열병합 발전으로 가치와 효율을 높이고 행복 발전소를 꿈꾸는 곳, 일산열병합발전처

수도권 지역의 안정적 전력 공급에 일익을 담당하는 발전소라고 하면 우리들 머릿속엔 몇몇 곳이 떠오른다. 그런데 여기에 고양과 일산, 서울 일부 지역에 난방열을 공급하는 역할까지 수행한다고 하면 선택의 폭은 자연스레 한 곳으로 좁혀진다. 바로 경기도 고양시 일산동구에 위치한 '일산열병합발전처'다. 이곳은 1993년 상업 운전을 시작해 현재 열병합 발전으로 전력(약 30만 세대 사용량)과 난방열(약 17만 호 사용량)을 공급한다. 액화 천연가스(LNG)를 연료로 하는 900㎿의 설비 용량을 갖췄으며, 최근엔 수소와 산소의 전기 화학 반응을 통해 고효율 전력을 생산하는 연료전지 발전 설비(1호기 : 2.4㎿, 2호기 : 2.8㎿)를 도입했다. 특히 2009년부터 가동 중인 2.4㎿ 연료전지 발전으로 올해 4월, 연료전지로는 처음으로 국내 온실가스 배출 감축 실적(KCER) 인증서를 획득했다.

글 전화영 기자 사진 윤홍로 기자 취재 협조 한국동서발전㈜ 일산열병합발전처 (031)9002-205 www.ewp.co.kr

일산열병합발전처는 900㎿(제1복합 : 가스 터빈 100㎿×4기, 증기 터빈 200㎿×1기
/ 제2복합 : 가스 터빈 100㎿×2기, 증기 터빈 100㎿×1기)의 설비 용량을
갖추고 전력(약 30만 세대 사용량)과 난방열(약 17만 호 사용량)을 공급한다.

전력과 난방열 공급을 동시에, 열병합 발전
최근 전력 대란과 관련해 지식경제위원회 조경태의원이 발표한 자료에 따르면, 2011년 6월을 기준으로 우리나라 자가 열병합 발전 보급 실적은 25만㎾로 국내 총 발전 용량(7740만㎾)의 0.3%에 불과하다. 일본이 지난해 3월 기준 944만㎾로 일본 총 발전 용량의 4.8%인 것과 크게 대비되는 모습이다.
일본은 오래 전부터 공장 등에 열병합 발전 체계를 보급해 왔으며, 1970년대 후반부터 소규모 분산형 열병합 발전 보급에 적극 나섰다.
흔히 발전소라고 하면 전력 공급만을 생각하지만, 열병합 발전 방식을 이용하면 전력과 난방열을 동시에 공급할 수 있다. 그렇기에 기존 발전 방식과 비교했을 때 높은 효율이 가장 큰 장점으로 꼽힌다. 우리나라의 대표 열병합 발전소인 일산열병합발전처는 열병합 발전 방식을 이용해 약 30만 세대가 사용할 수 있는 900㎿의 전력을 생산 · 공급하는 한편, 시간당 최대 820Gcal의 난방열을 공급한다. 일산열병합발전처 발전부 배경원 과장은 "일반 발전소의 에너지 이용 효율이 42% 정도라면, 동일한 연료로 전력과 열이라는 다른 유형의 에너지를 아울러 생산하는 일산열병합발전처는 그 2배에 가까운 80%에 이른다"라고 말한다.

일산열병합발전처의 전력 생산 과정은 다음과 같다. 우선 LNG와 공기를 압축해 연소한 연소가스로 가스 터빈을 회전시키면 같은 축에 연결된 발전기가 회전하며 전기를 생산한다. 가스 터빈을 회전시키고 나온 배기가스는 배열 회수 보일러를 통과해 고온 · 고압의 증기를 발생시키는데, 이 증기가 이번엔 증기 터빈을 회전시켜 전기를 생산한다. 배경원 과장은 "이 과정을 일컬어 '복합화력'이라고 하며, 만약 난방열이 필요하다면 배열 회수 보일러에서 발생한 증기를 전기 생산에 이용하는 대신 발전소에 있는 난방용 열 교환기에서 지역난방 순환수를 가열하는 데 이용해 지역난방으로 공급한다"라고 설명했다.

[1] 2009년 2.4㎿ 연료전지 발전 설비를 가동한 데 이어 올해 초 2.8㎿
연료전지 발전 설비를 추가로 구축했다. [2] 올해 4월 21일 열린
연료전지 발전 설비 2단계 준공식 행사 모습. [3] 연간 200만 톤의
한강물을 끌어와 이곳에서 응집 처리를 한 후 냉각수로 이용한다.
[4] 오창록 차장은 "일산열병합발전처는 녹색 기업으로서 환경 문제에
적극적인 자세로 임하고 있다"라고 말했다. [5] 발전 공정 전 과정에서
발생한 폐수는 물리 · 화학적 정화를 거쳐 최종 방류된다. 방류수는
양어장에서 물고기를 기를 정도로 깨끗하다.

