[투데이에너지 시평]
어느 때보다도 현재 전 세계의 정보화 실현 속도가 빠르게 진행되고 있다. 특히 AI 기술을 통한 정보화 시스템 구축으로 인간이 AI에 의존하는 추세가 더욱 가속화되고 있다.
정보화 시스템 구축이 늘어나는 만큼 소요되는 전력수요도 기하급수적으로 증가할 것은 자명하다. 따라서 한 나라의 경제 및 문화 모든 면의 발전이 단순한 양적 에너지량의 확보가 아니라 수요 증가에 맞춰 전력을 시의적절하게 공급할 수 있는가에 달려 있다고 해도 과언이 아니다.
더욱이 전기에너지는 저장하기가 쉬운 에너지가 아니어서 변동하는 수요에 대응해 그때마다 대규모 전력을 상시적으로 원활히 공급하는 시스템을 갖추는 것이 중요한다.
현재 대부분의 선진 국가에서는 전력공급을 위한 발전원으로 크게 원자력, 화력, 신재생에너지 발전 그리고 기타 발전을 중심으로 구성해 가동하고 있다.
전력수요의 다양한 변동에 맞춰 각각의 발전원들이 가진 장점을 최대한 살려 발전원의 개별 비중을 조절하면서 전력 계통에 능동적으로 전기를 공급하는 시스템을 갖추고 있다. 결국 발전원이 다양할수록 복잡한 변동수요에 대응하는 방안들이 많아 최적의 전력을 공급하기 더욱 수월하고 결국 잉여전력 등의 생산을 최소화할 수 있다.
현재 신재생에너지 발전 비중을 상대적으로 높이고 있지만 전력 생산비의 증가 뿐만 아니라 변동성과 간헐성 등으로 인해 안정적인 전력공급에 어려움을 겪고 있다.
또한 우리나라는 제조업 중심의 산업구조로 양질의 전력수요가 매우 요구되며 전력공급망 관점에서 유럽국가들과 달리 완전히 고립된 에너지 섬과 같아 반드시 자립화해야 하므로 변동수요에 시의적절하게 대응해 안정적으로 전력을 공급하기 위해서는 석탄화력 발전의 비중을 급격하게 줄이기는 현실적으로 어려운 실정이다.
따라서 잉여전력을 줄이기 위해 다양한 발전원에 기초해 고도의 전력생산 조절 시스템을 구축해야 한다는 차원에서도 석탄화력 발전이 차지하는 비중의 의미가 크다.
지난해 한국전력공사 자료를 보면 발전량 기준으로 원자력이 30%, 석탄화력이 31%의 비중으로 전력을 공급하고 있어 현재 국내 전력 공급망 입장에서는 여전히 주요 발전원이다.
또 2020년 국제에너지기구 보고서에 따르면 우리나라의 전력 생산 단가가 원자력 다음으로 석탄화력이 저렴하다. 따라서 우라나라 전력 공급설비에서 단순히 탈석탄 발전만이 능사가 아니며 석탄화력발전의 효율 향상, 그리고 사용하는 연료의 전환 또는 대체를 통한 저탄소 배출을 고민해야 할 때다.
기존의 석탄화력 발전에서 상당부분 연료를 LNG 등으로 전환했지만 고가의 연료비로 인한 전력공급 단가의 증가로 설비증대에 상당한 부담이 있어 현재 국내에서 운용되는 화력발전의 상당한 부분이 여전히 연료를 석탄에만 의존해서 다소 문제다.
최근에 기존의 석탄화력발전 시스템에 비교적 저비용으로 그리고 화력발전의 장점을 살리면서 연소효율 향상 등을 통해 사용석탄량을 줄여 전력을 생산할 수 있는 방안으로 혼소 방식이 연구되고 있으며 이를 화력발전 시스템에 도입하고 있다.
석탄 발전에 암모니아 20% 혼소시 열효율 감소 없이 기존의 시스템을 그대로 이용하면서 사용 석탄을 줄여 탄소배출을 20% 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
물론 미연소 암모니아로 인한 미세먼지 발생이라는 부정적 측면도 있지만 전 세계적으로 추진하고 있는 탄소중립 실현에 화력발전이 기여할 수 있다는 점에서 시사하는 바가 크다.
국내 저비용 전력 생산 및 조절에 한 축을 담당하고 있는 석탄 화력발전을 대기오염원으로만 규제 또는 점차적으로 폐기하기보다는 연료전환 기술을 적용함으로써 탄소배출을 줄이면서 저비용의 전력 생산과 안정적인 전력공급망을 유지한다면 발전 비용의 상승없이 다른 발전원의 비중을 늘리는 데 기여할 것이다.