[투데이에너지 김병욱 기자] 석탄화력발전소 건설사업은 주민 반대와 환경 피해 우려 등으로 인해 사업 승인이 만만치 않은 상황이다.

특히 화력발전과 송전선로가 포화돼 설비 증설이 어려워지는 가운데 석탄화력시장이 적신호인 것은 이미 알고 있지만 원전과 함께 국내 전력시장의 기저발전으로써 역할이 상당하다.

다만 온실가스 감축 목표 달성을 위해 정부가 석탄화력발전 신규사업 제한에 나서고 있는 가운데 석탄화력발전은 지속적인 가동률과 수익을 보장 받을 수 없는 상황에 직면할 수도 있는 우려가 있다.

또한 노후 석탄화력발전소에 대한 대체 건설시 석탄이란 연료로 인해 석탄화력발전소 건설이 쉽지만도 않다.

이는 7차 전력수급기본계획에서도 나온 것처럼 호남화력 등 노후 석탄화력설비의 대체건설에 있어 LNG로 바꾸는 등 환경성을 개선하는 경우에 해당되기 때문에 석탄을 사용하는 것이 현실화할 수 있을지는 의문이다.

이에 향후 전력수요와 석탄화력의 수요전망에 대해 살펴보고 석탄화력의 반대하는 환경단체의 주장 등을 통해 석탄화력의 성장 가능성에 대해 살펴본다. /편집자 주

유연탄 발전설비의 증설이 저조했던 2010년부터 2014년 기간에는 산업용 수요가 석탄소비를 견인했으나 대규모 신규 발전설비 가동이 예정된 후에는 발전용이 석탄 수요의 급증세를 주도할 것으로 전망된다.

에너지경제연구원 에너지수요전망에 따르면 산업용 수요는 올해 감소 및 정체를 보이겠지만 발전용 수요는 신규설비 가동이 꾸준히 이어지면서 10.5% 급증세를 기록할 것으로 예상된다.
발전용 수요의 급증으로 석탄소비에서 발전용의 비중은 올해 70%까지 상승할 전망이다.

반면 정부에선 LNG복합화력설비 이용률 제고 및 온실가스 감축을 위해 석탄 발전량 조절을 계획하고 있어 석탄소비의 증가율은 다소 유동적이다.

특히 석탄 수요는 2011년(8.1%) 이후 가장 높은 증가율을 기록하고 소비 규모로는 역대 최고를 기록할 전망이다. 석탄 수요는 1억4,350만톤으로 2011년 소비량(1억3,090만톤)보다 9.7% 높다.

무연탄 수요는 지난해 2.3% 증가했으며 올해 전년도 소비 수준이 지속될 전망이다. 건물용 연탄소비는 지난해 16.4% 급감세를 시현한 것으로 추정된다.

무연탄소비 중 가장 많은 비중을 차지하는 산업용 수요는 2014년의 폭락(-24%)에 대한 기저효과로 지난해 4.4% 증가한 것으로 추정되며 올해도 전년 소비수준을 지속할 전망이다. 무연탄소비의 용도별 비중은 2014년 기준 산업용이 63.3%, 건물용 16%, 발전용 20.7%다.

유연탄은 산업용 수요의 감소세 둔화에도 불구하고 발전용 수요가 빠르게 증가함에 따라 올해 6.9% 증가할 것으로 전망된다. 특히 지속적인 신규 유연탄 발전설비 증설로 발전용 수요가 올해 8,910만톤까지 급증할 전망이다.

올해 말까지 당진 9·10호기, 북평 1·2호기, 삼척 1·2호기 등 총 9기, 7.7GW 규모의 신규 유연탄 발전설비가 증설될 예정이다.

특히 발전용 수요는 신규 설비도입이 집중돼 있는 올해 전년대비 10.5%의 급증세를 보이며 1억톤 수준에 근접할 전망이다.

지난해 3분기 석탄소비는 발전용이 감소하며 전년동기대비 1.6% 감소한 3,330만톤을 기록했다.

