[투데이에너지 김나영 기자] 국내의 분산형전원으로 대표적인 것은 산업체, 호텔, 대형 건물들의 열병합 발전과 우리가 흔히 대체에너지라고 일컫고 있는 태양광, 풍력, 소수력, 연료전지, 도시폐기물 등을 이용한 자원순환 에너지화사업 및 대규모 공업단지의 열병합발전 등을 들 수 있다. 국내 분산형 전원의 총 시설용량은 전체 발전시설 용량의 약 47%를 차지하고 있다. 외국에서는 이미 분산형 전원이 활성화되고 있다. 따라서 국내 분산형전원 현황과 대체에너지의 기술전망에 대해 살펴봤다. /편집자주
■ 기후변화와 에너지수요
지구는 병들고 있으며 뜨거워지고 있는 열병을 앓고 있다. 남극의 얼음은 녹고 있으며 눈이 아닌 비로 인해 펭귄들이 얼어죽고 있다.
온난화로 인한 엘리뇨 현상에 의해 극심한 자연재해가 반복되고 있으며 그로 인해 인명과 자연 피해 역시 말로 설명할 수 없을 정도로 피해규모가 크다.
또한 매년 홍수와 가뭄으로 인한 피해가 속출되며 해수면 상승으로 섬이 사라지고 해수온도로 인한 생태계의 변화 등 끝없는 자연재해가 계속되고 더욱 극심할 예정이라고 관계 전문가들은 경고하고 있다.
기후변화로 인한 혹한과 혹서는 에너지사용을 부추기고 있다. 에어컨을 비롯해 전기히터 등 에너지를 활용하면 편리하다는 것을 알게 된 현대인들은 혹한, 혹서를 떠나 약간의 기후변화도 견디기 힘들어한다. 따라서 보다 편리하고 쾌적한 환경을 위해 에너지수요는 점차 늘어나게 된다는 계산이다.
기후변화가 진행되고 있다는 증거가 세계 곳곳에서 다양하게 제시되고 있다. 최근 알프스의 빙하가 19세기 후반에 비해 절반이 감소했으며 최근 10여 년 동안은 기상 관측이래 가장 더운 시기로 기록됐다.
기후변화의 증거는 화분이나 빙하 코어 해양의 퇴적물 등에서 찾을 수 있다. 화분은 당시의 기후 상황을 잘 보여주는 것으로 기온과 강수량 상태를 추정하는 지표가 될 수 있다. 빙하 코어나 해양 퇴적물에 포함된 산소 동위원소를 분석해 당시의 기온 상황을 파악할 수 있다.
그 외에 해양이나 호수의 수위 변화에 관한 기록 고토양 나무의 나이테 역사적 기록 등도 과거의 기후를 추정할 수 있는 중요한 자료다.
기후변화의 원인은 자연적인 것과 인위적 요인에 의한 것으로 구별할 수 있다. 기후변화에 영향을 미치는 자연적 요인은 거의 무한할 정도로 다양하지만 제4기 이후의 기후변화 요인은 태양과 지구의 관계 변화와 태양 활동, 화산활동, 해양변동 등이 있다. 더 긴 기간을 고려한다면 지각변동이나 극의 이동 등도 중요한 요인이 될 수 있다고 관계 전문가들은 강조했다.
최근 100여 년 동안의 기온도 끊임없이 변화했다. 19세기 말에서 20세기 초반까지 한랭한 시기가 있었다. 1940년대에는 비교적 온난한 시기를 맞았다. 그 후 1960년대에는 ‘1960년대 기후’라는 말이 생겨날 정도로 한랭했고 1980년대 이후 꾸준하게 기온이 상승하고 있다.
지구온난화는 인간활동에 의한 화석연료 사용이 그 원인으로 IPCC(2007년)는 규정하고 21세기에도 지구온난화는 계속될 것으로 전망하고 있다.
특히 우리나라는 지난 100년간 1.5℃ 상승하고 해수면 상승도 제주도 기준 지난 40년간 40cm 상승했으나 대구의 생태계는 사과가 사라지고 겨울철새인 흰뺨겅둥오리, 청둥오리, 홍머리오리 등과 여름철새인 백로, 왜가리 등 겨울철새와 여름철새가 동거하고 난온대식물인 차나무, 무화과, 낭아초, 지느러미엉커퀴, 금창초 등이 대구근교에서 자리를 잡아 잘 자라고 있는 현실은 지구온난화의 진행속도가 빨라지고 있다는 것을 반증한다고 관계 전문가들은 기후변화 보고서를 통해 밝힌 바 있다.
세계는 1992년 리우 지구환경회의로 부터 1997년 12월 도쿄선언은 선진국 탄소의무감축을 선언하고 현재 38개국이 시행하고 있고 우리나라와 멕시코는 후발 개발도상국으로 2013년부터 강제의무감축국으로 지정될 것은 명약관화 한 일이다.
우리나라는 세계10위권의 무역량과 OECD 국가중 6번째 탄소배출국으로 탄소감축을 하지 않으면 무역분쟁에 휘말리게 됨에 따라 배출권거래제를 비롯해 청정에너지개발 등 기후변화와 에너지안보를 위한 에너지수요관리 정책개발에 적극 뛰어들고 있다.
■ 에너지안보 비상
최근 국가에너지 위기 경보가 ‘주의’단계로 격상함에 따라 에너지절약이 최대 이슈가 되고 있다.
또한 일본 원자력발전소 폭발사고로 공기 중 방사능 요오드가 검출되는 등 원자력발전의 안전성에 의혹이 제기되면서 열병합시스템을 기반으로 하는 집단에너지가 집중 조명되기 시작했다. 방사능 유출사태 발생은 향후 에너지기술과 정책이 근본적으로 달라지는 계기를 마련했다. 무엇보다 과거에는 싸고 안정적인 에너지를 공급하면 된다고 생각했다면 지금은 보다 청정하면서 효율적이고 안전한 에너지를 공급해야 한다는 데 의견이 모아지고 있다.
