[투데이에너지 김나영 기자] 최근 전 세계적 경기침체가 지속되고 있는 가운데 에너지절약과 온실가스 저감이라는 과제가 주어지면서 산업단지 열병합발전소에 대한 이목이 더욱 집중되고 있다. 
집단에너지사업은 화석연료 고갈 및 환경오염문제에 대응한 효과적인 에너지대안으로 인식되고 있다. 또한 원전사고와 송전탑건설 등이 여전히 국민적 불안감을 조성하고 있는 가운데 열병합발전에 대한 관심은 급속도로 높아지는 듯 했다. 그러나 최근 예비율과 전력공급이 안정되면서 분산형전원으로서의 집단에너지사업은 빛을 잃어가고 있는 실정이다.
특히 산업단지 집단에너지사업은 최근 배출권거래제를 비롯해 산업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률이 일부 개정되면서 어려움을 호소하고 있다. 이와 함께 산단 집단에너지사업의 현안과 해결방안은 무엇이 있는지 짚어봤다.
/편집자주

산업단지 집단에너지사업은 전세계적인 온실가스 감축 기조와 맞물리면서 다시 한 번 조명 받고 있다. 열병합발전시설은 화석연료 사용량을 줄이고 온실가스 및 대기오염물질의 배출량을 저감시킴으로써 대기환경개선효과를 30~40% 향상시킬 수 있는 것으로 알려져 있다.

산단 내 개별적으로 스팀 생산시설을 설치해 이용하는 것보다 필요한 산업용 스팀 및 전기를 생산하고 수요자가 필요한 만큼 사용하는 것이 에너지 생산·이용효율면에서나 도시환경 차원에서 더 이롭다는 것이다.

그럼에도 불구하고 최근 배출권거래제 도입 및 산업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률 시행령 일부개정안이 입법예고 되면서 열시장교란 등의 난항을 맞이하게 됐다.

◆ 위기를 기회로 만드는 열병합발전

산단 내 집단에너지 공급은 연간 5만TOE 이상의 연료를 사용하고 60Gcal/km2*h 이상의 열과 발전은 2만kW 이상이 돼야 공급할 수 있다.

이에 따라 지난 2001년부터 2008년까지 산업단지부문의 에너지절감량은 2,758만1,000TOE 였으며 온실가스 및 대기오염물질 저감효과 역시 7,375만3,000TON에 달했다. 또한 같은 기간 미활용에너지 활용률은 1,314만9,000Gcal인 것으로 나타났다.

산단 집단에너지는 1970년대 초반 석유화학, 전자, 염색, 중공업 등 전통적인 중화학 및 전자공업 위주로 공급돼 왔다. 2001년 이후에는 증기 다소비업종의 정체로 사업장수 증가율이 둔화되고 있었으나 2008년부터 다시 활기를 띄게 됐다.

이에 따라 2014년 기준 17개 산단 내 34개 집단에너지사업자가 운영 중이며 연간 총 1만7,568.7 Gcal/h의 열과 2,847.3MWh의 전기를 생산하고 있다.

집단에너지사업의 가장 중요한 특성은 에너지 투입량 절감과 그에 따른 도심환경 개선에 있다. 집단에너지사업은 주로 열병합발전, 즉 Cogeneration 또는 CHP(Combined Heat and Power) 시설을 이용해 전기를 생산하고 그 과정에서 발생하는 폐열을 활용해 열을 공급하는 방식이다.

이는 열과 전기를 각각 독립적으로 생산하는 방식보다 효율적인 것으로 알려져 있다. 열병합발전은 열과 전기를 동시에 생산함으로써 범위의 경제에 따른 비용절감효과를 거둘 수 있다. 따라서 동일한 양의 열과 전기를 생산하는데 필요한 에너지 투입량을 약 30% 정도 절감할 수 있게 된다. 또한 이는 그만큼 화석연료가 연소되는 과정에서 나오는 이산화탄소, 아황산가스, 이산화질소, 미세먼지 등 대기오염물질의 배출량을 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.