산업용 소비가 소폭 반등했으나 발전용 소비가 감소하며 2013년 4분기 이후 처음으로 분기별 증가율이 마이너스를 기록했다.

국내 석탄소비는 소비비중이 큰 발전용의 수요변화에 민감하게 반응, 지난해 3분기 용도별 소비비중은 발전용과 산업용이 각각 61%, 38.5%를 차지했다.

석탄소비는 2011년 이후 증가세가 둔화되는 추세에 있었으나 2014년 이후 철강산업 고로설비와 석탄발전소의 대규모 증설이 차례로 이어지며 지난해 상반기까지 상승세를 지속해왔다.

2010년에는 금융위기 이후 경기 회복에 따른 산업수요 증가와 철강고로설비 증설이 동시에 집중되며 전년대비 11.7%의 높은 증가율을 기록했다.

무연탄소비는 지난해 3분기에 연탄소비가 감소세를 지속했지만 산업용 소비가 견조히 증가하며 5% 증가했다. 도시가스 및 석유로 꾸준히 대체되고 있는 건물부문의 연탄소비는 하절기를 맞아 소비량이 14.3만톤 수준에 그친 것으로 집계됐다.

연탄소비량은 2006년 230만톤까지 증가했으나 지속적으로 감소해 2014년 160만톤 수준으로 하락했고 지난해 상반기에는 전년동기대비 1.6% 감소한 50만톤을 기록했다.

산업단지의 열병합발전과 산업공정의 열원으로 사용되는 산업용 무연탄소비는 경기 둔화에도 불구하고 5.8% 증가한 것으로 집계됐으나 이는 전년동기 28.8% 급감에 따른 기저효과로 분석된다.

유연탄소비는 철강용 원료탄소비가 2015년 들어 처음으로 1.0%의 증가율을 기록했으나 소비비중이 큰 발전용 소비가 3.4% 감소해 2.0%로 줄었다.

지난해 3분기 제철용 유연탄소비는 국내 선철 생산량이 전년동기대비 1.8% 증가하며 오름세를 기록했다. 원료탄소비는 지난해 상반기 전방산업의 철강 수요부진과 포스코 제2고로(연산 210만톤)의 3차 개수작업 등으로 소비량이 감소했다.

3분기에는 7월의 선철 생산량이 4.2%까지 증가하며 연중 최고 생산량을 기록하는 등 소비가 일시적으로 증가했다. 선철 생산량은 연중 일정한 가동률을 지속해야 하는 고로설비의 특성에 따라 철강부문의 산업생산지수와 다소 상이한 패턴을 보이고 있다.

시멘트산업의 유연탄소비는 120만톤으로 전년동기의 소비수준을 유지했다. 클링커 생산용 유연탄소비는 지난해 상반기 동안 전년동기대비 6.5% 감소했으나 3분기 건설경기회복에 힙입어 보합세를 기록했다.

상반기 동안 석탄소비 증가율을 견인하던 발전용 소비는 3분기에 3.4% 감소한 1,980만톤을 기록했다. 발전용 유연탄소비는 2014년 하반기와 2015년 초에 870MW급 신규 유연탄 발전소 2기가 증설되고 지난해 상반기 동안 빠른 증가세를 시현한 바 있다.

반면 3분기에는 월성1호기의 재가동 등 원전설비의 발전량 증가와 비교적 완만했던 전력수요 등으로 지난해 들어 처음으로 감소세를 기록했다.

■전력수요 전망

올해 전력수요는 지난해대비 2.3% 증가하며 완만한 회복세를 보일 전망이다. 지난해 하반기는 기저효과 및 여름철 한시적 전기요금 인하 등으로 상업용과 가정용을 중심으로 전력수요가 회복됐다.

올해는 경기 회복에 따른 산업 생산활동 증가로 산업용 전력수요가 총 전력수요를 견인할 것으로 전망된다.

산업용 전력소비의 회복에도 불구하고 전체 전력수요 증가율은 여전히 경제성장률보다 낮을 전망이다. 전력수요 증가율은 2000년 이후 지속해서 경제성장률보다 높았으나(2006년 제외) 2013년 이후로는 경제성장률 아래로 하락했다.

