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[분산 전원 세미나②] 유연한 전력 수급 위한 자가 발전기 활용 - 정부 정책, 경제성 개선해야
2012-12-13



9·15 정전사태 이후 전력 수급의 안정화는 범국민 차원의 화두로 떠올랐다. 중앙집중 발전방식은 예비율이 떨어질 경우 대형 발전기 한 대가고장 나거나 수요 예측이 빗나가면 어김없이 제 2의9·15 정전사태가 일어날 여지가 있다. 이에 분산형 전원인 자가 발전기가 전력 부족 혹은 전력 피크시 유연하게 대처할 수 있는 최적의 대안으로 다시금 논의되고 있다.
자가 발전기는 일반적으로 일반 전기사업자 및 특정 전기사업자와 달리 자사(또는 자가)에서 필요로하는 전력의 일부 또는 전부를 자체적으로 생산, 공급하기 위한 발전기다. 용도별로, 전력공급회사로부터 전력공급을 받지 않거나 일부만 공급받고 자체 발전설비로 평상시 및 비상시에 전원을 상시 공급하는 상용 발전장치, 전력공급회사의 우발적인전력계통 사고, 정전 계획 및 사용자의 수전설비 사고 등으로 전력공급 중단에 대비해 설치하는 비상용 발전설비로 나뉜다. 사업체, 대형건물, 공동주택등에 주로 설치해 자가 사용을 목적으로 하는 소규모 열병합발전설비의 경우 대규모 지역냉난방에 쓰이는 열병합발전에 비해 발전소 투자 부담을 줄이고 건물 단위에 최적화해 에너지 이용 효율을 최대화할 수 있는 게 장점이다.
대규모 중압집중식 발전소는 건설에만 여러 해 걸리고 비용 또한 수천억 원이 들어가지만, 자가 발전은 필요한 곳에 필요한 규모로 단기간에 설치 가능하다. 이처럼 소비지에 직접 설치한 자가 발전설비는 4∼20분 만에 발전기 가동이 가능해 중앙 배전망의 단기간 안정화에 기여할 수 있으며 전력 부족시 추가 발전으로 전력 피크에 유연하며 효과적으로 대처한다. 외국에서는 최대 전력 사용 시간에 비상 발전기를 활용하는 방안을 시행하고 있다. 미국오리건주의'포틀랜드전기'는 2000년부터 고객들이 보유한 비상 발전기를 원격 가동하는 프로그램을 시행해 4만 3000㎾급 전력을 조달하고 있다. 일본은 원전 사태 등으로 전력 수급에 비상이 걸리자지난해부터 자가 발전 사업에 예산을 집행했다.

저조한 자가 발전 설비… 환경·경제성이 걸림돌상용 자가 발전기는 대부분 산업체에서 일상적으
로 활용하며 전력거래소에서 실태 조사 및 관리를통해 발전용량으로 처리, 국가 전력설비 통계에 반영(전체 설비용량의 5%)하고 있다. 추가 발전 여력은 거의 없는 것으로 알려진다.
비상용 자가 발전기는 대부분 소용량 디젤엔진 발전기로 평상시에 거의 운전하지 않아 수요자원으로서의 활용 가능성이 크다. 대형 건물 등에 설치된 비상용 자가 발전기는 6만 1000여 대(올해 초 기준),발전 용량은 총 1900만㎾로, 100만㎾급 원전 19기가 생산할 수 있는 전력과 맞먹는다. 원전 1기를 짓는 데 2조 2000억 원 정도 드는 것을 감안하면 대형건물에 의무 설치된 자가 발전기는 귀중한 사회적인프라인 것이다. 전력 예비율이 10% 이하로 떨어지더라도 비상용 자가 발전기 중 일부를 가동하면 전력난을 어려움 없이 극복할 수 있다.

