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[기획] 발전공기업, 청정발전소 경쟁시대를 열다
발전공기업 4개사 신재생에너지 사업 분석
2018년 01월 04일 (목) 10:52:01 권준범 기자 jbkwon@ienews.co.kr
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[에너지신문] 문재인 정부의 에너지전환 정책으로 국내 발전공기업의 신재생에너지 관련 사업이 어느 때보다 활기를 띄고 있다. 지금까지의 운영이 석탄화력 발전사업을 메인으로 하며 신재생에너지는 구색 맞추기 수준이었다면, 올해부터는 정반대의 상황으로 가기 위한 움직임이 본격적으로 시작됐다고 볼 수 있다. 수상태양광, 해상풍력, 연료전지 등 다양한 신에너지 및 재생에너지를 통해 차세대 주력 에너지의 자리를 차지하기 위한 발전사들의 경쟁은 지금부터 치열해질 전망이다.

   
▲ 남동발전의 탐라해상풍력발전.

신재생·빅데이터 활용한 ‘스마트발전소’ 변모

제주에 국내 최초·최대 30MW 해상풍력 구축

■ 한국동서발전, 신재생 ‘베이스캠프’ 만든다

동서발전은 환경보전과 지속 가능한 발전을 위해 신재생에너지를 적극 개발하고 빅데이터를 활용, 에너지 전환을 이루는 ‘스마트발전소’로 변모하고 있다. 에너지 환경이 급변하고 있는 시점에서 단순 발전소 설비 운영만으로는 미래를 장담할 수 없는 현실을 인식하고 지난해 6월 발전기술개발원을 신설하고 회사가 보유하고 있는 막대한 데이터를 인공지능(AI)으로 연결해 발전 솔루션을 재창조한다는 계획이다.

동서발전은 이같은 ‘스마트 파워 플랫폼’을 통해 개발하는 기술 컨설팅이나 운영업무 대행 등 ‘새로운 비즈니스 모델(발전 Industry 4.0)’을 가장 적극적으로 추진하고 있다.

특히 본사 거주지역인 울산시와 ‘에너지신산업 및 신재생에너지 보급 활성화’ 용역을 추진하고 용역을 통해 태양광, 수소연료전지, ESS, 바이오 및 폐연료 등 4개 분야 23개 신재생에너지 보급 사업모델을 발굴했다. 울산지역의 잠재된 신재생에너지 자원을 적극 발굴, 사업화해 지역 내 신재생에너지 보급을 확대하고 에너지신산업을 육성하는 등 에너지 전환 사업에 박차를 가하고 있다.

동서발전이 운영하는 동해 바이오매스 발전소는 국내 발전 시장에서 바이오매스 시대의 개막을 알린 설비. 2013년 11월 준공했으며 국내 최대용량인 30MW 규모를 자랑한다. 이산화탄소와 유황, 질소분이 거의 없는 우드칩을 태워 발전하는 방식으로 온실가스 감축효과를 기대할 수 있다. 국내 우드칩(폐목재)을 사용해 폐목재 재활용에 따른 자원 순환이용률을 높이고 수입산 우드펠릿을 대체해 외화유출을 방지하는 효과도 있다.

지난해 3월에는 창원시 진북산업단지 및 공공시설 부지를 활용한 ‘빛길프로젝트(태양광 발전설비 건설사업)’ 실시협약을 창원시, 케이씨솔라에너지와 체결했다. 빛길프로젝트는 창원시가 신재생에너지 생산시설 보급 확대를 위해 추진하는 중·장기 프로젝트의 일환으로 향후 3년간 약 36MW의 대규모 태양광발전소를 창원시 전 지역에 분산 건설하는 사업이다.

경주 풍력은 16.8MW(2.4MW×7기)의 설비용량으로 동서발전의 1호 풍력발전사업으로 경주시와 협력, 발전소 내 진입도로를 정비하고 전망대, 정차대 등을 설치해 경주 관광객 유치에도 기여하고 있다.

2016년 8월에는 강원도, 코오롱글로벌, 동성 등과 태백 가덕산 풍력 발전사업 공동개발협약을 체결했다. 강원도, 코오롱글로벌, 동성과 함께 특수목적법인(SPC)을 설립해 강원도 태백에 총 40MW 풍력발전소를 짓는 사업으로, 지난해부터 본격적으로 추진되고 있다.

