남부발전, 제주 서귀포 150 ㎿급 발전소 준공 국내 최초 ‘스마트 발전소’, 제주 전력 12% 담당
전력 불안정이라는 고질병을 앓던 제주도가 천연가스(LNG)복합화력발전소를 통해 안정적으로 전력을 확보할 수 있게 됐다. 지난 11월 30일 한국남부발전이 150 ㎿ 급 복합발전소를 준공한 것. 총 발전량의 40%를 육지로부터 충당했던 제주도는 거주민 및 관광객 증가, 개발 등으로 안정적인 전력 및 가스공급 요구가 점점 높아져왔다. 때문에 이번 복합발전소에 거는 제주도민의 기대도 높다. 게다가 또한 4차 산업혁명 기술들을 적극 활용한 ‘지능형 스마트 발전소’라는 점도 눈여겨볼 만하다. 제주도는 에너지 자립도 향상을 통해 보다 안정적인 지역 발전을 꾀할 수 있을 것으로 봤다.
글 김수진 기자 자료 한국남부발전
남제주복합발전소 전경
남제주복합발전소 직원이 시스템 확인을 하고 있는 모습
남제주복합발전소의 안전 운행을 위해 개발된 ‘디지털 트윈’ 모습
오염물질은 낮추고 가상 발전소로 문제점 찾는다 한국남부발전이 지난해 11월 30일 제주 서귀포시 안덕면에서 150 ㎿급 남제주복합화력발전소 준공식을 열었다. 50 ㎿급 가스터빈 2기와 스팀터빈 1기로 구성된 LNG복합화력발전소(이하 복합발전소)는 정부 8차 전력수급기본계획이 반영된 사업으로, 총 3821억 원의 공사비가 투입됐다. 지난해 세계를 강타한 코로나19 때문에 국외 기술감리 입국 지연·취소 및 건설인력 감축 운영으로 당초 준공일보다 6개월 늦게 연기됐다.
이번 준공으로 재생에너지의 불규칙적 출력변동과 전력수요 증가에 대비한 안정적이고 신속한 전력공급원을 확보하게 됐다. 예비타당성 보고서 기준 연간 1,300 GWh의 전력생산이 예상되는데 이는 제주도 내 전력소비량의 12%, 제주 지역 5만 7,000여 가구에 전력을 안정적으로 공급할 수 있는 수준이다. 특히 LNG라는 청정연료를 활용해 온실가스와 미세먼지 저감과 제주도 내 신재생에너지의 불규칙 출력변동에 대한 보완 전원으로써 역할을 담당할 수 있을 것으로 보인다.
사업은 한국전력기술이 설계기술 용역을, GE와 대우건설이 기자재 공급을, 포스코건설과 한라산업개발이 시공을 맡았다. 사용되는 연료는 애월 LNG인수기지에서 공급된다.
남부발전은 청정연료인 LNG의 발전연료 활용과 환경설비 집중 보강에 나섰다. 현재 제주도는 제주형 뉴딜로, 청정환경과 에너지기술 융·복합 산업이 공존하는 탄소중립적 글로벌 녹색도시 조성을 목표로 한다. 남부발전은 재생에너지 전환을 위한 가교 에너지로 LNG를 활용하고 오염물질을 배출 기준보다 2배 엄격하게 설계했다. 질소산화물 8 ppm, 황산화물 10 ppm, 먼지 5 ㎎/Nm²이하로 배출할 계획. 또한 가스터빈 연소기를 질소저감형으로 적용했으며 습식 질조저감장치와 먼지집진기, 황연저감설비 등을 설치했다. 이를 통해 정부의 탄소중립 정책에 발을 맞춘다는 계획이다.
국내 최초 디지털 뉴딜 정책에 부응한 ‘스마트 발전소’라는 점도 눈여겨 볼만하다. 남부발전은 복합발전소에 ▲디지털 트윈 ▲스마트 운영시스템 ▲빅데이터 분석시스템 ▲지능형 예측진단시스템 등을 접목, 남부발전 고유의 스마트 발전소 모델을 개발했다.