뿐만 아니라 집단에너지사업은 열 생산을 위해 화석연료 이외에 자원회수시설의 쓰레기 소각열, 산업공정 폐열, 매립가스(LFG, Land Fill Gas), 태양열, 우드칩, 지열 등 다양한 미이용 에너지를 활용할 수 있기 때문에 에너지효율을 제고하는 한편 오염물질 배출량도 크게 줄일 수 있다.

특히 대기오염의 주범으로 꼽히고 있는 산단 내 오염물질 관리차원에서도 집단에너지사업은 더욱 효율적이라는 평가를 받고 있다. 열원시설이 한 곳에 집중돼 있어 탈황, 탈질, 집진 등을 위한 설비나 오염물질 여과장치 등 대기오염 저감시설을 설치하기 용이하고 집중 설치되다보니 설치비용이나 관리비용 또한 상대적으로 적게 든다는 것이다.

우리나라의 경우 제조·생산이 주요 수입원으로 작용하고 있어 원가절감에 대해 매우 민감하게 반응하고 있다. 따라서 전기요금을 비롯해 열요금 등이 등락을 하게 되면 매출에 그대로 반영돼 내수경제에 까지 영향을 끼치게 된다.

개도국에 비해 인건비 등의 이유로 가격경쟁력에서 뒤쳐지고 있는 국내 제조·생산업종들에서는 산단 내 집단에너지사업자들이 배출권이나 여타 다른 요인들에 의해 경영난을 겪게 되면 고스란히 산단 내 입주기업들에게까지 그 영향이 미치기 마련이다.

결국 집단에너지사업자의 운영이 안정돼야만 국가 산업경쟁력도 안정될 수 있다는 설명이다.

실제 EU 등 선진국에서는 고효율 CHP는 인센티브를 부여하는 한편 조정계수(감축률)를 일반 발전소와 달리 1을 적용하는 곳이 대부분이다. 독일은 일반 발전소의 조정계수가 0.85인데 반해 CHP는 0.9875를 적용한다. 이탈리아와 그리스의 발전소에는 각각 0.74와 0.92를 규정한 반면 CHP는 1로 인정하고 있다.

◆ 열원 활용 통한 온실가스 상쇄 인정해야

IEA(International Energy Agency)는 2050년의 이산화탄소 배출량을 2010년 수준으로 유지할 수 있는 방안으로 열병합발전을 강조한 바 있다. 또한 2007년 6월 G8 정상회담에서도 열병합발전소의 비율을 획기적으로 증가시킨다는 선언문을 채택했다.

이처럼 열병합발전에 대한 선진국들의 관심은 뜨거운 상황이다. 하지만 우리나라의 경우 배출권할당을 비롯해 산단 내 중복사업자 진입 등 제도가 바뀌면서 안정적인 에너지공급에 장애가 발생할 것이라는 우려가 나오고 있다.

산단의 열병합발전사업자들은 열을 생산해 구역 내 각각의 사업자들에게 용도에 따라 열을 공급한다. 결국 각각의 사용가들이 만들어야 하는 열을 한 곳에서 집중생산, 공급함에 따라 생산 효율을 높인 것이다.

정부가 설정한 것은 국가 온실가스 총량을 2020년까지 전망치대비 30% 감축인 만큼 이들 사업자들이 열생산 판매로 인한 감축효과에 대해서도 인정을 해줘야 한다는 주장도 나왔다.

관련 업계의 한 전문가는 “열병합발전사업자들은 소각·폐열을 사용하기 때문에 소각·폐열이 열병합사업자들에게 수용되지 않았을 경우 발생할 수 있는 온실가스 배출량과 개별 생산·소비해야하는 열을 대량으로 생산, 공급함으로써 감축되는 온실가스 배출량 등을 계산해서 인센티브를 지급받을 수 있도록 하는 것이 열병합발전사업자들이 지금의 상황을 헤쳐나가는 가장 최선의 방법이 될 것”이라고 전했다.

무엇보다 정부는 페루 리마에서 열린 당사국 총회에서 BAU대비 30%의 온실가스를 감축하겠다고 대대적으로 공표함에 따라 다시 한 번 우리나라의 온실가스 감축 이행에 대한 강력한 의지를 보였다. 이러한 가운데 온실가스 감축량 재설정 및 추가 할당에 대해서 산업계가 원하는 만큼의 결과를 이끌어내기는 쉽지 않아 보인다.

