[시평]수소경제 활성화 위한 집단에너지 역할
[시평]수소경제 활성화 위한 집단에너지 역할
  • 투데이에너지
  • 승인 2020.01.11
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▲ 임용훈
한국에너지기술연구원
책임연구원

[투데이에너지]최근 환경부에서는 효과적인 국가 온실가스 감축 목표 이행을 위해 국가 배출권할당계획을 수립하고 제2차 계획기간 할당계획에 이어 오는 2021년부터 적용하게 될 제3차 계획기간에 적용할 온실가스 배출권 할당 계획을 논의하고 있다. 앞선 1, 2차 계획기간에 추진한 업종분리, 벤치마크 기반 무상할당 방식 적용, 유상할당 개시 등에 이어 본격적인 유상할당 비율의 확대를 예고하고 있다.

가뜩이나 제1, 2차 계획기간에 집단에너지사업의 고효율성에 근거한 온실가스 배출 절감 기여도를 충분히 인정받지 못한데 대한 업계의 불만이 높은 가운데 유상할당 비율 확대 정책은 집단에너지 관련 시장에 또 한번의 큰 충격을 가져올 것임에 틀림없다.

특히 제3차 계획기간의 주요 골자인 유상할당 공급 확대에 있어 유상할당 적용 업종 선정 평가기준에 대한 보편타당성과 관련해 이미 주무 부처인 환경부와 사업자간 갈등이 증폭되고 있다.

집단에너지업종의 경우 국내 사업에 치중하고 있는 사업의 특성상 주요한 선정기준인 무역집약도에서 큰 불이익을 받을 개연성이 높아 최종적으로 유상할당 업종으로 분류될 것으로 예측된다.

더욱이 갈수록 일상화되고 있는 초미세먼지 농도 심화에 따른 근본적인 대안 마련의 요구가 높아지고 있어 연간 다량의 질소산화물을 배출하고 있는 산업, 발전, 수송 그리고 아직까지는 규제의 사각지대로 분류되는 건물분야 전반에 걸친 면밀한 점검과 혁신적인 개선 방안 마련이 시급하다. 물론 국내 난방시장의 16~17%, 전력생산의 8~9%를 담당하고 있는 집단에너지분야도 예외는 아닐 것이다.

현행 집단에너지사업 모델은 제1, 2차 산업혁명을 주도했던 증기터빈과 가스터빈으로 이뤄진 복합화력 열병합발전시스템을 근간으로 하고 있다. 그러나 문제는 이러한 터빈 기반의 핵심 원동기시스템에 대한 지나친 해외의존도이다. 터빈 기술은 에너지관련 기술 중 특히 진입 장벽이 매우 높은 기술분야로써 일부 스팀 발전시스템에 대한 국산화 기술개발이 꾸준히 진행되고는 있으나 여전히 세계기술 수준과의 차이가 매우 크다.

열 공급을 위한 광역의 배관망을 구축해야 하는 집단에너지사업의 특성상 원동기부문에서의 이와 같은 지나친 해외의존도는 막대한 초기 자본 투자로 이어져 국내 집단에너지사업의 경제성 확보를 저해하는 근본적인 원인으로 작용하고 있다.

이런 측면에서 최근 터빈 대신 연료전지를 원동기로 하는 열병합발전시스템의 도입이 활발하게 진행되고 있음은 매우 주목할 만하다.

특히 높은 발전효율과 다량의 유해가스를 생산하는 기존의 연소 방식이 아닌 화학적 반응을 이용한 친환경적 에너지 생산 방식으로의 전환은 급격한 온실가스 배출 규제를 겪을 것으로 전망되는 집단에너지산업의 문제 해결을 위한 새로운 기술적 대안으로 주목 받고 있다.

아직까지는 천연가스를 개질해 연료전지 구동에 필요한 수소를 생산, 공급한다는 점에서 다소간의 논란이 있지만 최근에는 천연가스 개질 시 발생하는 이산화탄소를 화학적으로 포집 후 수소와 반응시켜 메탄으로 전환, 재활용할 수 있는 기술 등이 상용화 단계에 접어들었다. 이러한 기술들이 적용될 경우 현재 정부가 추진하고 있는 미래 청정 수소사회에 도달하기까지의 간극을 메꿔 줄 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다.

특히 집단에너지사업 관점에서 볼 때 메탄화 반응 과정에서 발생하는 중•고온(350~550℃)의 폐열을 회수, 수요처의 열 수요에 대응하고 이송 및 저장이 용이하지 않은 수소를 안정적인 메탄으로 전환해 기존 천연가스 배관망 인프라를 활용함으로써 온실가스 배출 규제 대응할 수 있다. 또한 집단에너지에 필요한 안정적인 열원 확보, 효율적인 수소에너지의 저장 및 이용이 가능한 일석삼조의 효과를 기대해 볼 수 있다.

수소 기반 산업 성공의 가장 핵심이라 할 수 있는 저렴한 수소 공급 체계 구축에 있어서도 현행의 튜브 트레일러나 최근 논의되고 있는 액화수소 이송의 원거리 이송에 따른 단가 상승 문제 해결을 위해 폐기물 자원화 기술과의 융합으로 대도심 내 수소 공급 사슬 체계 구축을 위한 주요 거점 기지로써의 새로운 발전 모델을 제시할 수 있는 잠재력을 가지고 있음에 주목해 볼 필요가 있다.

현재 정부가 추진하고 있는 수소경제 활성화 로드맵은 지나치게 수송분야에 집중돼 있어 보다 규모가 큰 수요처, 즉 정치형 발전분야의 수요 발굴이 병행돼야 한다는 것이 중론이다.

집단에너지사업 입장에서 현재 직면한 RPS, 온실가스 배출 규제, 향후 도입될 것으로 예상되는 미세먼지 배출 규제 등 복잡한 현안 해결과 지속적인 사업의 성장동력 확보를 해 친환경 수소에너지 기반의 차세대 집단에너지 사업 모델로의 과감한 전환을 고려해 볼 필요가 있다.

수소 기반 친환경에너지 생산, Power to Gas를 이용한 수소와 이산화탄소 자원화 이용, 메탄화 반응 폐열 활용을 통한 풍부한 재생에너지 열원 확보 등 미래 수소사회로의 진입을 주도할 수 있는 집단에너지사업의 대변신을 기대해 본다.


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