화력발전소 가동이슈, 무엇이 문제인가?
구 자 문 한동대 교수
우리나라에서 화력발전이 경제산업에 미치는 영향은 엄청나다고 할 수 있다. 현재 국내 에너지 공급량의 3분의 1을 차지할 정도인데, 이산화탄소, 미세먼지 등 배출문제로 석탄화력발전소들의 가동·신설이 전면적으로 중지된다면 대기의 질은 좋아질 것이지만 에너지공급은 물론, 전기료에도 큰 영향이 미칠 것으로 예상된다. 물론 정부의 생각대로 태양광, 풍력 등 신재생에너지원을 적극 개발할 수 있다면 큰 문제는 없을 것으로 보이지만 이도 쉽지 않으니 문제인 것이다. 요즈음 폐쇄수순으로 가던 석탄화력발전소 가동에 변화가 생긴 것 같다. 수출호조로 인한 공장가동증가와 불볕더위 등으로 올여름 전력수요가 역대 최고치를 넘어설 것이란 전망에 정부에 비상이 걸렸기 때문이다. 폐쇄했던 석탄화력발전소까지 재가동해 전력수요에 대응한다는 방침이며, 석탄발전 상한제약을 모두 푸는 등 비상조치 단행도 고려하고 있다고 한다. 그러나 이 같은 대응에도 여름철 피크시간대 전력공급에 차질이 빚어질 수 있다는 우려가 나온다. 전문가들은 이 같은 전력부족사태는 정부가 친환경에너지로 전환을 추진하는 과정에서 원자력발전과 석탄화력발전을 폐쇄하기로 하면서 발생한 전원공백이 주요 원인이라고 지적한다.
석탄화력발전소에서는 이산화탄소는 물론이고 황산화물과 질소산화물이 배출되는데, 여기에 미세먼지까지 생성되면 우리에게 호흡기질환, 심혈관질환이 발생되고 심하게는 암이나 치매까지 유발된다고 한다. 먼지는 입자의 크기에 따라 지름이 10㎛ 이하인 미세먼지(PM 10), 지름이 2.5㎛ 이하(PM 2.5)인 초미세먼지로 나뉜다. 미세먼지는 질산염(NO3-), 암모늄(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온 성분과 탄소화합물, 금속화합물 등으로 이루어져 있는데, 세계보건기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 블랙카본을 1급 발암물질로 지정하였다. 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다고 알려져 있다. 미세먼지의 원인은 국외영향과 국내배출로 구분되는데, 국외영향은 주로 중국발로서 해결이 쉽지 않다. 국내배출은 주로 석탄 등 화석연료가 연소될 때, 즉 공장, 발전소, 자동차 등에서 배출된다.
석탄화력발전소 유발의 미세먼지 배출을 차단하기 위한 현실적인 방안은 환경설비를 보강하는 것이라고 보아진다. 당장 폐쇄할 수 없으니 당연한 노력이라고 생각된다. 실제 국내 발전사들은 환경보전을 최우선 과제로 설정하고 탈질, 탈황, 집진설비 등 각종 최신 환경오염 방지설비와 환경감시시스템을 구축하고 있다. 한국전력의 5개 발전 자회사 가운데 가장 많은 석탄화력발전소를 보유하고 있는 한국남동발전은 2025년까지 환경설비 교체에 1조 300억원을 투입, 오염물질 배출량을 2015년 대비 83% 줄인다는 목표를 실행해 나가고 있다. 한국서부발전 등 다른 자회사들도 탈질, 탈황, 집진설비 등 환경오염 방지설비를 보강하고, 친환경연료 전환에 전력으로 대응하고 있다. 민간기업인 두산중공업은 최근 화력발전소 굴뚝에서 나오는 미세먼지의 배출농도를 0.5㎎/N㎥ 이하로 저감하는 ‘고효율 정전 습분제거기(EME)’를 개발했다고 한다. 기존 습분제거기로는 크기가 20㎛ 이하인 오염물은 제대로 거르지 못해, 입자크기가 10㎛ 이하인 미세먼지를 제거하는 데는 한계가 있었는데, 두산중공업은 신기술 개발을 통해 이러한 문제들을 해결해 내고 있다고 한다.
아직도 발전에 가장 많이 사용되는 원료는 석유도 우라늄도 아닌 바로 이 석탄이다. 우라늄의 경우 원자력발전소가 심각한 환경사고 위험시설이라는 이유로 증설이 어렵고, 석유는 가격이 비싸기 때문이다. 유가에 따라 변하긴 하지만 화력발전의 석유 연료비는 석탄 연료비의 5배라고 한다. 화력발전소는 그 이외에도 천연가스, 바이오매스, 쓰레기 소각 등을 열원으로 사용한다. 천연가스는 일반적으로 난방 보일러 연료로 쓰일 뿐만 아니라 가스터빈을 돌려 발전을 하기도 하는데 석탄에 비해 KWh당 연료비 단가가 2배 정도로 높다고 한다. 바이오매스는 주로 목재펠렛을 사용하는데, ‘이것이 신재생에너지원이냐’에 대한 논쟁도 주민들의 반대도 심하다. 쓰레기소각은 쓰레기 매립장 입지확보 어려움으로 인해 어쩔 수 없이 이루어진다고 볼 수 있는데, 역시 배출되는 오염물질로 인해 입지선정에 주민들의 반대가 심하다. 따라서 오염물질 배출 적은 소각방법에 대한 연구들이 많이 진행되고 있으며, 그 소각시 나오는 폐열을 이용해 전력생산이 이루어진다.
석탄가스화복합발전은 석탄을 고온, 고압에서 가스화하여 전기를 생산하는 친환경 발전기술이다. 석탄을 수소와 일산화탄소를 주성분으로 한 합성가스로 전환한 뒤, 합성가스 중에 포함된 분진과 황산화물 등 유해물질을 제거하고 천연가스와 유사한 수준으로 정제한 후, 합성가스 중의 수소와 일산화탄소를 이용하여 가스터빈을 구동하고 공정 중 생성되는 배출가스의 열을 이용해 증기터빈을 돌림으로써 전기를 생산하는 청정복합발전기술으로 알려져 있다. 이는 석탄화력발전에 비해 높은 발전효율을 가지며 황, 질소 등 환경 오염물질을 저감할 수 있는 환경친화기술이라고 한다. 물론 이도 우리나라에 없는 갈탄을 사용해야 하므로 단가가 적지 않을 것이며 주민들의 반대가 없을 수 없다고 본다. 그렇다면 우리가 좀 더 의지해야 할 것이 태양광과 풍력인데, 국토가 좁다 보니 산사태 위험, 생태계 파괴, 어장 파괴, 경관 파괴 등의 이유로 주민들의 반대가 심하여 허가 내기가 쉽지 않아서 정부의 목표치를 이루어 낼 수 있을지 아무도 장담 못하는 상황에 있으니 국가적인 딜레마가 아닐 수 없다.
영남경제 2021년 7월 11일
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