연료전지로 온실가스 감축
일산열병합발전처는 2009년 상업 운전을 개시한 2.4㎿ 연료전지 발전 설비에 대해 4월 7일 지식경제부로부터 온실가스 감축 실적(KCER : Korea Certificated Emission Reduction) 인증을 받았다.
KCER은 국내 기업의 자발적 온실가스 감축 활동을 장려하기 위해 시행하는 제도로, 평가 · 검증 절차를 통해 인증 받은 감축 실적은 정부에 판매하거나 온실가스 · 에너지 목표 관리제의 배출권으로 활용이 가능하다. 일산열병합발전처는 2009년 10월 9일부터 이듬해 10월 8일까지 모니터링 기간을 거쳐 1차년도 감축 실적으로 총 7399톤CO₂를 인증받았으며, 향후 5년간 계속될 경우 약 1억 8천만 원의 경제적 효과를 창출할 것으로 내다봤다. 현재는 2.8㎿의 전력과 1.2Gcal/h의 난방열을 공급하는 연료전지 발전 설비를 올해 초 추가로 도입해 가동 중이다.
한편, 일산열병합발전처는 ESCO(Energy Service Company) 사업의 일환으로 지난해 11월부터 총 61억 원을 투입해 흡수식 히트펌프를 활용한 기기 냉각수 폐열 회수 설비를 구축했다. 각종 윤활유 냉각기, 발전기 수소 냉각기, 회전기기 등에서 발생한 열을 냉각하고 버리는 폐열을 흡수식 히트펌프로 회수해 지역난방용으로 공급하는 시스템이다. 환경화학팀 오창록 차장은 "흡수식 히트펌프를 활용한 폐열 회수와 난방열 공급은 국내 최초로 도입되는 기술이다"라며, " 그동안 발전소 기기 냉각수계통에서 버려지던 폐열을 시간당 8Gcal 이상 재활용함으로써 추가 열 판매와 용수비 절감에 따른 이익과 함께, 연간 1만 3200톤의 이산화탄소 배출을 줄일 것으로 기대한다"라고 설명했다.

일산열병합발전처는 Green 그림 그리기 축제, 농촌 문화 체험, 사랑의 김장 담그기 등
다양한 지역 사업을 추진해 지역 사회와 함께 발전하는 행복 발전소를 꿈꾼다.

경영기획팀 심효순 대리는 "현재 2단계 연료전지(2.8㎿)와 폐열 회수 설비를 통한 추가 온실가스 조기 감축 사업을 진행 중이며, 앞으로도 온실가스와 관련한 각종 규제에 적극 대처해 나갈 예정이다"라고 말했다.

환경과 주민을 위한 행복 발전소
연료로 LNG를 사용하는 일산열병합발전처는 발전 설비 운영 시 먼지, 매연 등을 거의 배출하지 않는다. 오창록 차장은 "연소 과정에서 발생하는 질소산화물의 배출 농도는 법적 환경 허용 기준인 100ppm의 절반 수준인 50ppm이며, SCR(Selective Catalytic Reduction, 선택적 촉매 환원) 장치를 이용해 10ppm 미만으로 낮추는 것을 목표로 올해부터 연구 과제를 수행하고 있다"라고 밝혔다. 또한 "환경 관리 시스템(TMS)을 운영해 환경관리공단 수도권관제센터에 측정 자료를 실시간 전송함으로써 대기오염 물질의 배출 상태를 24시간 과학적 · 객관적으로 감시한다"라고 덧붙였다.
한편, 다양한 지역 사업을 추진 중인 일산열병합발전처는 10월 초에 주말 체험 프로그램으로 파주시에서 고구마 캐기 행사를 가졌다. 심효순 대리는 "올해는 장마가 길어서 고구마 수확량이 다소 적었지만 1사 1촌 자매마을, 장함지역아동센터 등 지역사회 구성원 40여 명을 초청해 수확의 기쁨을 함께 누리는 뜻 깊은 시간이었다"라고 전했다. 주말 농장수확물로 매년 11월이면 열리는 '사랑의 김장 담그기'역시 올해도 빠질 수 없는 중요한 행사다.
전력과 난방열 공급이라는 본연의 업무 외에도 환경을 생각하고 지역 사회와 함께하는 발전소. 진정한 행복 발전소 공동체를 보다 강화하기 위한 일산열병합발전처의 노력은 오늘도 현재 진행형이다.