‘석탄을 가스로 변환해 전기 생산’…석탄가스화복합발전 태안에 구축

▲ 태안화력

효율과 함께 환경의 가치 비중이 높아지면서 충남지역 발전사들이 친환경발전소로 체질 개선에 나서고 있다. 정부의 신재생에너지 확대 정책에 발맞춰 석탄화력발전기에 대한 환경설비를 강화하면서 태양광·풍력·소수력·석탄가스화복합발전 등 신재생에너지를 원동력으로 한 전기생산 경쟁력을 끌어 올리고 있다. 기존 석탄화력발전기에서 배출되는 미세먼지 유발물질 등 대기오염물질을 획기적으로 저감하면서 신재생 에너지원을 지속적으로 확대해 발전소의 지속가능성을 넓혀나간다는 복안이다.

◆한국서부발전
정부의 공공기관 지방이전과 맞물려 충남 태안에 둥지를 튼 한국서부발전은 태안발전본부를 비롯해 평택, 서인천, 군산 등 4개 발전단지에서 국내 총 발전설비 용량의 약 10%에 해당하는 1만 1311㎿(2018년 3월 현재)의 설비를 보유한 국내 최대 발전사 가운데 하나다.

특히 태안발전본부는 서부발전의 핵심으로 회사 전체 발전설비의 45%(6480㎿)를 운용하고 있다. 현재 석탄화력발전기(1∼10호기)에 대한 환경설비를 대대적으로 보강하고 환경신기술을 도입, 미세먼지 원인물질 배출량을 2025년까지 61% 감축한다는 목표에 접근하고 있다.
서부발전은 아직은 석탄화력발전이 주력이지만 최근 발전사의 미래지향성을 대변하는 새로운 발전기를 가동했다. 바로 석탄가스화복합발전(ntegrated Gasification Combined Cycle, IGCC)이다. 태안발전본부 내 8만㎡ 부지에 구축된 IGCC(380㎿)는 온실가스 저감 및 청정석탄 활용기술을 확보하기 위한 정부연구과제인 ‘한국형 실증플랜트 기술개발 사업’으로 추진된 것으로 2011년 착공 이후 57개월의 건설기간을 거쳐 2016년 상업운전을 시작했다. 공사비 1조 3760억 원이 투입됐다.

IGCC는 석탄과 산소에 대한 고온고압의 가스화기를 통해 합성가스를 생산, 가스터빈의 연료로 사용하고 가스화 반응열과 가스터빈 배열에 의해 생산된 증기로 증기터빈을 구동해 전기를 생산하는 복합발전기술로 효율이 높고 환경성이 우수한 차세대 발전기술이다. 이 발전기술은 합성가스를 생산한 뒤 연소하기 전에 공해물질을 쉽게 제거할 수 있어 석탄화력의 주오염물질인 황산화물, 질소산화물, 먼지를 천연가스 수준까지 크게 줄일 수 있다. 향후 이산화탄소 포집설비와 연계되면 기존 석탄화력 보다 훨씬 적은 비용으로 온실가스를 포집할 수 있으며 설비 대용량화와 고성능 가스터빈 개발 시 효율 48~50% 달성이 가능하다. 또 합성가스를 이용한 대체천연가스(SNG), 석탄액화(CTL), 수소 및 다양한 화학원료를 생산하는 기술에도 적용이 가능하다. 앞으로 가스화플랜트에 다양한 연료와 원료를 동시에 생산하는 병산시스템을 구축할 경우 비용 절감과 에너지 전환효율을 향상시킬 수 있고 한 발 더 나가 합성가스와 연료전지를 융합한 석탄가스화연료전지(IGFC) 적용 등 다양한 연계기술 접목도 기대할 수 있다.

 

태안화력

◆한국중부발전
한국중부발전은 서부발전과 함께 충남에 본사를 둔 대표적인 에너지공기업이다. 주력 발전소가 밀집한 보령으로 본사를 이전했다. 전체 발전설비 용량은 9553㎿(2017년 12월 현재)로 우리나라 기저발전의 중심 축을 담당하고 있다. 중부발전의 핵심은 보령발전본부로 석탄화력 1∼8호기, 신보령화력 1∼2호기를 운영한다. 석탄화력은 중부발전의 주력 발전 에너지원으로 발전원가가 저렴해 우리나라에선 원자력발전 다음으로 전력 생산에 가장 많이 활용되고 있다.
중부발전 역시 신재생에너지원 비중을 지속적으로 늘려 나가고 있다. 태양광, 풍력, 바이오, 연료전지, 소수력, 해양에너지 등 다양한 신재생에너지원을 활용한 설비를 건설·운영하면서 온실가스 감축에 나서고 있다. 급변하는 에너지 시장에서 선도적으로 신규 신재생에너지 사업을 개발하고 있으며 특히 풍력, 바이오, 태양광, 연료전지 등 4대 핵심 전원을 중심으로 지속적인 신규 사업을 개발, 신재생에너지를 이용한 전력 생산 비중을 확대하고 있다.

현재 중부발전의 신재생에너지 발전설비 용량은 862㎿(투자규모 3314억 원)인데 2030년까지 3조 8539억 원을 투자해 신재생에너지 설비용량을 10배에 가까운 7.2GW 수준까지 끌어올릴 계획이다. 신재생에너지 발전량 비율을 회사 전체의 20%까지 확대하고 대기오염물질도 80% 절감해 친환경 발전사로 도약한다는 복안이다. 2030년까지 신재생에너지원 개발 계획은 태양광 3687㎿, 육상풍력 2743㎿, 바이오 475㎿, 연료전지 132.8㎿, 소수력 100㎿, 폐기물 19.8㎿가 목표다.

우선 현재 약 10㎿ 용량의 자체 태양광 발전설비를 운영하고 있는 중부발전은 ‘태양광 3-Way Project’를 슬로건으로 태양광 사업 개발에 공을 들이고 있다. 유휴 부지를 활용한 대규모 육상태양광과 저수지·유수지 등의 수면을 이용한 수상태양광, 건물 지붕태양광 사업 개발을 진행하고 있다. 이 프로젝트로 2024년까지 태양광 1GW와 태양광 연계 ESS(에너지저장장치) 2.5GWh 건설이 완료되면 중부발전의 신재생에너지 개발계획(3265㎿, 2024년 기준) 대비 약 30% 차지하는 태양광 설비용량을 확보하게 된다.

중부발전은 이어 풍력 미개척 분야 선점으로 2020년까지 해상풍력 60㎿, 2022년까지 육상풍력 814㎿ 개발을 목표로 활발한 활동을 펼치고 있다. 특히 저풍속·저비용 지역 및 계통 연계 가능 도서지역, 검증된 산악지역 풍력사업개발로 친환경 신재생에너지원으로서 풍력 활용을 확대해 나갈 계획이다.

이기준 기자 lkj@ggilbo.com

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