다만 기대해 볼 것은 환경부가 온실가스 감축 의무량을 너무 과다하게 설정했다는 산업계의 반발에 국내 CDM 도입 등의 상쇄제도를 마련했다는 것이다.

또한 최근 산업부는 에너지신사업 6개 과제 중 발전소 온배수 활용에 대해 언급하고 이를 신재생에너지원으로 인정하는 것에 대해 논의하고 있다. 결국 온배수 자체가 에너지절약은 물론 온실가스 저감에 기여하고 있다는 것을 입증한 셈이다.

이에 따라 관련 업계에서는 스스로 온실가스 저감 기여도에 대해 정확한 데이터를 분석해 제시함으로써 성과에 대한 공여부분을 인정받도록 하는 것이 또 하나의 해답이 될 수 있을 것으로 기대된다.

◆ 열병합발전 추가할당, 가시적 성과

정부가 열병합발전부문에 대해 180만톤이라는 온실가스 배출권을 업종 내 조절을 통해 추가로 할당했다. 그러나 이에 대해 호재로 봐야할지 악재로 봐야할지는 아직 미지수다.

180만톤은 열병합발전사들이 할당받은 총 배출량의 3% 수준이다. 다른 업종대비 전환부문(발전사업)에 온실가스 감축은 20% 이상을 더 부담시키고 그 안에서 열병합발전사들이 추가할당 받은 3%는 절대적으로 부족한 양이기 때문이다.

다만 이를 통해 환경부가 열병합발전의 특수성을 인정하고 앞으로 있을 추가할당 부분에서 유연성을 갖고 갈 물꼬가 될지 아니면 생색내기에 그칠지 향방에 귀추가 주목된다.

전환부문(발전부문) 온실가스 감축량은 공기업들이 대거 포진돼 있다는 이유로 타 업종에 비해 온실가스 감축 의무를 과다하게 부여받았다. 이는 발전부문의 경우 ‘배출권 분담금(가칭)’을 전기요금의 별도 항목으로 삽입, 국민들에게 부담시킬 것이기 때문에 여타 산업들보다는 안정적으로 가져갈 수 있다는 계산이다. 이렇게 되면 결국 탄소세와도 같은 개념이 된다.

어차피 원가에 반영될 것이라면 국민들에게 투명하게 배출권으로 인한 비용을 공개, 공동부담할 수 있도록 하겠다는 것이다. 취지는 좋지만 문제는 발전사들이 모두 같은 상황이 아니라는 것이다.

열병합발전사들 중에서도 특히 산업단지 사업자들은 열생산이 60~70%를 차지하고 있으며 전기생산은 30~40%에 그치고 있다. 하지만 감축해야하는 목표치는 같기 때문에 열생산을 중단하지 않는 이상 이를 헤쳐 나갈 수 있는 방법은 없어 보인다.

열생산을 줄이면 당연히 투입되는 화석연료양도 줄어들 것이고 그렇게 되면 자연스럽게 온실가스는 감축될 것이다. 하지만 문제는 이들 사업자들이 열생산을 함으로써 배출하는 온실가스양과 사용가들이 각자 연료를 사용해 발생하는 온실가스양 중 어느 쪽이 더 많은 온실가스를 배출하게 될 것인지 생각해 봐야할 것이다.

◆ 산단 열병합발전 숨통 트나

산단 집단에너지사업에 대한 온실가스 상쇄 등의 노력이 환경부로부터 인정받게 될 것으로 전망된다.

최근 비공개로 진행된 환경부와 집단에너지사업자들간의 회의에서 환경부측은 그동안 주장해온 집단에너지사업자들의 요구를 수용, 2차년도인 2016년 배출권 할당 시 전환부문에서 집단에너지사업을 제외하는 방안을 검토하겠다고 의사를 표명한 것으로 알려졌다.

수요처 입주에 따라 매년 가동률이 늘어나는 열병합발전의 특성을 고려해야 한다는 사업자의 주장을 환경부가 일부 수용한 것이다. 에너지 및 온실가스 저감시설인 열병합발전을 배려하는 차원에서 기존 발전·에너지업종과 집단에너지를 분리, 별도로 관리하는 방안을 검토하겠다는 설명이다.