이는 경기회복 지연에 따른 산업용 전력소비의 둔화와 더불어 2000년대 들어 증가세가 지속적으로 둔화되고 있는 가정 및 상업용 전력소비에 기인한다.

특히 산업과 상업 내에서도 상대적으로 전력소비가 적은 업종이 전력다소비업종대비 빠르게 성장하고 있는 것도 원인으로 작용했다.

올해 산업용 전력소비는 산업 생산활동이 증가하며 지난해 0%대 증가에서 회복할 것으로 예상되지만 경제성장률 수준에는 미치지 못할 것으로 보인다.

산업용 전력소비의 증가속도는 2000년대까지는 경제성장률과 비슷했지만 철강산업의 설비증설과 전력다소비형산업의 경기 호조로 2010년과 2011년에 크게 확대된 바 있다.

연평균 15% 수준이던 수출 증가율이 2%대로 떨어지는 등 경기가 악화되며 2013년부터 산업용 전력수요 증가율이 경제성장률보다 낮은 수준으로 떨어졌다. 1차금속업의 부진 속에서 전력원단위가 상대적으로 작은 조립금속업의 성장으로 올해 산업용 전력소비의 증가율은 GDP 증가율에는 미치지 못할 것으로 예상된다.

이와 함께 지난해 3분기 전력소비는 냉방수요 증가로 건물부문의 소비가 회복되며 전년동기대비 2.4% 상승했다.

산업용 전력소비는 3분기 연속 1.0% 내외의 저조한 증가세를 기록했다. 상업용과 가정용은 전년동기 각각 2.6%, 6% 감소에서 지난해 3분기 모두 4% 증가로 회복했다.

지난해 3분기 산업용 전력은 전기대비로는 증가율이 소폭상승했으나 철강업을 중심으로 한 산업생산둔화 지속으로 소비정체가 지속됐다. 지난해 3분기 경제성장률은 2.7%로 상반기대비 회복됐지만 산업생산 부진으로 광공업 생산지수는 4분기 연속 전년동기대비 감소했다.

특히 철강부문의 산업생산지수가 4분기 연속 감소세를 지속하며 1차금속의 전력소비가 둔화된 것이 산업용 전력소비 정체의 주요 요인으로 작용했다.

산업용에서 농림어업과 광업의 전력소비는 양호하게 증가한 반면 제조업의 소비는 부진했다.

산업용 전력소비를 구성하는 농림어업, 광업, 제조업의 지난해 3분기 전력소비는 전년동기대비 각각 8.5%, 6.7%, 0.6% 증가했다. 지난해 3분기 산업용 전력의 업종별 소비 비중은 제조업(94.3%)-농림어업(5.1%)-광업(0.6%) 순이었다.

제조업의 전력소비는 1차금속의 부진과 석유화학의 정체로 증가세가 둔화됐다. 1차금속업의 지난해 3분기 전력소비는 철강 경기악화 지속으로 동부제철의 전기로 및 동국제강의 후판공장이 가동을 중단하며 전년동기대비 5.4% 감소했다.

석유화학업의 전력소비는 중국 경기둔화로 석유화학제품 3대 부문의 수출이 감소하며 전년동기대비 0.9% 증가에 그쳤다.

조립금속업의 전력소비는 전년동기대비 2.2% 증가로 2014년 3분기 이후 회복세를 보이고 있으나 전자부문의 생산 부진 등으로 회복세는 저조했다.

전력다소비업종인 조립금속, 석유화학, 1차금속은 지난해 1~9월 제조업 전력소비의 80.5%를 차지했다.

지난해 3분기 건물부문의 전력소비는 냉방수요 상승, 서비스업 경기개선, 전기요금 인하 등으로 전년동기대비 4% 상승했다.

가정용 전력소비는 지난해 여름철 한시적 주택용 전기요금 인하 효과도 작용하며 2014년 3분기 6% 하락에서 지난해 3분기 4% 증가로 회복됐다. 건물부문의 전력소비 회복은 2014년 낮은 소비수준에 따른 기저효과의 영향도 컸다. 2014년 3분기 건물부문 전력소비는 전기요금 인상과 냉방도일의 하락 등으로 3.7% 하락했다.