집단에너지는 에너지믹스의 최적화 아이템이다. 집단에너지는 화석에너지를 적게 사용하면서도 효율은 극대화할 수 있으며 방사능과 같은 위험물질도 나오지 않아 안전할 뿐만 아니라 에너지절약과 온실가스감축에도 탁월하다.
집단에너지는 화석연료 외에 생활쓰레기 메탄가스, 소각·폐열뿐만 아니라 신재생에너지와 접목함으로써 에너지수요에 유동적일 수 있다. 이는 화석 연료의 사용을 줄이고 버려지는 소각·폐열을 재활용함에 따라 온실가스 감축뿐만 아니라 전력수급 안정에 있어서 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
특히 유류가격이 인상되면서 산업단지들은 열병합발전, 소각·폐열 회수에 눈길을 돌리고 있다. 원가절감 차원에서 산업체를 중심으로 집단에너지사업화 움직임이 늘어나고 있다.
■ 분산형전원체계의 필요성
2011년 9월15일 사상 초유의 대규모 순환정전 사태가 발생했다. 가을인데도 불구하고 기온이 계속해서 높다보니 에어컨 사용이 급증한 것이다.
하지만 보다 근본적인 문제는 발전설비 예비력이 충분하지 못했기 때문이다. 그런데 문제는 일 년이 훌쩍 지난 이 시점에서 상황이 전혀 개선되지 못한 점이다.
원전 3기가 가동 중지된 현재 상황은 오히려 더욱 나빠져 전력 당국은 매 시간 초비상 상태를 유지하고 있다.
전력거래소 발표에 따르면 이러한 전력수급 차질 상황은 최소한 2013년까지 지속된다고 하니 걱정이 태산이다. 2014년 이후에는 다소 상황이 호전된다고 하지만 여전히 전망일 뿐이다.
발전소와 송전망 건설에 따른 민원이 증가하고 불시에 발생할 수 있는 발전기 고장 정지 등을 감안하면 안정적인 예비력을 확보한다는 것 자체가 쉬운 일이 아니다. 대규모 정전사태를 포함해 전력수급 차질 문제를 해결하기 위해서는 수요관리를 통해 절전을 유도하고 피크 전력부하를 분산하는 노력이 필요하다. 이와 함께 공급설비를 충분히 확보해야 한다.
그런데 지금까지의 원자력이나 석탄발전과 같은 대규모 중앙집중 발전방식뿐 아니라 분산형 전원을 함께 고려할 필요가 있다.
분산형 전원의 최대 장점은 전체 전력계통과 분리돼 자체 생산한 전력을 소비하면서 남는 전력은 전체 전력계통으로 보낼 수 있다는 점이다.
또한 발전소 입지난 해소와 에너지 효율 제고에도 기여할 수 있다. 이미 2003년 하반기에 대규모 정전사태를 겪은 북미지역과 이탈리아는 중앙집중 발전방식의 취약성을 인식하면서 분산형 전원을 확대하기로 했다. 우리나라도 분산형 전원을 활성화하겠다는 정책의 일환으로 집단에너지와 구역전기사업을 이미 도입했다.
그런데 이들 사업의 현재 상태를 살펴보면 우리나라 분산형 전원 정책의 현 주소를 파악할 수 있다.
집단에너지 보급률은 지난 10년간 10%대에 머물고 있다. 구역전기사업의 경우 2004년 도입 초기 36개에 달하던 사업자가 현재 13개에 불과하다.
이러한 분산형 전원의 침체는 예상과 달리 수익성이 크게 저하됐기 때문이다. 수익성 저하의 근본 원인은 2008년 이후 천연가스 가격이 급등했지만 전기요금과 열요금은 제대로 인상되지 못한 데 기인한다.
우리나라 전기요금과 열요금은 정부가 규제하고 있기 때문에 연료비가 상승했다고 해서 사업자가 마음대로 올릴 수 없다.
작년 정전사태의 근본적인 이유 가운데 하나로 꼽는 전기요금이 제대로 현실화되지 못한 문제가 이미 집단에너지와 구역전기 사업에서도 나타난 것이다.
공기업의 적자는 결국 정부의 재정지원을 통해서 보전될 수 있다. 하지만 민간사업자의 손실은 고스란히 주주의 몫이다.
전력과 지역냉난방 시장에 경쟁을 촉진시키겠다는 취지로 민간의 참여를 유도한 정부는 집단에너지와 구역전기 사업에 대해 일정 부분 책임을 질 수 밖에 없다. 왜냐하면 전기요금과 열요금을 강력하게 규제하고 있기 때문이다.
일부에서는 손실 보전을 위해 손 내미는 집단에너지와 구역전기 사업자에 대해 문제를 제기하기도 한다.
이번 겨울 내내, 그리고 내년 여름에도 정부는 대국민 담화문을 통해 불요불급한 전기 사용을 자제해 달라고 요청할 수밖에 없다.
공공기관은 물론 백화점, 호텔 등 민간의 대형건물에 대해서도 적정 온도를 준수해 달라고 요청해야 한다.
하지만 이런 대책들이 얼마나 실효성이 있을지는 의문이다. 결국 보다 근본적인 대책이 필요하다. 안정적인 예비력을 확보하기 위해서는 전력공급설비의 확충이 시급하고 여러 장점을 가진 분산형 전원을 확보하는 대안을 적극적으로 고려해야 할 것이다.
이러한 점에서 집단에너지와 구역전기 사업을 적극적으로 활성화해야 하는 이유가 있는 것이다.