환경부와 집단에너지업계는 올해 들어 수차례 간담회 및 모임을 통해  올해 첫 시행되는 배출권거래제와 관련 집단에너지분야 배출권 할당량 개선 등 제도개선 방향을 논의했다. 특히 지난달 정연만 환경부 차관이 직접 집단에너지 대표자들을 만나면서 큰 틀에서 합의점을 찾아가고 있는 것으로 전해졌다.

정 차관과 집단에너지사업자 대표들의 만남에서 집단에너지의 어려운 현실을 토로하고 제도개선을 요청, 이후 열린 임원급 간담회에서도 업계는 환경부에 조속한 제도개선과 함께 열병합발전에 대한 인센티브 방안을 촉구했다.

더 이상의 조율은 없을 것이라고 완강한 입장을 보이던 환경부가 현 시점에서 법으로 정해진 특정 업종의 할당량을 별도로 고려하는 것은 형평성을 유지해야하는 정부의 입장이 있어 어렵지만 집단에너지사업 특수성을 고려해 가동률이 늘어나는 만큼 배출권을 추가할당 해주겠다고 한발 물러선 모습을 보였다.

이에 따라 2016년 이후의 배출권 할당에 대해선 고효율에너지원이자 온실가스 감축시설인 집단에너지를 배려하기 위해 내년부터 발전·에너지업종에서 집단에너지를 분리해 별도로 관리하는 방안을 추진키로 합의했다.

아울러 양측은 세부 제도개선안을 결정하기 위해 EU사례 조사를 비롯해 집단에너지 온실가스 배출특성 및 감축효과 분석, 에너지효율 등에 대한 연구를 빠른 시일 내에 진행한다는데도 합의했다. 연구용역은 환경부와 집단에너지업계가 각각 진행하되 사업자들의 연구결과도 최대한 반영키로 했다.

이는 집단에너지를 배출권거래제 대상에서 아예 제외하는 방안과 조정계수 1(감축률 제로)을 적용해달라는 요구를 받아들이기 어렵지만 집단에너지가 고효율 에너지시스템이라는 인식을 공유했다는 점에서 관련 사업자들은 진일보한 결정이라고 내다봤다. 열부문 등을 감안해 집단에너지를 일반 발전사업에서 떼어냄으로써 온실가스 감축부담을 최소화시킬 수 있는 기반을 마련했다는 것이다.

◆ 산단 집단에너지사업, 또 발목 잡히나

산단 집단에너지사업자들은 최근 배출권거래제에 대한 족쇄가 풀리는 듯 하면서 한숨을 돌리게 됐다. 그러나 이것도 잠시, 정부가 집단에너지사업자간 공급구역 중복금지 원칙을 완화하겠다는 방침과 함께 열·스팀 공급업체의 산업단지 입주도 풀어 투자를 활성화하겠다고 나서 또다시 골머리를 앓고 있다.

산단 집단에너지사업자들은 이같은 조치가 시장혼란 및 과열경쟁체제 도입으로 번질 것이라며 반발하고 나섰다.

산업통상자원부는 지난 2월 산단 집단에너지사업자 외에도 열과 증기를 공급하는 별도사업자 역시 산업시설구역에 입주할 수 있도록 하는 내용의 ‘산업집적활성화 및 공장설립에 관한 법률 시행령’ 일부 개정안을 입법예고 했다.

입법예고된 산업집적법 시행령을 통해 산업부는 산업단지 입주자격에 기존 산업단지 집단에너지사업 외에도 열·증기 공급업을 포함시켰다. 다만 산업단지에 입주하는 열·스팀업체의 경우 산업단지 집단에너지사업자에게만 열을 공급하도록 단서조항을 달았다.

산업부는 현행 법령은 집단에너지사업자가 아닌 열 공급업자의 산업단지 진입을 제한하고 있어 열수요 변화에 능동적으로 대처가 불가능하다고 분석했다. 집단에너지업체의 설비 노후화 또는 산단 입주업체의 열·전기 수요 증가로 인해 공급설비를 확장해야 할 경우 직접투자를 통해 신·증설하는 방법 외에는 답이 없다는 것이다.

