월간전기

4월 23일 대한전기협회가 ‘저탄소시대와 석탄발전의 미래’라는 주제로 올해 첫 전력정책포럼을 서울시 송파구에 위치한 전기회관에서 개최했다. 조성경 명지대 교수가 사회를 맡으며 전영환 홍익대 교수, 유승훈 서울과학기술대 교수, 안희원 한국동서발전 신성장사업처장, 이재구 에너지연구원FEP융합연구단장, 김정훈 UN지원SDGs협회 대표, 임성희 녹색연합 에너지전환팀장 등이 토론자로 참여했다. 특히 이번 포럼은 코로나19 확산을 방지하기 위해 포럼 현장을 대한전기협회 SNS 채널에 인터넷 생중계하는 방식으로 진행돼 시선을 끌었다.

석탄발전사업의 패러다임 변화와 향후 정책 방향성을 논의하기 위해 마련된 이번 포럼에서는 각 분야 전문가들이 모인 만큼 다양한 의견들이 한 시간 반 동안 오갔다. 석탄발전 비중을 줄이는 속도에 대해서 패널 간 이견은 있었지만, 친환경 에너지로의 대체가 필요하다는 데에는 모두 뜻을 모았다.

전 교수는 발전기 종류별 출력 제어성능을 설명하며 신재생에너지 발전 생산 비율이 증가할수록 ‘관성·출력의 유연성’이 절대적으로 필요하다고 밝혔다. 전 교수는 출력제어 성능을 변동성 전원(풍력, 태양광)과 경직성 전원(원자력, 연료전지), 제어가능 전원(석탄, LNG, 수력, 양수)로 각각 나누었다. 이때 제어가능 전원 종류를 설비용량대비 출력속도 평균(/min) 수치로 놓고 봤을 때 ▲수력(32.8%) ▲양수(30.8%) ▲LNG(4.9%) ▲석탄(2.3%) 순이었다.

우리나라는 2030년까지 신재생에너지 발전 비중을 20%로 확대한다는 방침이다. 이에 따라 설비용량을 2017년 기준 11.3 GW(9.7%)에서 2030년 58.5 GW(33.6%)로 늘릴 계획이다. 이중 변동성 전원인 풍력·태양광 에너지는 2030년 기준 신재생에너지 전체 설비용량 대비 87.6%(사업용)를 목표로 하고 있다.

전 교수는 한국이 풍력과 태양광에 있어 주야 및 계절 별 편차가 크다며 신재생에너지 비중 확대를 위해서는 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 전 교수는 “풍력 출력변동성은 주로 겨울부터 봄 사이에 크게 발생하며 태양광은 봄에서 여름 사이에 출력변동성이 발생한다”며 “신재생에너지 설비 용량을 모두 수용하기 위한 설비를 준비하는 것은 경제성에 문제가 있어 보인다”고 주장했다. 하지만 이러한 어려움에도 불구하고 향후 석탄발전 비중은 점차 줄어들 수밖에 없다고 예견했다. 전 교수는 “사실상 신재생에너지가 늘어나면 석탄 비중이 줄어들 수밖에 없는 상황”이라며 “각 에너지 발전 특성을 잘 파악하고 단점 보안을 위한 연구와 정책은 앞으로 계속될 것은 당연”하다며 근본적으로 석탄발전은 점차 줄어들 수밖에 없다고 말했다.

이어 안희원 한국동서발전 신성장사업처장이 ‘발전사의 미세먼지, 온실가스 감축방안’을 발표하는 시간을 가졌다. 안 처장은 먼저 “최근 미세먼지와 온실가스에 대한 국민적 관심이 높은 만큼 이를 감축하는 데 앞장서야 한다는 책임감을 느낀다”며 발전사도 지구환경 보호를 위한 노력을 아끼지 않고 있음을 밝혔다.

2019년 기준 전체 전력량(56만2,239 GWh)에서 45.9%(25만8,373 GWh)의 전력량을 한국수력원자력을 제외한 5개 발전사가 생산하고 있는데 이중 석탄화력이 81.9%을 차지한다. 이런 가운데 발전사들의 환경오염 방지 노력으로 2015년 대비 지난해 미세먼지 배출이 50.8% 감소했으며 태양광과 풍력, 바이오 등 신재생 발전설비를 지속해서 건설 중이다.

