[시평]열병합발전 편익 분석사례와 시사점
[시평]열병합발전 편익 분석사례와 시사점
  • 투데이에너지
  • 승인 2017.11.27
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▲ 오현영
에너지경제연구원
부연구위원

[투데이에너지]원전 및 석탄 발전의 축소를 통해 분산전원인 열병합발전의 활용을 확대하고 지원을 강화한다는 내용이 100대 국정과제에 담겨 있다.

정부가 열병합발전의 보급 및 활용 확대를 천명한 만큼 열병합발전의 편익은 무엇인지 구체적으로 살펴볼 필요가 있다.

■ IEA의 열병합발전 편익분석 사례

2007년 7월 독일 하일리겐담에서 열린 G8 정상회담에서 지도자들은 국가들이 발전부문에서의 열병합발전 기여도를 크게 증가시키기 위한 수단과 방안을 채택할 것을 주문했다.

이에 따라 각국 정부의 에너지, 경제, 환경, 유틸리티 관련 정책담당자는 열병합발전의 잠재력을 이해하고 국가별 상황에 적합한 정책을 파악하기 위한 방법과 정보를 찾아보게 되었다. IEA는 정책담당자들의 기초적인 의문인 ‘열병합발전을 정책적으로 활용할 경우의 편익이 무엇인가’에 대한 답으로 여러 연구리포트를 작성해 발표하였다.

IEA 리포트에서 가장 중요한 편익은 에너지효율 향상이다. 열병합발전은 난방 또는 산업 분야 발전에 따른 열생산분을 사용하기 때문에 일반적으로 투입연료의 75~80%를 유용한 에너지로 변환한다.

신형 열병합발전의 효율은 90% 이상이다. 또한 열병합발전 설비는 최종소비자 인근에 위치하기 때문에 네트워크 손실을 줄인다. 일부 열병합발전 기술은 여러 연료 유형을 사용할 수 있어 연료 불안정 및 가격 변동성이 커지는 시점에서 가치 있는 유연성을 제공한다. 열병합발전의 효율성은 채택된 기술, 연료, 에너지원, 발전설비 유형에 따라 다르다.

열병합발전 기술은 재생에너지 기반 전력 및 열에너지 보급에 기여할 수 있다는 장점이 있다. 열병합발전 기술로 생산되는 재생 열에너지의 장점은 생산된 열량이 경제적 타당성을 평가할 수 있을 만큼 규모가 충분히 크다는 것이다. 특히 열병합발전은 일부 재생에너지원의 가변성으로 인한 전기생산 변동의 균형을 맞추는 데 저탄소적으로 기여할 수 있다. 열병합발전은 에너지효율 및 탄소저감 능력이 검증되었으므로 재생에너지 가변성 대응에서 우선적인 솔루션이 돼야한다.

■ 미국 EPA의 열병합발전 편익 평가

미국 EPA(환경보호청)는 열병합발전의 보급을 지원하고 있다. EPA는 국가 에너지공급의 효율성을 증가시킴으로써 상당히 비용효율적인 배출량 감축을 달성할 수 있기 때문에 열병합발전의 활용 확대를 촉진한다.

미국의 화석연료 발전소 평균 효율은 33%이다. 이는 미국 대부분의 발전소에서 전기를 생산하는 데 사용되는 에너지의 2/3가 대기로 방출되는 열의 형태로 낭비된다는 것을 의미한다.

열병합발전은 이 낭비 된 열을 회수, 이용함으로써 일반적으로 전기 및 열을 생산하는 데 60~80%의 전체 시스템 효율을 달성한다. 일부 시스템은 90%에 가까운 효율을 달성한다.

열병합발전은 기존 열, 전기 분리생산과 비교할 때 상당한 환경적 편익을 제공한다. 열병합발전은 발전 시 낭비되는 열을 활용함으로써 동일한 양의 에너지를 생산하는 데 필요한 연료를 적게 소비한다. 연료가 적게 연소되므로 이산화탄소(CO2)와 같은 온실가스 배출은 물론 질소산화물(NOx) 및 이산화황(SO2)과 같은 다른 대기오염 물질도 감소한다.

이제 열병합발전은 2000년대 초반과 같이 일부 선진국에서가 아니라 전세계에서 온실가스 저감 정책수단으로 활용되고 있다. 열병합발전은 IEA, 미국 EPA 등이 분석한 것처럼 높은 에너지효율, 온실가스 및 오염물질 저감, 경제성, 전력공급 신뢰도 등의 편익을 준다.

특히 EU는 이러한 장점에 주목해 에너지효율지침(舊 열병합발전지침)을 제정해 열병합발전의 보급을 정책적으로 지원하고 있다. 미국의 오바마 전대통령은 대대적인 열병합발전 확대계획을 수립하고 시행했다. 최근 중국 정부는 UN 등 국제기구와 연합해 열병합발전 확대를 적극 추진 중이다.

이전 정부는 열병합발전에 대한 용량규제 도입을 검토했었고 같은 맥락에서 허가를 지연, 거부해 사업차질을 일으켰었다. 현 정권은 열병합발전의 인허가, 연료 구매, 요금 설정 등 전 과정에 대해 체계적인 지원을 강화한다고 국정과제에 명시했다.

원전에 대한 정부 입장이 정반대로 바뀐 상황에서 앞으로 정책실무자 쪽에서는 어떤 구체적인 지원을 하고 달라진 방향성을 보여줄 것인지 궁금하다.


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