[투데이에너지 강은철 기자] 분산형 전원 확대정책 수혜가 예상되는 천연가스 소형열병합발전시스템에 대한 고효율에너지기자재 인증기준 개발 연구가 진행됨에 따라 가정용 열병합발전시스템인 ‘micro-CHP’에 대한 관심이 높아지고 있다.
에너지관리공단 효율기술실은 최근 ‘천연가스 소형열병합발전시스템 고효율 인증기준 개발연구’ 과제를 한국기계전기전자시험연구원과 연구용역을 체결했다고 밝혔다.
이번 연구용역은 고효율인증품목으로 신규 검토 중인 ‘천연가스 열병합발전시스템’에 대한 시장현황, 기술성능 수준, 이용실태 등에 대한 조사 등을 통해 △적용범위 △시험방법 △인증기준 등 고효율인증기술기준을 개발하는 것이다.
이를 위해 국내외 소형열병합발전시스템 기술, 시장규모, 유통 및 향후 동향자료를 수집하고 현황 분석에 따른 고효율에너지기자재 인증 신규 품목확대 필요성을 검토한다. 특히 천연가스 소형열병합발전시스템 종류별, 용도별 등에 따른 설치현화 조사 및 경제성 분석, 보급활성화 제도개선방안 도출도 이번 연구용역 사업범위에 포함돼 있다.
이렇다보니 관련업계에서는 소형열병합발전시스템 적용범위에 대해 관심이 높다. 통상적으로 100kW~1,000kW급을 소형열병합발전으로 분류하고 있지만 일반가정 및 업무용 사용이 가능한 1kW~10kW급 초소형 열병합발전시스템인 micro-CHP도 이번 연구용역의 적용범위에 포함돼야 한다는 것이다.
이에 에너지관리공단의 관계자는 “이번 연구용역에서는 micro-CHP에 대한 시장조사도 진행될 것”이라며 “그러나 소형열병합발전시스템 적용범위에 포함될 지는 미지수”라고 밝혔다.
현재 micro-CHP는 연료전지와 스털링엔진(Stirling Engine)을 이용한 시스템이 개발된 상황이며 가스엔진을 이용한 시스템 개발도 국책연구로 진행 중이다. 연료전지의 경우 신재생에너지 보급사업을 통해 설치비의 80%까지 지원을 받을 수 있으나 워낙 고가이다보니 실제 보급수량은 미비한 것으로 알려지고 있다. 연료전지는 퓨얼셀파워 등이 개발을 완료했다. 스털링엔진을 이용한 micro-CHP는 경동나비엔이, 가스엔진을 이용한 micro-CHP는 귀뚜라미가 연구개발을 진행하고 있다.
△micro-CHP, 분산형 전원 ‘최적’
에너지 수요, 특히 전력소비가 매년 증가하고 있는 가운데 발전소 부지나 송전선로 문제 등 대형발전소 중심의 현행 전력정책의 문제점이 나타나고 있다. 지역주민과 환경단체 등의 반발로 계획된 대형발전소의 건설지연과 취소사례가 빈번해지고 있으며 국내 송전망 밀집도는 세계 최고 수준으로서 송전선로의 추가건설이 쉽지 않은 상황이다. 이에 따라 중앙공급방식의 전력공급에서 벗어난 소형 분산전원 체계의 중요성이 대두되고 있다. 이번 에너지관리공단의 소형열병합발전시스템에 대한 고효율기자재 신규품목 지정을 검토하는 것도 이와 무관하지 않아 보인다.
정부는 앞으로 원전 등 정책성 전원 확대나 공용 송전망 보강 등 불가피한 경우를 제외하고는 초고압 송전선로 건설을 최소화한다는 방침이다. 그 대책으로 △자가발전 설치 유도 △열병합발전 확대 △분산형 신재생에너지 보급 등이 제시되고 있다. 세부방안은 올해 내 수립될 ‘분산형 전원 활성화 계획’과 ‘제7차 전력수급기본계획’을 통해 마련될 예정이다. 이렇다보니 micro-CHP는 향후 분산전원 확대와 안정적 전력체계 구축에 크게 기여할 것으로 보인다.
△왜? micro-CHP인가
대형발전소가 장기계획에 따라 막대한 비용과 시간을 들여 건설되는 것과 달리 micro-CHP는 기존 가정에 짧은 기간 내에 설치를 완료할 수 있다. 이렇게 설치된 micro-CHP는 가정에서 전기와 열을 동시에 생산·이용할 수 있으며 남는 잉여전력은 스마트그리드를 통해 다른 가정이나 건물에 공급할 수 있다. 이를 통해 대형발전소의 추가 건설을 줄일 수 있으며 지역정전이나 단전에 대비해 중요한 역할을 수행할 수 있다.
관련업계의 한 관계자는 “지난 2011년 9월15일 발생한 대규모 정전사태 이후에도 국내 전력수요는 매년 급증하면서 여름과 겨울마다 최대수요를 갱신하고 있다”라며 “이에 따라 국가 전력수급체계의 안정성에 대한 우려가 높아지고 있으며 향후에도 피크기간 중 전력수급의 어려움이 재현될 가능성은 여전히 남아있다”고 밝혔다.
micro-CHP는 축열조와 연계해 컨트롤러에 내장된 프로그래밍을 통해 온수 사용이 많지 않은 여름철에도 전력부하가 높은 시간대에 1시간~1시간30분 정도 운전할 수 있도록 조정해 피크전력 수급에 도움을 줄 수 있다. 특히 축열조 용량 200L를 기준으로 할 때 기존의 열병합발전과 날씨 및 환경에 많은 영향을 받는 신재생에너지보다 높은 Peak-Cut 기여도를 기대할 수 있다. 일반 가정에 micro-CHP를 100만대 보급할 경우 100만kW 대형발전기 1대에 해당하는 발전용량을 확보할 수 있으며 이는 피크시간대 공급예비율을 약 1.3%p 늘려 안정적인 전력공급에 크게 기여할 수 있다.
업계의 한 관계자는 “주요 신재생에너지인 태양광발전이나 풍력발전은 날씨변화 및 지리적 여건의 영향을 크게 받는다”라며 “다시 말해 태양광발전은 날씨가 화창한 낮에만 전력생산이 가능하며 풍력발전은 바람이 불 때에만 발전기로서 역할을 하기 때문에 필요한 때에 안정적으로 발전하기 어렵다”고 지적했다. 이 관계자는 또 “신재생에너지는 넓은 토지가 필요하고 잠재력이 지역에 따라 차이가 크기 때문에 실제 적용 가능한 지역은 한정적”이라고 밝혔다.
이와 달리 micro-CHP는 작은 설치공간을 차지해 일반가정에서도 보일러를 대체해 설치가 가능할 뿐 아니라 프로그램을 통해 신재생에너지와 연계운전함으로써 분산전원의 역할을 수행할 수 있다. 특히 micro-CHP를 병렬연결해 용량을 확대할 경우 신재생에너지 활용이 원활하지 않은 지역에서도 스마트그리드의 기초 전원으로써 역할도 가능하다.