정부는 열·증기 공급업자가 기존 산업단지 집단에너지사업자의 설비 신·증설에 투자하는 경우 산업시설구역에 동반 입주할 수 있도록 함으로써 집단에너지업체가 다른 사업자로부터 열·증기를 공급받을 수 있도록 하기 위한 것이라고 개정취지를 설명하고 있다.

사실상 집단에너지사업자가 열수요에 맞춰 설비투자를 제대로 못할 경우 다른 열·증기업체로 하여금 대체투자를 유도하겠다는 의미다. 산업부가 지난해 8월 공급구역외 중복금지원칙 완화(집단에너지사업법 개정안 입법예고)를 통해 다른 사업자 열공급을 허용한 것에 이은 규제완화 정책이다.

산단 집단에너지사업자들은 이같은 조치는 산단 집단에너지의 사업환경을 악화시키는 것은 물론 오히려 중복투자와 열요금 단가경쟁을 조장할 여지가 있다고 반발했다.

일각에서는 정부가 법개정을 강행할 경우 공급권역내 독점적 사업권을 보장받은 집단에너지사업자의 권익이 훼손되는 만큼 소송에 나설 것이라는 강경한 의지도 보였다. 

 

산단 집단에너지사업 발전방안

산단 집단에너지사업자의 석탄CHP는 Vesting Contract 제도의 목적에 부적합할 뿐만 아니라 제도의 적용에 따른 열 및 전기 소비자의 피해가 예상되므로 비례의 원칙에 따라 석탄CHP에 대한 VC 적용은 적절하지 않다는 지적도 나오고 있다.

바람직한 전력시장 발전을 위해 민간사업자인 석탄CHP의 활성화가 필요하나 반대로 VC를 통한 가격규제 적용 시 정부정책에 대한 신뢰성 저해 및 사업자 손실로 인한 전력시장 경쟁위축 , 산업단지 열소비자 손실이 예상된다는 것이다.

민간사업인 산업단지 집단에너지에 대한 인위적인 가격규제는 제도의 효익보다 부작용을 더 크게 유발함으로써 민간사업의 경우 인위적인 규제보다 경쟁 활성화(현행제도유지)를 통한 사업자와 소비자의 균형(Win-Win구조)유지가 필요하다고 관계전문가들은 조언했다.

석탄열병합 정부승인 차액계약제도적용에 대해서도 정부는 독과점사업자 및 저원가발전기에 대한 가격규제를 통하여 전력시장의 가격을 안정화시키는 것에 있으며 시장 독점적 사업자에 해당하지 않는 민간사업자에 대한 차액계약제도 적용은 저원가발전기의 초과이윤 회수를 통한 전력시장 가격안정화가 주된 목적이라고 밝히고 있다.

하지만 가격규제의 대상이 되는 저원가발전기는 낮은 발전변동비를 통해 발전시장 초과이윤을 얻을 수 있어야 하며 낮은 발전변동비는 낮은 연료단가 열량단가 와 높은 발전효율의 조건이 충족돼야 한다고 관련 업계는 주장했다.

석탄열병합의 발전원가 구조는 Genco와 비교할 경우 소규모사업자로서 일반 발전사업자보다 높은 유연탄 구매비용을 부담하며 소규모사업자로서 대비 낮은 구매력과 전용항구 부재 내륙입지 등으로 인한 높은 육·해상운송비 부담 등이 있다.

발전효율 석탄열병합설비는 열생산을 위해 발전터빈에 투입된 스팀 일부를 추기하므로 일반 발전기보다 낮은 발전·설계효율을 보이며 실시간 열수요 충족을 위해 정격출력보다 낮은 출력으로 운전함에 따라 실제 발전효율은 더 낮게 형성된다.

