발전방식의 틀을 완전히 바꾸자!

한국서부발전 김동섭 상임이사

제21차 유엔기후변화협약(UNFCCC) 당사국 총회(COP21)에서 2020년 이후의 새 기후 변화체제 수립을 위한 최종합의문인 파리협정을 최종 채택했다.

우리나라도 2030년 배출전망치 대비 37%를 줄이겠다는 내용의 감축목표를 2015년 제출했다.

이에 따라 제철, 정유, 발전사 등 배출량 상위 10개 기업은 연간 약 4800억 원 부담할 것으로 추정된다.

우리는 CO₂ 감축목표도 달성해야 하고, 에너지원가 상승억제로 국가경쟁력 확보와 새롭게 전개되는 미래 글로벌 에너지시장 선점 등 세 마리 토끼를 잡아야 하는 과제를 안고 있다. 어떻게 할 것인가?

이런 상황으로 볼 때 우리의 발전 산업은 위기상황인 것이다.

그러나 우리는 위기로 향해가는 버스의 속도를 늦추어야 하고 급기야는 방향을 바꿔 거대한 에너지 신시장이 기다리고 있는 글로벌 시장을 선점해야 한다.

우리의 전력산업은 지난 반세기 동안 약 300배 가까운 성장을 거듭하며, 국가발전에 중추적 역할을 해 왔듯이 기술과 역량 면에서 세계 최고의 수준이라 자부하고 있다.

이러한 시대적 어려움을 멋지게 극복하고 지난 20세기 그랬듯이 21세기에도 글로벌 경쟁력으로 거듭날 것을 의심하지 않고 있다.

그동안 우리가 다져온 발전 산업에서 다양한 경험과 전문성을 바탕으로 새롭게 직면하고 있는 에너지 산업의 어려움을 극복하고 글로벌 비교우위 기술을 확보하여 글로벌 에너지 신 시장을 주도할 것으로 확신한다.

지금까지 우리는 공해물질을 없애기 위해 또 다른 에너지 사용 하고 있다. 하지만 지금까지의 생각을 역발상으로 접근할 필요가 있다.

발전소 굴뚝으로 배출되는 환경물질과 바다로 나가는 온배수는 많은 에너지를 함유하고 있으므로 공해물질에서 에너지를 회수하여 문제를 해결하는 등 전혀 다른 관점으로 접근해야 한다.

■ 굴뚝 없고 온배수 배출 없는 발전소 구현

발전소에서 발생되는 환경피해 물질은 굴뚝으로 나가는 배출가스가 있고 바다로 나가는 온배수와 석탄연소 후 남는 석탄재 등이 있다. 우선 요즘 사회문제가 되고 있는 굴뚝으로 배출되는 미세먼지 등 환경물질을 근절시키기 위해 대기 배출가스를 액화함으로써 굴뚝을 아예 없애버려야 한다.

굴뚝으로 배출되는 연소가스를 액화하여 화학물질을 가치로 평가하면 전력생산의 가치보다 더 큰 부가가치를 얻을 수 있다. 이와 같이 배출가스를 액화하면 발전소에서 연소용으로 사용한 공기는 사용 전보다 더 청결하게 해서 배출할 수 있을 것이다.

발전소에서 사용된 에너지에서 가장 큰 손실이 온배수로 배출되는 에너지 손실이다. 온배수가 바다로 가지고 나가는 에너지 손실이 발전기에서 얻는 전기에너지보다 20%나 더 많다.

발전소에서 바다로 유출되는 온배수가 갖고 있는 에너지를 회수하고 굴뚝으로 나가는 대기배출 에너지를 회수하는 기술을 확보하면 80%이상의 고효율 발전설비가 가능하리라 확신한다.

또한 배출되는 손실에너지에서 회수한 저렴한 에너지는 지역사회와 상생은 물론 연관 산업에도 제공하여야 할 것이다. 대기 배출가스를 화학물질 자원화하고, 배출되는 온배수에서 회수한 에너지와 IT기술을 융합하여 다양한 6차 산업을 창출을 해야 한다(아래그림 참조).

미래발전소 모형도[자료제공=한국서부발전 김동섭 기술본부장]

■ 모든 기술은 여기에 이미 있다. 컨트롤타워 시급

2021년 신 기후 체제에 능동적으로 대처하고 새로운 글로벌 에너지시장에서 비교우위 기술로 글로벌 시장을 선점하기 위해서는 「저탄소 종합기술연구센타」같은 국가적 컨트롤타워가 시급하다. 이와 같은 국가적 컨트롤타워에서 다음과 같이 네 가지 연구방향을 제안한다.

① 효율 80%이상 발전시스템 개발 추진

② 태안 석탄가스화테스트베드 활용, 다양한 발전연료 발굴

③ IG생성 합성가스 활용, 다양한 파생연계기술 개발

④ CO₂ 등 공해에너지와 바이오기술 융합

발전소에서 굴뚝으로 나가는 배출가스는 다량의 에너지와 고부가가치의 화학물질자원을 가지고 있다. 미래에는 공해가 가지고 있는 에너지를 유효에너지로 바꾸는 기술에 집중해야 한다.

우선 대기배출 가스는 액화하여 화학물질 자원화 하며 발전소에서 사용하고 난 후 대기로 배출하는 가스는 사용전보다 더 깨끗하게 해서 배출해야 한다.

대기나 바다로 나가는 공해물질 속에 있는 에너지를 열이나 전기로 회수하여 바이오산업과 융합하여 다양한 사업 창출을 해야 한다. 다시 말하면 국가가 필요한 모든 기술은 국내에 있어고 융합하여 가치 있는 결과로 만들지 못하면 아무 소용이 없다고 생각한다.

미래에 각종 어려움이 있을지라도 이미 가지고 있는 다양한 기술을 융합하고 종합할 지속적인 컨트롤타워만 있다면 시대의 난관을 슬기롭게 헤쳐 나가리라 확신한다.

발상을 깨뜨리는 생각으로 다른 관점으로 접근하면 「굴뚝을 없애고 환경공해 물질을 자원화 하는 기술」, 「효율 80%이상으로 운영되는 발전기술 개발」 등 미래의 고민을 해결하기 위한 기초기술은 이미 있다고 확신한다.

그러므로 2020년 신 기후 체제에서 CO₂ 에너지경제를 주도하고 미세먼지 등 환경과 건강문제를 동시에 해결하면서 미래 성장 동력도 확보하여 경제 활성화는 물론 글로벌 에너지 신 시장에서 선점 등 세 마리 토끼를 잡기위해서는 「저탄소 종합기술연구센타」같은 국가적 컨트롤타워를 만들 것을 제안 한다.

이 컨트롤타워는 미래 어려움을 해결할 최고의 지성들로 구성하여 지속적인 집단지성을 활용할 수 있는 수단으로 활용해야 한다.

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