에너지저장장치(ESS) 확대도 동서발전이 주목하고 있는 신산업 아이템이다. 2016년 7월 울산시와 한국산업단지공단, 한국에너지공단, 현대자동차, 고려아연, 삼성 SDI, UNIST 등 10개 기관과 산업단지 내 ESS 보급 확대 협약을 체결하고 지난해 5월 국내 최초로 발전설비와 연계한 에너지저장장치를 설치했다. 울산화력 발전설비에 적용한 2MWh 규모의 ESS를 운영해 연간 2억 5000만원의 전력요금을 절감, 배터리 수명기간인 14년간 총 24억원의 수익 창출이 기대된다.

세계 최초로 바닷물을 이용한 ESS도 개발 중이다. 해수전지를 이용한 10kWh급 ESS 설비구축을 목표로 오는 11월까지 약 20억원을 투자, 해수전지를 이용한 파일럿급 ESS 설비구축 원천기술을 개발·시험할 계획이다.

   
▲ 남부발전의 평창풍력.

■ 한국남동발전 ‘Clean&Smart Energy Leader’

남동발전은 국내 최초로 시도하는 신재생에너지 사업에 잇달아 성과를 나타내며 대한민국 에너지전환시대를 이끌고 있다.

신재생에너지 개발실적에서 남동발전은 유독 ‘최초’라는 수식어가 많이 붙는다. 국내발전사 최초 계통연계형 태양광발전소(2005년 10월), 세계 최초 화력발전소 냉각방류수를 활용한 삼천포 해양소수력 발전소(2006년 9월), 국내최초 풍력연계 ESS 설치(2015년 9월), 세계최초 복층구조 연료전지발전소 운영 등을 통해 국내 신재생에너지사업의 선두기업으로 나아가고 있다는 평가다.

남동발전은 현재의 위치에 안주하지 않고 또 다른 ‘최초’ 신재생에너지 사업을 성공시킴으로써 에너지전환 시대를 앞당기고 있다.

먼저 지난해 11월 국내 최초의 해상풍력발전단지 구축사업이자 국내 최대용량인 30MW 규모의 대형 신재생에너지 사업 ‘탐라해상풍력단지’를 준공했다. 제주도의 우수한 해상풍력자원을 활용, 지난 2006년부터 추진한 이 사업은 제주시 한경면 두모리에서 금등리까지의 공유수면에 국내 유일의 100% 국산화 해상풍력발전기 10기를 설치, 8만 5000MWh의 친환경 에너지를 연중 생산, 공급하게 된다. 이는 제주도민 약 2만 4000여가구가 사용 가능한 전력량이다.

탐라해상풍력발전단지 준공은 에너지전환을 앞당기는 친환경 신재생에너지원 확보와 아직은 걸음마 단계인 국내 해상풍력보급 확대에 기여할 것으로 전망된다.

특히 이 사업이 국내에서 제작한 해상풍력발전설비의 품질 우수성을 입증하는 기회가 된 만큼 국내 해상풍력을 비롯한 육상풍력 발전 기술력이 한 단계 도약할 것이라는 기대감을 낳고 있다.

남동발전은 이 사업을 제주 및 국내 해상풍력 확산을 위한 시발점으로 보고 탐라해상풍력 뿐만 아니라 전남해상풍력, 신안해상풍력, 동부해상풍력 등 해상풍력단지 추가 조성을 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.

협소한 국토의 한계를 극복할 수 있는 영농형태양광 발전에도 주력하고 있다. 남동발전은 지난해 6월 경남 고성군 하이면 덕호리 일대 약 750여평 부지에 100kW급 태양광설비를 설치, 전력생산 및 판매에 들어갔다. 이는 국내 최초로 벼농사를 지으면서 태양광발전을 할 수 있는 형태의 신재생에너지 사업이다.

영농형 태양광은 기존 농지 상부에 태양광 발전설비를 설치하고 하부에는 벼 등 작물을 재배하는 방식이다. 식물 생육에 필요한 일조량을 투과할 수 있는 설비 구조로 벼농사를 지으면서 태양광 발전으로 전기 생산이 가능해 신재생에너지사업의 혁신사례로 평가받고 있다.

그동안 국내에서는 영농형 태양광 설비 하부에 음지에서 자라는 산마늘을 재배했고 벼 작물의 생존 가능성에 대한 기초적인 연구를 진행하는 수준에 머물렀다. 그러나 남동발전은 지난 6월 발전개시를 통해 국내 최초로 영농형 태양광을 전력계통에 연계해 전기 판매 단계를 실현했다.

