[화력발전사업 뜨거운 경쟁]연료비 싸고 건립도 쉬워…석탄화력 다시 ‘활활’

석탄화력발전 화려한 부활

석탄화력발전소가 화려하게 부활하고 있다. 과거 환경오염의 주범(?)으로 몰리면서 원자력과 LNG복합화력발전 방식에 비해 비교적 소외됐던 석탄화력발전이 최근 재조명을 받고 있다.

최근엔 동부발전당진, STX전력이 국내 최초로 석탄화력발전 민자 사업 허가를 받았다. 이외에도 많은 기업들이 석탄화력발전 사업 진출을 모색하고 있다. 분명 석탄화력발전사업에 기업들이 매력을 느끼고 있다는 반증이다.

전력난이 심한 현 시점에서 석탄화력발전은 가장 현실적인 발전방식 중 하나다. 연료비가 타 발전방식보다 저렴해 발전단가를 낮추기 용이하다. 기업 입장에서도 고수익과 함께 전력난 해결이란 대의적인 명분도 내세울 수 있다는 장점이 있다.

물론 단점도 있다. 원료인 유연탄을 거의 전량을 수입에 의존하고 있고, 환경오염 여부도 해결해야 할 문제다. 하지만 한국광물자원공사와 민간 기업들이 자원개발사업을 통해 유연탄 확보에 적극 나서고 있고, 석탄화력발전소의 친환경화도 빠른 속도로 진행되고 있다는 점은 긍정적이다.

기존 원자력, LNG복합화력발전의 한계점과 석탄화력발전이 갖는 경쟁력에 대해 살펴보고, 향후 업계가 바라보는 발전방식의 방향에 대해서도 알아봤다.

▲한국중부발전이 운영중인 보령화력발전소. 국내 최대규모다.

◇가장 무난한, 가장 현실적인 ‘석탄화력발전’= 국내 발전방식은 크게 원자력, LNG복합화력, 석탄화력발전 등 세 가지로 나뉜다.

전력거래소의 ‘연료원별 발전현황’에 따르면 국내 총 발전량 가운데 LNG복합화력발전이 35%의 비중을 차지, 1위를 기록했다. 다음으론 석탄화력(32%), 원자력(24%) 순이었다. 반면 수력, 신재생에너지의 비중은 4% 정도로 미미했다.

아직까지 대세는 LNG복합화력발전 방식이라는 얘기다. LNG복합화력발전은 시설 투자비가 낮고, 설비 가동을 비교적 쉽게 켰다 끌 수 있다는 장점이 있다. 오르락내리락하는 전력수요에 맞춰 설비를 탄력성 있게 운영할 수도 있다. 전국적으로 가스관이 구축돼 있어 발전소 설립 시에도 용이하다. 때문에 1990년대 말부터 2000년대 국내기업들이 LNG복합화력 민자 사업에 많이 뛰어들었다.

하지만 전력단가가 높다는 게 단점이다. 원료인 LNG가 타 발전방식의 원료들보다 비싸기 때문이다.

동부발전 관계자는 “LNG복합화력방식은 최근 몇 년 새 고유가가 지속되면서 연료비가 많이 올라간 상태”라며 “발전기를 많이 가동하면 할수록 전력요금이 높아지는 게 단점”이라고 말했다.

반면 원자력발전 방식은 연료비가 가장 저렴하다. 하지만 시설 투자비가 비싸고, 발전소를 설립하기도 지리적으로 까다롭다. 또한 지난해 일본 후쿠시마 사태와 같은 방사능 노출 위험성이 크다는 단점이 있다. 때문에 최근 전 세계적으로 원전 설립을 기피하려는 움직임이 늘어나고 있는 상황이다.

전력연구원 기술전문센터 관계자는 “원자력발전소는 우라늄을 써서 연료비가 적게 들지만 히든 코스트(숨겨진 비용)가 많이 들 수밖에 없는 구조”라며 “원자력 발전소 수명이 끝난 후 방사능 노출 방지를 위해 매몰 등 사후 처리가 필요한데, 지금 업계에선 이 비용이 천문학적으로 들어갈 것으로 보고 있다”고 말했다.