발전효율 또한 석탄열병합설비는 일반 기력발전기와 달리 복수기를 설치하지 않거나 설비 터빈 용량보다 낮은 용량의 복수기를 설치함에 따라 일반 기력발전기와 같은 발전효율달성이 불가능하다는 것이다. 일반 기력발전기와 달리 복수기의 주된 목적이 발전효율 제고가 아닌 열수요 조절에 있음에 따라 터빈용량 보다 낮은 용량의 복수기를 설치, 석탄열병합 발전단가 높은 연료단가와 낮은 발전효율로 인해 석탄열병합은 일반 석탄발전기보다 높은 발전원가를 보이고 있다.

신규 또는 대용량 열병합설비의 경우에도 열생산 및 복수기용량의 제한으로 인해 일반발전기 수준의 발전효율 달성이 불가능하므로 일정수준 이상의 발전용량이 저원가발전기를 의미하지는 않는다.

일반적으로 신규 기술개발 및 일정 발전용량 이상의 열병합발전설비의 열전기 종합효율은 기존 저용량 설비 보다 높으나 열생산 추기의 비중이 높거나 복수기의 용량이 낮은 경우 오히려 발전효율은 더 낮게 설계될 수 있다.

석탄열병합의 열생산 스팀추기 용량 및 복수기용량은 각 산업단지의 열수요를 가장 효율적이고 안정적으로 충족할 수 있도록 구성된다.

그 외에 산단 집단에너지사업자들의 발목을 잡는 골칫거리는 유연탄 개소세 부과안이다. 지역냉·난방의 경우 집단에너지 공급지역 고시에 따라 타 열원의 진입이 제도적으로 불가능하나 산단 집단에너지의 경우 제도적으로 타 열원(경쟁자 및 대체재)의 진입이 가능한 구조를 갖고 있다.

산단 집단에너지는 산단별 수요·원료특성을 만족시키기 위해 사업장별로 상이한 설비구성 및 운영방식을 구성하고 이로 인해 각 사업장별 열생산원가 수준은 매우 다양하게 발생하고 있다.

산단 집단에너지는 제한된 소비자에 공정용 열을 공급하고 있으며 다양한 대체에너지원이 존재한다. 따라서 산단 집단에너지사업자가 공급하는 열의 공익적 성격은 낮은 수준에 해당한다.

최근 삼정KPMG가 발표한 ‘산업단지 집단에너지사업 발전방안 수립을 위한 연구용역’에 따르면 산단 집단에너지는 기업고객을 대상으로 하는 B2B거래며 산단 열소비자는 가격(원가) 정보력과 대체 가능성, 구매력 등을 고려했을 때 개인소비자대비 높은 협상력을 가지고 있다.

산단 집단에너지가 공급하는 공정용 열은 공익성은 존재하나 낮은 독점성을 고려할 때 가격규제의 적용대상에 해당하지 경쟁시장에서 결정되는 산단 열요금을 인위적으로 규제할 경우 집단에너지사업의 축소로 인해 오히려 산업체 열소비자의 에너지요금의 부담이 증가하는 부작용이 발생할 수 있다고 지적했다.

산단 집단에너지에서 사용하는 유연탄은 개별 산업체의 제품생산을 위한 에너지원으로 사용된다는 측면에서 산업용 유연탄과 동일한 용도를 가지고 있다.

집단에너지사업관련 법규 및 실제 운영실적을 고려할 때 집단에너지의 주목적은 저렴한 열공급에 있으며 열병합설비를 통해 발전하는 전력은 부산품에 해당한다.

석탄열병합설비에서 사용하는 유연탄에 대한 개별소비세 과세는 과세를 통한 전력수요억제, 발전연료간 형평성 제고, 전력가격에 대한 환경비용 내재화라는 정책목적에 적합하지 않다.

오히려 집단에너지에 사용되는 유연탄에 대한 과세는 산업체의 에너지비용 부담을 증가시켜 산업경쟁력을 악화시키며 유연탄을 이용해 직접 에너지를 생산하는 타 산업체와의 형평성을 저해하는 부작용을 유발하게 된다는 것이다.

유연탄에 대한 과세목적을 고려할 때 개별소비세의 과세대상은 순수 발전용 유연탄에 해당하며 산업단지 집단에너지사업자의 연료로 사용되는 유연탄은 산업용의 성격으로 과세목적에 적합하지 않기 때문에 과세대상에서 제외돼야 한다는 것이다.

 

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