[투데이에너지 장재진 기자]
최근 인공지능(AI) 기술의 발전과 함께 전력 수요가 급증하고 있다. 이는 주로 데이터센터와 반도체 산업의 확장에 기인한다.
한국의 전력 수요는 2038년까지 현재보다 31.5% 증가할 전망이다.
그러나 이러한 전력 수요의 증가에도 불구하고 발전소는 주로 지방에 위치해 있어 지역 간 전력 공급의 불균형이 우려된다. 특히 서울의 경우 전력 생산량이 소비량의 10%에 불과하여 송전선로의 과부하와 전력 안정성 문제가 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 집단에너지가 주목받고 있다.
집단에너지는 열병합발전(CHP)과 같은 에너지 생산 시설에서 열과 전기를 동시에 생산하여 인근 지역의 여러 사용자에게 공급하는 시스템이다. 이 시스템은 일반적인 발전 방식보다 에너지 효율이 약 30% 높다. 집단에너지는 주택과 빌딩에 열을 공급하는 지역난방 사업과 산업용 증기를 공급하는 산업단지 사업으로 나눌 수 있다.
집단에너지의 장점은 여러 가지가 있다.
첫째, 송전선로를 최소화할 수 있다. 집단에너지는 발전소가 수요처 근처에 위치하므로 대규모 송전선로 건설이 필요 없다. 이는 송전 손실을 줄이고 소비자에게 안정적인 전력 공급을 가능하게 한다.
둘째, 고효율 에너지 생산이 가능하다. 열병합발전은 전기 생산 과정에서 발생하는 열을 재활용하여 에너지 이용 효율을 약 80%까지 높인다. 이는 대규모 에너지 절감과 온실가스 저감에 기여하게 된다.
셋째, 환경적 장점이 있다. 집단에너지는 청정 연료인 액화천연가스(LNG)를 주로 사용하여 온실가스 배출량이 상대적으로 낮고, 대기오염물질의 발생을 최소화하는 설비로 설계되어 있다.
넷째, 지역사회에 긍정적인 영향을 미친다. 집단에너지는 지역 내에서 에너지를 생산하고 공급하므로 대규모 송전선로가 필요 없어 지역 경관과 생태계에 미치는 영향을 최소화한다. 이는 지역 주민들에게 안정적인 에너지 공급을 통해 지역 경제에도 긍정적인 영향을 미친다.
우리나라는 1991년 집단에너지사업법이 제정되어 체계적인 보급 기반이 마련됐다. 이러한 법적 기반은 집단에너지의 확산과 발전을 촉진하는 데 기여했다.
해외에서도 집단에너지의 장점을 인식하고 그 보급을 확대하고 있다. 미국에서는 열병합발전을 신재생에너지 공급의무화(RPS) 이행 수단으로 인정하고 관련 인센티브를 제공하고 있다. 독일은 매년 18억 유로의 보조금을 집행하여 열병합발전의 보급을 지원하고 있으며 영국은 고효율 열병합발전에 대해 세금 면제 혜택을 제공한다. 이러한 정책들은 집단에너지의 확산을 가속화하고 있다.
SK이노베이션 E&S는 서울, 하남, 성남 등 인근 지역에 안정적인 열과 전기를 공급하고 있다. 최근에는 경기도 남양주와 용인 반도체 클러스터에 대한 집단에너지 사업권을 확보하여 더 많은 지역에 안정적인 전력 공급을 계획하고 있다. 이러한 노력은 국가 핵심 산업시설의 경쟁력 확보에도 기여하게 된다.
효율적인 에너지 관리를 위해 집단에너지를 활용하는 여러 방법이 있다.
첫째, 통합 에너지 관리 시스템을 통해 실시간으로 에너지 소비를 모니터링하고 분석하여 소비 패턴을 파악하고 에너지 사용을 최적화할 수 있다.
둘째, 수요 반응 프로그램을 운영하여 에너지 수요가 높을 때 소비를 줄이도록 유도하는 프로그램을 통해 피크 수요를 관리하고 비용을 절감한다.
셋째, 열 저장 시스템을 구축하여 필요할 때 사용할 수 있도록 열을 저장하고 수요가 높은 시간대에 안정적으로 공급할 수 있다.
넷째, 재생에너지를 통합하여 청정 에너지를 활용하고 화석연료 의존도를 줄이는 방법도 있다.
오늘날 집단에너지는 효율적이고 안정적인 에너지 공급을 위한 중요한 솔루션으로 자리 잡고 있다. 이러한 시스템의 확산은 전력 수요 증가에 대응하고 환경 문제를 해결하는 데 기여할 것이다.
집단에너지와 재생 에너지를 결합한 사례들은 지속 가능한 에너지 시스템 구축에 중요한 역할을 하고 있으며 이는 향후 에너지 관리의 패러다임을 변화시킬 것으로 보인다.
업계와 이 분야 전문가들은 .집단에너지는 미래의 에너지 공급 방식으로서 더욱 주목받고 있으며 그 가능성은 무궁무진하다고 강조하고 있다.
/자료 출처 : SK이노베이션 E&S, 한국에너지공단