■국제환경단체, 석탄화력 반대

국제 환경단체인 그린피스는 최근 충남지역에서 건설 중이거나 건설이 예정된 석탄화력발전소로 인해 매년 750명의 추가 조기사망자가 발생할 것이라는 연구 결과를 발표했다.

현재 충남지역에 추가될 예정인 석탄화력발전소는 태안화력 9·10호기와 당진화력 9·10호기, 신보령화력 1·2호기, 당진에코파워 1·2호기, 신서천화력 1호기이다. 현재 계획 중인 석탄화력발전소 20기(17GW) 중 45%(8GW)가 충청남도에 위치하게 된다.

충남지역에 계획 중인 석탄화력발전소는 특히 초미세먼지로 인한 오염이 심각한 것으로 나타났다. 최악의 경우 수도권지역 초미세먼지 농도를 24시간 평균 최대 19㎍/㎥까지 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 2015년 국내 연평균 초미세먼지 농도는 26.5㎍/㎥로 연평균 초미세먼지 관리기준인 25㎍/㎥를 이미 초과하고 있는 심각한 상황에서 피해가 더욱 가중되는 것이다. 참고로 세계보건기구가 권고하는 초미세먼지 대기환경기준은 연평균 10㎍/㎥다.

충남지역 중에서는 당진시에 건설될 석탄화력발전소가 매년 300명(당진석탄화력발전소 9,10호기 220명, 당진에코파워 1,2호기 80명)으로 가장 피해가 컸으며 태안석탄화력발전소 9,10호기(250명), 신보령 석탄화력발전소 1,2호기(140명), 신서천 석탄화력발전소 1호기(60명)가 그 뒤를 이었다.

보고서에 따르면 현재 한국에 건설 중인 총 20개의 신규 석탄화력발전소로 인해 연간 1,020명의 조기사망자가 발생할 수 있으며 이를 총 운행기간으로 환산하면 약 4만명이 조기사망에 이를 수 있다.

이에 총 운행기간으로 환산한 충남의 조기사망자가 3만명임을 감안하면 충남은 석탄화력으로 인한 우리나라 전체 조기사망자의 75%를 차지하는 셈이다.

현재 국내에는 총 53기, 26GW의 석탄화력발전소가 운영 중이며 그 중 약 47%(12GW) 규모의 석탄화력발전소가 충청남도에 위치해 있어 그렇지 않아도 충남은 석탄화력발전소로 인한 피해가 심각한 지역이다.

실제로 지난 2014년 충남연구원의 조사에 따르면 충남 내 화력발전소가 배출하는 대기오염물질에 의한 사회적 비용은 2010년 기준 7,712억원으로 우리나라의 총 사회적 비용 2조 570억원의 37.5%를 차지해 전국에서 가장 큰 것으로 나타났다.

화력발전소에 의한 피해는 주민건강, 농작물 피해, 발전온배수에 의한 피해는 산출되지 않아 총 피해액은 1조원을 훨씬 상회할 것으로 예상되고 있다.

또한 정부에서 2009년 집계한 전국 광역자치단체별 온실가스 배출량에 따르면 충남은 8만7349톤으로 전체 배출량의 15.7%를 차지해 전국에서 가장 많은 온실가스를 배출하는 것으로 나타났다. 물론 정부에서 분석한 가장 큰 이유는 석탄화력발전소 때문이다.

지난해 전기가 부족할 것이라는 정부의 예측이 빗나가는 등 최근 우리나라의 전력수요가 정부의 예상과 달리 지속적으로 둔화되고 있다. 현재 계획에 반영된 석탄화력발전소의 물량이 그대로 건설될 경우 전기가 크게 남아돌게 된다. 이에 그린피스는 석탄화력발전소의 추가 건설 중단을 요구하고 있다.

