 열병합발전소다. 혹자는 흰 연기를 보면서 지구 온난화의 주범인 CO2를 비롯해 대기 오염 물질(SOX, NOX, 미세 먼지)을 염려하는데, 그것은 기우杞憂에 불과하다. 바로 온습한 배기가스가 15℃ 미만의 차가운 공기와 만날 때, 배기가스 중 일부분이 작은 물방울 상태로 응축하며 흰연기처럼 보이는 백연白煙현상이다. 목동 열병합발전소에선 1992년부터 천연가스를 사용하기에 연소가스엔 미량의 질소산화물을 제외한 환경오염 물질은 없으며, 이즈음 흰 연기 형태의 가시적인 영향만 있을 뿐이다. SH공사 집단에너지사업단은 현재 한국지역난방공사 다음으로 서울 지역난방의 47%를 담당한다. 그 양대 축이 목동과 노원 열병합발전소인데, 특히 목동 열병합발전소는 우리나라 최초로 집단에너지시범 사업을 추진한 곳이라는 점에 주목할 만하다. 1983년 5월 정부와 서울시는 당시 강서구(현 양천구) 목동 · 신정동 일원의 신시가지 개발 계획을 확정하면서 에너지 이용 효율을 높이고 쾌적한 주거 환경을 도모하고자 열병합발전을 이용한 지역난방을 공급하기로 결정한다. 그해 12월 서울시와 에너지관리공단 간에 건설과 운영 일체에 대한 업무 위 · 수탁 계약을 체결하고 서울 목동 집단에너지 공급 시범 사업을 추진한다. 이에 따라 자원 회수 시설은 1984년 11월 착공해 1986년 12월에, 열병합발전소는 1985년 1월 착공해 1987년 12월에 종합 준공한다. 총 사업비 382억 원을 투입해 한국중공업 등 3개 사가 시공을 맡아 착공한 지 3년 만에 목동 열병합발전소가 모습을 드러낸 것이다. 자원 회수 시설은 준공 전인 1985년 11월 화입식火入式(연료 벙커C유 혼합물)을 갖고 일부 설비를 가동해 목동 신시가지 아파트 1공구 1882세대에 우리나라 최초로 지역난방을 공급한다. 이때까지만해도 소내 전기를 한전으로부터 공급 받는다. 그 후 열병합발전소 종합 준공으로 목동 신시가지 아파트 2만 5000가구에 지역난방을 공급한다. 그뿐만 아니라 하루 2만㎾의 전력을 생산해 소내 전기로 충당하고 남은 전력을 한전에 역송전하기 시작한다.
목동 집단에너지 공급 시범 사업 추진 계획안
국내 최초로 지역난방 방식 도입 | 종래 아파트의 단지별 · 건물별로 산재한 열 발생 설비를 1개소에 집중해 (연중무휴)연속적으로 열을 공급하고, 열병합발전 방식으로 생산한 열을 지하공동구를 통해 신시가지 전역으로 공급하며, 동시에 발생한 (소내所內전기를 충당하고 남은)잉여 전력은 한전에 판매. 쓰레기 소각로를 국내 최초로 지역난방에 이용 | 신시가지에서 발생하는 가연성 쓰레기 전량을 회수해 지역난방에 이용하고, 자동 연소 제어 장치를 설치해 효율적으로 운전 관리함. 목동 지역 지역난방의 사회적 특성 | ▲열원을 집중적으로 관리해 난방비를 절감하며, 공해를 감소해 주변 환경의 쾌적성을 증대 ▲대단위 단지에서 발생하는 쓰레기를 소각 처리함으로써 매립으로 말미암은 환경오염 문제와 매립지 부족난을 해소 ▲기존 난방 방식과 달리 24시간 열을 공급해 안락하고 편리한 생활을 영위. 난방비 산정, 부과 개선 | ▲국내 최초로 세대별 열량계를 설치해 사용량에 따라 난방비 부과 ▲주민의 자발적인 에너지 절약 효과 유도(기존 아파트 난방비보다 약 10% 저렴) ▲기존 아파트의 상 · 하층 간 온도 차 감소와 주민 홍보에 의한 인기도 향상에 기여(분약 촉진). 종합 분석 | 목동 지역 지역난방-집단에너지 공급 시스템은 열병합발전소 운영으로 200만 달러/년(원유가 18달러) 감소하고 공해를 저감하며, 24시간 열 공급으로 안락하고 편리한 생활 영위를 제공해 분양 촉진에 기여하는 우수 사례임.
자원 회수 시설은 준공 전인 1985년 11월 화입식火入式(연료 벙커C유 혼합물)을 갖고 일부 설비를 가동해 목동 신시가지 아파트 1공구 1882세대에 우리나라 최초로 지역난방을 공급한다. 이때까지만 해도 소내 전기를 한전으로부터 공급 받는다. 그 후 열병합발전소 종합 준공으로 목동 신시가지 아파트 2만 5000가구에 지역난방을 공급한다. 그뿐만 아니라 하루 2만㎾의 전력을 생산해 소내 전기로 충당하고 남은 전력을 한전에 역송전하기 시작한다.
동하절기 전력 피크 해소 목동 열병합발전소의 수탁 운영권을 보면, 마치 악보의 도돌이표를 보는 듯하다. SH공사 집단에너지사업단 → 1983년 에너지관리공단 → 1999년 서울에너지㈜ → 2002년 SH공사 집단에너지사업단. 즉, 공공[시영市營] 부문에서 민간 부문으로 갔다가, 다시 공공 부문으로 되돌아온 형국이다.