스마트발전소의 근간이 되는 디지털 트윈은 3D 모델링을 통해 가상의 공간에 실제와 똑같은 가상발전소를 만드는 기술로, 발전운영 데이터의 실시간 연동을 통해 작업자는 현장과 똑같은 상황에서 관측과 운영을 할 수 있다.
스마트 운영시스템은 웨어러블 기기, 모바일, 증강현실 등을 발전설비 운영에 접목해 작업 효율을 극대화하한 기술이다. 태블릿 PC와 스마트 글라스를 활용한 실시간 현장공유로 내·외부 전문가 자문도 가능하다.
또한 속도와 데이터분석이 강화된 메모리 기반 ERP 시스템을 적용한 빅데이터 분석 기반 플랫폼을 이번 복합발전소에 적용했다. 빅데이터 분석 관련 기능 강화로 경영관리분야 뿐만 아니라 발전운영 및 정비관리 업무에도 데이터에 근거한 의사결정으로 신속, 정확한 업무처리가 가능하다. 남부발전은 이와 연계된 지능형 예측진단 시스템으로 무고장 발전소에 도전할 계획이다.
남부발전의 스마트발전소 모델은 우수한 기술력을 지닌 중소기업과도 협력해 상생을 도모하고 있다는 점에서 의미를 더한다. 스마트발전소 모델 구축에 참여한 협력사들은 51억 원에 달하는 매출을 올려 4차 산업혁명 생태계 활성화에 기여했다는 평이다.
한국남부발전 남제주발전본부 직원들이 지난해 5월 제주 화순해변에 뿔소라 1만 ㎏을 방류하고 기념촬영을 하고 있다.
남제주복합발전소 옆 조성예정인 ‘나누리 파크’ 조감도
남제주복합발전소 공사현장에 적용된 ‘스마트 안전관제시스템
‘스마트’하게 짓고 ‘친환경’경제 살리고 복합발전소 건설 과정에서 다양한 첨단기술이 성공적으로 적용된 점도 눈여겨 볼만하다. 건설현장 위험요소를 실시간 알려주는 ‘스마트 안전관제 시스템’을 개발해 현장에 적용, 성공한 것. 부산대학교 기계공학부 강동중 교수팀과 협업해 개발한 AI 기반 스마트 시스템으로, 기존 관제시스템에 딥러닝 지능형 감지기술이 접목된 것이다. 지난해 7월 복합발전소 건설현장에 도입됐다.
기존 시스템이 단순 모니터 용도에 그쳤다면 스마트 시스템은 현장의 영상 데이터를 실시간으로 수집해 위험요소 발견 시 작업자 및 관리자에게 경보를 전달하는 역할을 수행한다. 차량의 속도위반, 중장비 위험구역 접근 감지, 근로자 이상행동 검출 등 잠재적 위험요소를 인공지능이 실시간으로 감지해 위험상황을 관제모니터 경보와 동시에 안전관리자의 스마트폰으로 알려준다는 점에서 작업장 산업재해 방지에 보탬이 될 것으로 보인다.
남부발전 관계자는 “정부·공공 투자를 통한 산학기술개발 모범사례로 건설 안전사고 예방 뿐 아니라 스마트 시스템은 안전 신산업 창출을 통한 연계 산업 성장에도 기여할 수 있을 것”이라며 “SOC 투자가 활발한 중국, 동남아시아 등에 수출시장을 개척한다면 새롭게 형성되는 안전관리분야의 세계시장 선점을 노려볼 수 있다”고 밝혔다.
또한 남부발전은 친환경 관광명소를 개발하고 지역발전에 나선다는 계획이다. 남부발전은 지난해 초부터 발전소 주변을 지역주민과 탐방객을 위해 올레9길 명소화 사업에 한창이다. 총 3단계로 진행 중인 이번 사업은 발전소 주변 0.7 ㎞ 탐방로 정비와 1만 9,858 ㎡규모 공원 조성을 골자로 해 지역주민 보행 안전 확보는 물론 탐방객 증가에 따른 지역경제 활성화에도 기여가 예상된다.