앞서 말한 두 발전방식에 비해 석탄화력발전은 비교적 ‘무난’하다. 시설 투자비는 원자력과 LNG복합화력의 중간 수준이며 연료비는 원자력과 크게 차이 나지 않아 비교적 저렴한 편에 속한다. 또한 발전소도 산간벽지에 건설할 필요가 없고 공사 기간도 짧다. 발전사업 진입이 비교적 용이한 셈이다.

전력연구원 기술전문센터 관계자는 “시설투자비와 연료비 등을 종합해서 산출해보면 결국 석탄화력이 투자 대비 효율성이 가장 크다”면서 “또한 석탄이 전 세계적으로 향후 300~400년 이상 쓸 수 있는 양이 있음을 감안하면 가장 현실적인 대안”이라고 말했다.

한국전력에 따르면 지난해 기준 석탄화력발전 방식에 따른 전력판매 단가는 kWh당 67원이다. 원자력(40원)보다 다소 높았지만 LNG복합화력(187원)보다는 두 배 이상 저렴했다.

전력업계 관계자는 “최근 기업들이 석탄화력발전 민자사업에 관심을 보이는 것은 이 같은 수익성과 안정성 때문”이라며 “전기는 만들어놓으면 안정적인 판매가 가능하다는 게 장점”이라고 밝혔다.

◇“환경오염 문제는?”… 석탄화력발전소 ‘친환경화’ 속도= 하지만 석탄화력발전소는 큰 단점이 있다. 바로 환경오염 문제다. 그동안 유해가스가 없는 LNG복합화력발전 비중이 석탄화력발전보다 높았던 것도 이 때문이다.

동부발전 관계자는 “석탄을 땔 때 나오는 질소, 활 등의 유해가스가 문제여서 최근엔 이 같은 유해가스를 포집하는 기술이 많이 도입되고 있다”면서도 “하지만 아직까지 이산화탄소 포집 기술은 미완인 상태여서 기술 개발이 필요한 부분”이라고 언급했다.

이에 관련업계에서도 환경오염 방지 기술 개발에 매진하고 있다.

최근엔 전력연구원이 석탄화력발전소에서 발생하는 유해가스를 완벽하게 처리할 수 있고, 산소만으로 석탄을 완전 연소시켜 이산화탄소를 전량 회수할 수 있는 기술 개발에 성공했다.

전력연구원은 내년부터 영동화력에 100MW급 순산소 석탄화력 파일럿 플랜트를 설치, 오는 2015년까지 상용화를 이루겠다는 목표를 세웠다. 이어 오는 2020년엔 규모를 500MW 수준으로 대폭 끌어올리겠다는 계획이다.

이와 함께 석탄화력발전소 내 다양한 신재생에너지 및 청정 설비들도 대거 도입되고 있다. 실제 보령화력, 영흥화력, 하동화력, 당진화력, 태안화력 등 국내 발전 5개사의 석탄화력발전소는 현재 모두 신재생에너지 설비를 운영 중이다.

대표적인 설비는 태양광과 해양소수력발전이다. 수백만평 규모의 화력발전소엔 유휴부지, 건물 옥상 등 태양광 설비를 설치할 공간이 많다. 또한 화력발전 시 필수적으로 나오는 방류수는 해양소수력 발전에 쓰일 수 있다.

동부발전 관계자는 “최근 석탄화력발전소의 친환경화가 추세이고, 신재생에너지 할당제(RPS)로 인해 전체 발전량의 12%를 태양광 등으로 해야 한다”면서 “이 같은 친환경화는 세계적인 추세여서 당연한 부분이고, 관련 업계는 혁신을 통해 환경 부담이 적은 새로운 기술을 개발하는 게 향후 과제”라고 설명했다.