에관공에서 서울에너지로 목동 열병합발전소의 수탁 운영권이 넘어간 배경은 1998년 감사원 감사결과 에관공의 고유 업무 수행에 혼란을 초래하며 직원의 고용 불안 심리와 소속감 결여에 따라 업무효율성이 떨어진다는 지적 그리고 집단에너지 공급사업의 민간 위탁 방침에 따른 것이다. 이에 따라 1999년 1월부터 민간 사업자인 서울에너지에서 수탁 운영했으나, 적자 누적으로 3년 만에 포기한다. 결국 목동 열병합발전소를 비롯한 서울시 집단에너지 사업을 SH공사 집단에너지사업단에서 시영市營체제로 다시 수탁 운영한다. 현재, 수익성을 떠나 필수 공공재를 안정적으로 값싸게 공급하는 모범적인 사업장으로 꼽힌다. 목동 열병합발전소는 현재(2011년 1월 기준) 5만 3302㎡ 부지에 열병합발전 보일러 1기(104t/h), 열전용 보일러 8기(920t/h), 터빈 발전기 3기(21㎿ 1기, 1.6㎿ 2기) 등의 생산 설비를 갖췄다. 이러한 열병합발전 시스템으로 전기와 열을 생산해 전기는 한국전력거래소에 판매하고, 열은 지역 냉난방 사용자에게 공급한다. 단, 열 전용 보일러를 가동하는 하절기엔 한전으로부터 소내 전기를 공급 받는다. 2010년 전기 판매량은 9만 1328㎿h며, 판매 금액은 약 117억 원이다. 열 공급 능력은 515G㎈/h로, 강서구 · 양천구 · 구로구의 아파트 11만 1599세대(건물 222개소)에 공급한다. 또한, 지역난방 사업의 구조적 한계인 동고하저冬高夏低의 열 부하 편중 극복과 지구 온난화에 따른 하절기 냉방 수요 증가에 대응해 양천구민회관 등 33개소애 지역냉방을 공급한다. 지역냉방이란 수요가 건물에 지역난방 중온수를 이용해 흡수식 냉동기를 가동하는 냉방 방식으로 실외기가 필요 없고, 전기와 프레온 가스를 사용하지 않아 경제적이며 안전한 친환경 냉방 시스템이다. 이처럼 목동 열병합발전소는 겨울철엔 난방 부하를, 여름철엔 냉방 부하를 해소하는 데 일익을 담당한다.
공공재를 저렴하고 안정적으로 대다수 집단에너지 사업소는 LNG와 유류를 주연료로 사용하는데, 목동 열병합발전소는 수도권 등 인구 밀집 지역에 대한 친환경적 규제 때문에 LNG를 사용한다. 값비싼 LNG를 열원으로 사용해 열병합발전 또는 열 전용 보일러 가동하기에 생산단가가 높을 수밖에 없다. 그뿐만 아니라 발전 용량이 100㎿를 넘지 않기에 LNG를 가스공사가 아닌 서울도시가스로부터 도매 단가가 아닌 소매 단가로 공급 받는다. 기존 도시가스 사업자의 수익성을 보장하기 위한 조치 때문이다. 이처럼 높은 생산 단가로 말미암아 매출액 순이익률이 낮을 수밖에 없는 구조임에도, 시영 체제다 보니 지역 냉난방을 안정적으로 값싸게 공급한다. 그 뿐만 아니라 LNG 가격 상승에도 지속적인 임대아파트 기본요금 감면과 저소득층 지원 그리고 요금인하 정책을 펼치고 있다.
[1][2][3] 목동 열병합발전소는 국내 최초라는 수식어가 붙지만 그에 비례해 낡은 생산 설비로 말미암아 안전성 문제를 안고 있다. [4] "양질의 열을 저렴하게 공급하고자 노력한다"는 기획경영실 이재철 과장.
SH공사 집단에너지사업단은 올해 2월 2014년까지 지역난방 요금을 선별적 · 단계적으로 11% 인하하기로 했다. 이전까지 한국지역난방공사(이하 한난)보다 생산 단가가 29.9% 비쌌음에도 판매 관리비와 이윤 절감을 통해 생산 단가 격차를 해소해 11% 높은 수준으로 지역난방을 공급해 왔다. SH공사 집단에너지사업단의 경우 생산 비중의 82.7%가 고가인 LNG이고 저가인 소각장 폐열은 17.3%에 불과하다. 한난은 소각열과 발전소 폐열이 55.4%에 달하며, 중유 · 저유황유 등의 비율도 21.3%를 차지하는 반면 값비싼 LNG는 23.3%에 불과하다. 따라서 생산 단가가 한난보다 높을 수밖에 없지만, 형평성을 고려해 선별적 · 단계적으로 요금 인하를 추진해 2014년까지 한난과 동일한 요금 수준으로 지역난방을 제공하겠다는 것이다. 시영 기관으로서 에너지 복지 정책을 지속적으로 추진하는 것이다. 서울시는 지역난방 요금 인하를 결정하며, 그동안 판매 관리비와 이윤 절감을 통해 한난과 생산 단가격차를 해소했다고 밝혔다. 그러나 목동 열병합발전소의 노후 설비, 인력난, 안전 문제는 심각한 수준이다. 설비 대부분은 설치한 지 25∼26년이 지났으며, 신규 설비라야 수요에 비해 공급이 따라주지 못하자, 2009년 4월 저압 터빈 발전기 1.6㎿h급 2대를 기존 설비에 덧붙인 것이 전부다. 설비가 낡고 수요가가 늘면, 그만큼 보수 인력과 관리 인력이 필요함에도 1995년 이후 근무 인력은 그대로다. 값싸고 안정적으로 공공재를 공급하기에 앞서 안전 문제도 고려해야 하지 않을까. 안전에 문제가 발생하면 에너지 복지와 전력 공급 안정화에 기여해 온 그동안의 노력은 수포로 돌아가기 마련이다.
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