이로써 남동발전은 좁은 국토를 효과적으로 활용한 새로운 형태의 신재생에너지 사업 개발과 농민들의 농가소득 개선을 기대할 수 있게 됐다. 실제 남동발전은 평균경작 면적 5100평을 기준으로 농가 순이익이 760만원(통계청 기준)에서 2400만원까지 증가할 것으로 기대하고 있다. 이번 실증사업을 지속적으로 수행하기 위해 남동발전, 국립 경상대학교 농생명과학대학, 중소벤처 기업과의 협업으로 연구 신뢰도를 향상시키고 중소기업과의 동반성장 모델이 될 것으로 내다보고 있다.

신재생 사업에 대한 적극적인 투자와 혁신으로 남동발전은 정부의 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)가 시행된 2012년 이래 줄곧 달성률 1위를 지키고 있다. 그리고 지난해 남동발전은 오는 2025년까지 신재생 발전비율을 전체 발전비율의 20%까지 확대하는 ‘신재생에너지 New Vision 2025’를 선포했다. 이는 2030년 신재생에너지발전비율 20% 달성의 정부 정책보다 5년 빠른 목표로 남동발전이 신재생에너지사업에 대한 과감한 투자를 바탕으로 에너지전환 시대를 선도하겠다는 강한 의지를 담고 있다. 이를 위해 2025년까지 15조 6000억원의 자금을 투입해 신재생에너지 확대 목표를 실현해 나갈 계획이다.

   
▲ 서부발전의 태안군 이원호 수상태양광 야경 조감도.

신재생 사업추진 위해 대대적 조직개편 단행

미세먼지 중장기 저감대책 통해 획기적 저감

■ 한국서부발전, 모두와 함께 만들어가는 에너지전환

서부발전이 보유한 총 발전설비는 1만 1780MW 규모로 이중 신재생에너지 설비 비중은 약 5.6%(677.3MW)에 이른다. 서부발전이 자랑하는 태안 IGCC를 비롯해 ESS, 소수력, 연료전지, 바이오혼소, 풍력, 태양광 등 신에너지 및 재생에너지의 다양한 조합을 통해 에너지전환 및 4차 산업혁명에 대응하고 있다.

서부발전은 지난해 8월 신재생에너지 분야 전문역량 강화를 위한 대대적인 조직개편을 단행한 바 있다. 가장 눈에 띄는 부분은 태양광, 풍력 등 신재생에너지 개발을 전담할 신재생사업처의 신설이다. 신재생 사업처는 △신재생 총괄팀 △태양광사업팀 △풍력사업팀 △신에너지사업팀(바이오, 연료전지 등)의 4개 팀으로 구성됐다. 총괄팀은 RPS 이행 등 서부발전 신재생에너지 사업을 총괄하며 나머지 팀들은 해당 원별 사업 개발을 전담한다.

서부발전은 2030년까지 신재생 설비용량 4268MW 달성을 목표로 하고 있다. 태양광, 풍력 등 재생에너지로 2904MW(68%)를, 바이오 및 연료전지, IGCC 등 신에너지로 1364MW(32%)를 각각 확보한다는 계획이다. 이를 통한 신재생에너지 발전량은 약 1만 4486GWh에 이를 전망이다.

원별 달성 전략을 살펴보면 먼저 태양광의 경우 지자체, 공공기관과 손잡고 대규모 수상 태양광사업 위주로 중점 추진한다. 풍력은 주민참여형 대규모 해상풍력 발전단지 개발에 포커스를 맞출 계획이다.

아울러 민간과의 공동개발을 통해 수도권 열수요처 중심의 대규모 연료전지 복합단지를 구축하고 김포에 100MW급 바이오 전소발전소를 적기 추진할 예정이다. 이밖에도 소수력, 해양에너지(조류, 파력), 수소(IGFC) 등 다양한 신재생에너지원을 개발, 육성할 방침이다. 이를 위해 오는 2030년까지 약 6조 1500억원을 투자한다.

서부발전은 대규모 신재생에너지 개발이 직면하고 있는 주민 수용성 문제를 극복하고자 지방자치단체, 지역주민의 참여와 이익공유를 통한 신재생 개발을 적극 추진할 계획이어서 주목받고 있다. 타 공공기관과의 전략적 파트너십을 강화, 공공 유휴부지를 활용해 육상태양광을 개발하는 한편 지자체 등과 공동으로 유휴수면을 활용한 대규모 수상태양광을 중점 개발한다.