또한, 기존 화력설비 보강 추진 계획도 설명했다. 안 처장은 “5개 발전사가 운영 중인 석탄화력 43기의 환경설비를 보강하는 중이거나 할 계획”이라며 “2018년부터 2030년까지 총 9조 5,000억 원을 설비보강 사업에 투자할 것”이라고 밝혔다. 이 밖에도 에너지 신사업을 통한 전력생산 자체의 최적화 계획 등도 설명했다.

한국이 온실가스 감축을 위해 지금보다 더 적극적으로 나서야 한다는 주장도 제기됐다. ‘석탄 발전 감축의 필요성’을 주제로 발표한 임성희 녹색연합 기후에너지팀 에너지전환팀장은 석탄발전 감축을 위해서는 과감한 로드맵이 필요하다고 지적했다.

임 팀장에 따르면 전 세계 석탄발전 설비 증가율이 4년 연속 하락세다. 지난해 기준 미국은 2018년 대비 16%, 유럽은 24%가 감소했다. 전 세계 석탄발전소 평균 가동률도 지난해 51%로 사상 최저치를 기록했다. 임 팀장은 이러한 세계적 추이에 맞춰 우리나라도 온실가스 배출 감소를 위해 보다 과감히 움직여야 한다고 봤다. 유럽 기후분석기관인 클라이밋애널리틱스(Climate Analytics)는 지구 기온상승 1.5°C 목표를 맞추기 위해 우리나라는 2029년까지 석탄발전을 중단해야 한다고 지적한 바 있다. 임 팀장은 “8차 전력수급기본계획의 경우 2031년까지 석탄발전 비중을 36%로 낮추겠다고 했지만, 주요 발전원 지위를 유지하고 있다”라며 “9차 전기본 논의 과정에서 친환경 분산형 전원믹스로의 전환을 위한 석탄 감축 로드맵을 제시하겠다는 기조를 세우고 있지만, 단계별 석탄 감축 로드맵의 골자는 설계된 수명대로 가동한 후 LNG 대체 건설을 추진하는 것이며, 대체 기준 마련, 사업자 의향조사, 대체 적정 규모를 제시하고 환경급전을 확대, 제약발전(셧다운, 미세먼지 상한제약) 확대에 그치고 있다”고 지적했다.

이어 임 팀장은 석탄발전 신규 진입 자체를 허용해서는 안 된다고 주장했다. 실제로 최근 건설 중인 신규 삼척포스파워발전소가 가동될 경우 외부비용은 연간 2,560억 원(90%가동률)이고 이산화탄소 배출로 인한 비용만 추산해도 연간 1,238억 원에 달할 것으로 추정된다. 임 팀장은 “온실가스 감축뿐만 아니라 대기오염에 효과적으로 대응하기 위해서는 가동 중인 발전소 수명 연한에 따른 폐쇄가 아닌 조기 폐쇄 로드맵이 필요하다”고 말하고 “기존 관성을 과감히 끊어내지 않으면 변화는 일어나지 않을 것이며 탄소예산을 2~3배 사용할 권리가 우리에겐 없다는 점을 각인해야 한다”고 강조했다.

반면 경제 등 다양한 측면을 고려하면서 석탄발전을 감축해야 한다는 주장이 제기됐다. 김정훈 UN SDGs협회 사무대표는 코로나19로 인한 경제난과 이로 인한 에너지 위기가 우려된다는 입장을 밝혔다. 코로나19를 비롯해 사우디아라비아와 러시아 간 석유 치킨게임으로 미국의 많은 셰일가스 회사들이 파산 위기에 처했는데 이는 에너지 가격 조정으로 이어질 가능성이 있다. 여기에 한국전력이 코로나19로 타격을 입은 소상공인과 취약계층의 3개월분 전기요금 납부기한 유예신청을 받고 있다. 김 대표는 한전 수익의 94%가 전기요금인 상황에서 국제유가상승 등의 악재를 맞으면 3년 연속 적자를 기록할 것이라고 우려했다.

다음으로, 우리나라 저탄소에너지계획과 관련 비용에 대한 설명을 이어갔다. 지난해 9월 국가기후환경회의에서 ‘석탄발전의 단계적 감축’이 내연기관차 감축 로드맵과 함께 8대 중장기 과제로 제시된 바 있다. 지난해 12월 국무회의에서 의결된 ‘제5차 국가환경종합계획’(2020년~2040년)에 따라 현재 건설 중인 7기 신규 석탄발전소 처리 방안과 현재 운영하고 있는 60기에 달하는 석탄발전소를 단계적으로 폐쇄한다는 계획이다. 김정훈 사무대표는 이에 따라 전기요금 인상도 이뤄질 것으로 내다봤다. 그는 2030년 23%, 2040년 38% 오르고 이에 따른 국민부담은 2030년까지 83조 원, 2040년까지 283조 원에 이를 것으로 예측했다. 게다가 액화천연가스(LNG)와 신재생에너지 발전으로 대체될 경우 추가적인 부담이 발생할 것으로 전망했다.