남부발전은 우선 발전소 서측 울타리를 철거하고 발전소 부지를 할애해 화순항과 올레9길이 바로 연결되는 데크길 코스 정비를 완료했다. 정문 주변 철조망을 철거하고 새로이 탐방용 보도를 신설하며, 벤치와 투시형 디자인 펜스도 설치했다. 인근 보행로가 없어 차도로 통행하던 위험과 불편 해소는 물론, 발전소 주변 황개천을 바라보는 쉼터도 생겼다.
남부발전은 야적장 부지로 사용되던 1만 9,858 ㎡의 발전소 부지를 야생화 꽃밭, 어린이 놀이터, 포토존 등 체험거리 가득한 ‘나누리 파크’로 조성할 계획이다. 나누리 파크는 오는 5월경 민간에 개방될 예정이다.
지역민 경제 활성화에도 이바지 한다는 계획이다. 발전소에 배수되는 해수(온수)도 활용된다. 인근 애플망고 농장과 돌돔, 붉바리 양식장에 공급해 지역소득 창출에 기여한다는 계획이다. 남부발전 측은 이를 통해 지역주민 수익 연간 15억 원 증가와 유류 난방 대비 80% 이상 비용절감, 연간 2,827톤의 탄소배출 저감 효과를 기대할 수 있을 것이라고 밝혔다. 또한 앞서 지난해에는 제주 화순해변 일대에 뿔소라 1만 ㎏을 방류하고 중국발 괭생이 모자반을 수거하는 등 바다 환경 정화에 나서기도 했다.
신정식 한국남부발전사장은 “남제주복합발전소는 친환경과 디지털 기술을 선제적으로 반영한 국내 최초의 스마트발전소”라며 “안정적 전력공급의 책임을 넘어 탈탄소, 에너지전환의 시대를 선도하는 것은 물론 지역과 더불어 성장하는 발전소를 만들어가자”고 당부했다.
IN SHORT LNG 발전, ‘가격·친환경’한계 극복해야 액화천연가스인 LNG는 가스전에서 채취한 천연가스를 정제해 얻은 메탄을 냉각해 액화한 것이다. 오염물질이 적고 열량이 높은 연료다. 석탄화력 발전에 비해 친환경적이라는 점에서 최근 핫한 에너지 자원으로 손꼽힌다.
2018년 기준 전 세계 LNG 생산량 260 MT에서 2050년 600 MT으로 큰 폭으로 증가할 것으로 보이며 그 운송량 또한 매년 2.5% 증가하고 있다. 특히 미국이 LNG 확대 기조를 유지하자 전 세계 국가와 글로벌 기업들이 LNG 발전소 짓기 경쟁 중이다. 남부발전도 최근 LNG 사업에 주목하고 있다. 지난해 7월 열린 이사회에서 공개된 ‘2020-2024 중장기 재무관리계획(안)’에 따르면 총 투자액 5조 2,000억 원 중 2조 8,000억 원이 LNG 사업과 석탄화력 발전소 대체 등에 사용될 계획이다. 남제주복합발전소 외에도 합천복합 LNG, 하동 복합 LNG 1단계 투자를 진행 중이다. 정부도 지난해 놂탄소중립’달성을 위한 그린뉴딜 정책을 발표하며 LNG에 주목했다. 석탄발전 30기 중 24기를 LNG로 전환한다는 계획을 공개한 것.
하지만 전력생산단가가 기존 화력발전이나 원자력발전에 비해 상대적으로 높다는 단점은 극복과제다. 실제로 한국전력거래소 전력통계정보시스템(EPSIS)에 따르면 지난해 8월 기준 1kWh당 LNG는 103.5원이다. 원자력 69.7원이나 유연탄 79.9원에 비하면 1.5배가량 비싸다. 게다가 LNG는 국제유가 변동 영향을 크게 받는데, 올해 코로나19로 비정상적으로 하락한 유가가 언제 폭등할지 모르는 상황이다. 이산화탄소 배출량도 태양광이나 원전에 비해 높다. 배출계수(g/㎾h)는 석탄(991)에 비해 낮은 549이지만 원전이 10, 태양광이 54인 것을 감안하면 친환경 에너지로써 그 의미는 퇴색할 수밖에 없다는 지적이다.
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