■IGCC·1,000MW 및 환경정책

특히 현재 건설이 계획된 석탄화력발전소가 고효율 기술을 갖추더라도 국제사회가 합의한 지구온난화 억제 목표를 달성하는 데는 크게 역부족이라는 주장도 있다. 고효율 기술은 IGCC 및 1,000MW규모의 발전소 등이 해당된다.

이에 우리나라를 비롯해 타 국가에서는 IGCC(석탄가스화복합발전)운영 및 건설도 진행 중이다.

IGCC는 고온·고압에서 석탄을 가스화 시켜 합성가스를 제조한 후 깨끗하게 정제해 사용하는 공정특성상 황산화물, 질소산화물, 먼지 등을 천연가스 수준으로 감소시킬 수 있으며 고압에서 CO₂를 제거하기 때문에 기존 석탄화력대비 CCS 기술적용이 유리하다.

IGCC는 기후변화협약 등 환경규제 강화, 아시아지역 경제성장, 노후 석탄발전설비 대체수요 등으로 인해 오는 2030년까지 전세계적으로 100~400GW의 거대시장을 형성할 것으로 보인다.

IGCC플랜트는 현재 전세계적으로 14기(5기 상업운전)가 운전 중이며 중국, 호주 및 미국은 정부지원하에 IGCC와 CCS를 연계하는 프로젝트를 진행 중이다.

또한 1,000MW규모의 발전소 건설이 국내에서 진행 중이지만 최근 사고로 인해 아직 이 발전소 성공여부는 아직 단정 지을 수 없다.

동서발전의 당진화력 9호기의 경우 준공도 하기 전에 종합시운전 과정에서 사고가 발생했으며 서부발전의 태안화력 9,10호기만 MHPS로 합병 전의 히타치 제품이다.

현재 두산중공업은 국가R&D과제로 중부발전 신보령화력발전소 1,2호기에 주기기 납품계약을 체결했다.

또한 원전 2기에 맞먹는 강릉안인화력발전소(2,000MW)에도 주기기를 공급하는 계약을 체결, 1,000MW급 강원 삼척 포스파워 화력발전소에 들어가는 보일러, 터빈 등 주기기 공급 우선협상대상자로도 선정됐다.

국내 발전소들도 과거에는 주로 GE와 지멘스터빈이 대부분을 차지했지만 두산중공업의 기술 개발이 이뤄지기 전까지는 고효율발전소 주기기는 일본기업이 수주하는 상황이었다.

그러나 최근 1,000MW 규모에서 사고가 발생해 향후 시장에 악영향을 줄 가능성을 내포하고 있다는 점도 감안할 필요성이 높다.

또한 현행 환경정책기본법 시행령 제3조에 따르면 ‘특별시·광역시·도·특별자치도는 해당 지역의 환경적 특수성을 고려해 필요하다고 인정할 때에는 해당 시·도의 조례로 제1항에 따른 환경기준보다 확대·강화된 별도의 환경기준을 설정 또는 변경할 수 있다’고 명시하고 있다.

또한 대기환경보전법 제42조에 시도지사는 연료의 사용으로 인한 대기오염을 방지하기 위해 관계중앙행정기관의 장과 협의해 그 연료를 제조·판매하거나 사용하는 것을 금지 또는 제한하거나 필요한 조치를 명할 수 있다.

법에 명시된 것처럼 연료와 관련한 법 규정이 강화돼 있어 신규석탄화력 건설은 쉽지 않아 8차 전력수급기본계획에서도 신규 및 대체 건설로 인한 석탄화력발전소는 더 이상 반영이 어렵다는 의견이 상당하다.

이처럼 국내시장에서의 석탄화력 시장은 점점 약해지고 있는 가운데 사업자들은 석탄화력 기술이 사장되지 않도록 하기 위해 해외 시장 진출을 위한 노력을 이어가고 있다.

향후 동남아시아를 비롯해 개발도상국 등은 아직 석탄화력발전소 건설이 주를 이룰 것으로 예상되는 가운데 1,000MW 규모의 석탄 발전시장은 아직까진 개척 가능한 시장으로 전망된다.

 

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