그래서 신재생에너지를 석탄 에너지 대안으로 볼 수 있는지에 대해서는 많은 고민이 필요해 보인다. 비용이 많이 드는 신재생에너지는 국민 부담이 크고 자연 환경훼손 가능성도 적지 않고, 옥수수 등 작물을 통해 얻어지는 바이오 에너지 또한 산림과 땅의 건조화 등 환경문제가 급속히 증가한다. 실제로 선진국이 환경파괴 문제를 피하기 위해 저개발국가나 개발도상국에 바이오 에너지 생산 역할을 전가하고 있는 상황이다. 김 사무대표는 석탄 에너지의 성공적 전환을 위해서는 다양한 대안이 필요하다면서 “탄소세를 부과해 온실가스 감축과 세수를 확보하는 방법도 모색해야 한다”고 주장했다.

마지막으로 이재구 에너지연구원FEP융합연구단장이 ‘친환경 석탄발전 기술’을 주제로 발표에 나섰다. 청정 석탄발전 기술에 대해 크게 ▲고효율 발전기술(초초임계 발전기술(USC), 순환유동층연소 발전기술(CFBC), 석탄가스화 복합발전기술(IGCC), 차세대 발전기술(IGFC, s-CO₂, DICE, MHD)) ▲바이오매스 연료전환 기술(Co-firing) ▲미세먼지 저감기술(탈황, 탈진, 집진) ▲이산화탄소 포집 이용 저장기술(CCUS) 등 4가지로 나누어 설명했다.

이 가운데 순환유동층연소 발전기술은 저등급 연료 등 연료를 광범위하게 선택할 수 있는데다 기체와 고체 혼합이 우수하다는 장점을 갖췄다. 또한 850~870°C의 낮은 운전온도와 황산화물을 연소실 내부에서 직접 탈황하고 질소산화물을 저온 연소하는 친환경성을 갖췄다. 또, 석탄가스화 복합발전기술은 석탄을 고온, 고압에서 가스화해 합성가스 제조·정제한 후 가스터빈 및 증기터빈을 구동하는 발전기술이다. 효율이 높고 환경성이 우수한 반면 건설비가 비싸고 설비가 복잡하며 위험하다는 단점이 있다고 한다.

이 단장은 “미세먼지 제거기술 등 환경오염 방지를 위한 다양한 기술이 개발 중이지만 국민들이 느끼는 고통을 볼 때는 더 많은 연구가 필요한 상황”이라며 “우리나라가 내세울 수 있는 신기술을 적용해 발전소를 운영한다면 점차 환경오염 고통에서 벗어날 것”이라고 봤다.

토론 후에는 참석자 질문이 이어졌다. 사전 취합된 질문과 인터넷 생중계 현장 질문 중 사회자가 선정해 각 패널들에게 질의 됐다. 특히 석탄과 친환경 발전 비중 전환에 따른 국민 부담을 줄일 수 있는 방법을 묻는 질문이 눈길을 끌었다. 안희원 처장은 가스 발전이 강력한 대안이 될 것이라고 봤다. 안 처장은 “설치비가 석탄보다 훨씬 저렴하고 최근 가스 가격도 많이 떨어진데다가 미세먼지 및 온실가스 발생도 석탄발전보다 현저히 낮다”며 “친환경 에너지로 넘어가는 가교 역할을 가스 발전이 할 수 있을 것”이라고 봤다.

현재 우리나라의 친환경 에너지 관련 기술 수준을 묻는 내용의 질의도 이어졌다. 이재구 단장은 “우리나라는 일사량이나 풍량이 충분한 수준이 아니기 때문에 관련 정책이 얼마나 계속될 수 있을지 걱정되는 건 사실”이라며 “때문에 주력 에너지 산업의 안정화를 먼저 한 후 다음(친환경 에너지) 단계로 차례차례 올라가야 한다”고 말했다. 이어 “현재 중국이 태양광 등 친환경 에너지 관련 산업에서 저가로 몰아붙이고 있는데 상당히 위협적”이라며 “풍력산업은 현재 주춤한 상태인데 기술 발전을 위해 좀 더 정부와 산업계에서 응원해야 한다”고 지적했다.