소형 열병합발전기는 건물과 공동주택 등에Peak-Cut 용도로 설치하며 동고하저冬高夏低의 운영특징이 있다. 국내 설치된 자가 및 소형, 대형(집단에너지) 열병합발전 용량은 7451㎿로 국내 발전용량의 9.6%를 차지한다. 이중 집단에너지용 열병합이 3790㎿이며 자가 열병합도 3453㎿로 크게 뒤지지 않는다. 그러나 잠자는 자가 열병합발전이 많다.
정부는 열병합발전 등 분산형 전원 보급 촉진을 위한 정책을 추진하고 있지만 자가 열병합발전의 높은 생산단가로 중소형 열병합발전기, 자가·소형열병합발전기의 가동률 및 보급률은 지속적으로 줄어들고 있는 경향이 있다.
소형 열병합발전기의 전력 생산 단가가 한전 수전가격보다 높은 것은 전기와 가스 등 비합리적인 요금 체계에 따른 것으로, 여유 능력은 있으나 가동하면 손해가 발생하므로 발전기를 가동하려고 하지않으며 결국 전력 수급 비상사태까지 발생하는 것이다.
비상용 자가 발전기 활용에는 몇 가지 장애가 지적되고 있는데 98% 이상 디젤을 사용하는 비상 발전기의 경우 소음(50㏈)과 진동(60㏈), 매연 등 환경 문제가 따르고 노후화된 설비와 순간정전(조작회로 미설치), 회로분리 등 기술적 문제, 전기요금(132원/㎾h)에 비한 비싼 발전단가(디젤450~600원/㎾h)가 걸림돌이다. 또한 소형 열병합발전기는 대기환경보전법 상의 질소산화물 규제(50ppm)에 걸리고 역시 전기요금에 비해 비싼 발전단가(LNG 250~300원/㎾h)가 적극적인 활용에걸림돌이라는 지적이다.
대기환경보전법 상 비상용 디젤 발전기는 매연 배출 대상에서 제외되기에 매연 배출은 큰 문제가 아니나 소음과 진동은 대책이 필요하다. 또한 순간 정전 방지를 위한 회로 분리 및 조작회로 설치, 개조비용 지원이 필요하며 현실적으로 연료비 지원이따라야 한다. 소형 열병합발전기는 이미 Peak-Cut용도로 설치돼 있어 기술적 제약이 없으며 추가 투자비가 필요치 않다. 여러모로 비상발전기에 비해제적으로 활용 가능하다. 그러나 질소산화물 배출 방지 대책이 필요하며 전기요금에 견주어 비싸다는 느낌을 상쇄할 만한 연료비 지원이 요구된다. 독일은 열병합시설에 ㎾h당 5.10유로센트, 일본은 자가 열병합발전기에 ㎾h당 10∼15엔의 발전 지원 및 설치 보조금을 지원하고 있다.

일본의 자가 발전 설비 현황
일본은 2011년 3월 후쿠시마 원전 사고 후 모든원전 가동을 중단한 바 있다. 전력 공급 능력은
2010년 대비 12.7% 감소했으며 대규모 정전 발생을 억제하기 위해 각 지역에 2010년 대비 5~15%절전 목표를 부과했다. 당시 전력 수급 대책의 일환으로 비상발전기 활용을 포함했으며 현재 우리가고려하는 것과 비슷하게 비상발전기 활용 방안을모색한 바 있다.
일본은 비상발전기 활용 방안으로, 배기가스 총량기준 완화, 연료 저장에 따른 제반 규제 완화·대기오염·진동·소음 규제 완화, 위험물 관리자 선임규제 완화 등 비상발전기 활용을 위해 각종 규제를완화하는 정책을 추진하고자 했다. 그러나 제도 개선 관련 각 부처(총무성, 환경부, 경제산업성)의 종합적인 검토 결과 비상발전기 활용에 부정적인 의견이 대다수였다. 환경부는 배기가스 총량 기준 완화에 대해 '총량 규제 기준은 사람의 건강 보호 및생활 환경의 보전을 유지하기 위한 것으로 이를 완화하는 것은 적당하지 않다', 진동·소음 규제 기준의 완화에 대해'지역주민의 생리적, 심리적 영향,수면 방해 등에 영향을 미치므로 기준의 범위를 완화하는 것은 적당하지 않다'는 검토 결과를 냈으며총무성은 자가 발전 설비의 설치, 가동에 있어 지정된 수량 이상의 연료를 유지하기 위한 위험물 관리규제 완화에 대해 '일반 취급소에서 사고가 한 번발생하면 그 피해가 상당하기 때문에 법령에 정해진 기술 기준을 완화하는 것은 곤란하다'는 입장을표명했다.
결과적으로 비상 발전기의 활용이 아닌 상용 자가발전 설비의 보급 촉진으로 방향을 재설정한 으로 전해진다. 그리고 지난해 '자가 발전 설비 도입촉진 사업'을 시작하고 예산 400억 엔(약 5700억원)을 투입했다. 또한 2013년도 예산안에 열병합발전 도입 지원 보조 항목으로 940억 엔 책정을 요구하고 있다.

한석만 박사는 "안정적인 전력 수급을 위해 현행에너지 가격의 왜곡이 해소돼야 하며 보급 실적 늘리기에 급급한 단기적 성과 위주의 정책보다 에너지 이용 효율을 향상하는 장기적 관점의 에너지 정책, 상용 자가 발전설비 또는 소형 열병합발전 설비보급 확대가 필요하다"며 "절전 규제를 하더라도 일본의 자가 발전설비 용량 정도는 돼야 가능하다"고언급했다. 덧붙여 "상용 자가 발전설비 또는 소형열병합발전 설비 보급 확대를 위해서는 발전차액지원 제도, 보급 확산 전까지 각종 환경적 규제의 완화, 하절기 열수요 확대 등이 해결 과제"라고 지적했다.

자료협조 에너지관리공단 산업에너지실 한석만 박사

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