최근에는 태안군과 ‘이원호 수상태양광(45MW) 및 새빛공원 조성사업’을 공동으로 추진하고 있다. 수상태양광 모듈에 LED 경관조명을 설치하고, 호수주변에 산책데크 등을 조성해 시민의 휴식공간으로도 활용될 예정이다. 서부발전은 이와 같은 주민친화형 신재생사업이 대규모 신재생 에너지 개발의 성공적인 롤모델이 될 것으로 기대하고 있다.

   
▲ 남부발전의 한경풍력.

■ 한국남부발전, 에너지전환, 깨끗하고 안전하게

대규모 신재생에너지 사업 추진 및 집중 투자로 깨끗하고 안전한 에너지로의 전환에 박차를 가하고 있는 남부발전.

남부발전은 지난해부터 2030년 자체 신재생에너지 발전비중 목표를 30%로 상향하는 한편 ‘국산풍력 100기 건설 프로젝트’ 추진과 총 1조 2000억원 규모의 신재생발전사업 진행을 통해 친환경 신재생에너지 저변 확대를 주도하고 있다.

세계 최초로 집광형과 비집광형의 장점을 접목한 5kW급 복합형 태양전지 모듈 시제품 제작 및 사업화를 위한 실증화 연구개발과제 수행을 통해 태양광 발전 효율 제고에도 앞장서고 있다. 이와 함께 미세먼지 저감을 위한 설비 투자와 연구개발을 추진해 국민 건강에 대한 우려를 불식시키기 위한 노력도 병행하고 있다.

남부발전은 국내 최대 규모인 51기(105MW)의 풍력발전기를 설치, 운영하고 있다. 지난 2004년 제주도 한경풍력 1단계(1.5MW×4기)로 풍력발전을 시작한 이래 현재 풍력기자재 국산화를 위한 ‘국산풍력 100기 건설 프로젝트’를 통해 순수 민간자본으로 태백풍력(18MW)과 창죽풍력(16MW) 건설에 성공했다. 특히 평창 동계올림픽 및 패럴림픽에 청정전력을 공급할 평창풍력(30MW)의 상업운전을 완벽하게 수행, 대회 성공개최에 힘을 보탰다는 평가다.

최근에는 국산풍력 100기 프로젝트의 5호 사업인 태백 귀네미풍력(설비용량 19.8MW, 1.65MW×12기) 착공을 통해 신재생에너지 보급 확대 노력을 이어가고 있다. 정암풍력(32MW)과 삼척 육백산 풍력(30MW), 강릉 안인풍력(60MW) 역시 건설에 총력을 기울이는 한편 육상 풍력자원의 한계 극복을 위해 제주 대정읍 해상에 100MW급 대용량 해상풍력단지 개발을 계획하고 있다.

남부발전은 태양광 발전 연구과제 수행을 통해 신재생에너지 효율 제고에도 힘쓰고 있다. 특히 태양광발전 비집광형 모듈 내부공간에 집광형 태양전지 셀을 내장하는 5kW급 고효율 복합형 태양광모듈 연구개발과제가 업계의 주목을 받고 있다. 집광형과 비집광형의 장점을 활용, 우리나라 일사 조건에 적합한 시제품을 개발하고 시험가동을 통해 일사량, 발전량, 발전효율 등의 데이터를 수집 후 사업성 분석을 거쳐 최종 사업화한다는 계획이다.

남부발전은 업(業) 특성을 반영, 신재생에너지발전과 연계한 태양광 벤처사업도 추진하고 있다. 부산지역 내 공공시설, 주차장, 공장 지붕 등에 총 30MW 규모의 태양광 발전사업을 추진함에 있어 대학생을 참여시키는 태양광 벤처사업은 신재생에너지 확대는 물론 창업인력 양성과 일자리 창출에도 기여할 전망이다.

남부발전은 원활한 사업 추진을 위해 부산시, 부산신재생에너지협동조합, 원자력산단개발(주)과 협약을 체결하고 지난해 8월에는 태양광 벤처사업 제1기 청년창업가 양성과정을 통해 30명의 예비창업가를 배출키도 했다.

한편 신재생에너지 공급과 함께 남부발전은 미세먼지로 인한 국민적 우려를 불식하기 위해 미세먼지 중장기 저감대책을 수립, 시행 중이다.

환경설비의 최적개선 방안을 도출하기 위한 연구과제 진행과 함께 설비를 순차적으로 개선하고 장기적으로는 최신기술 도입을 통한 대대적인 설비 교체 등으로 대기오염물질(먼지, 황산화물, 질소산화물) 배출량을 획기적으로 저감하겠다는 계획이다.

또한 발전소 주변지역에서 자체 운영 중인 미세먼지 측정소를 확대하고 기존 측정항목인 PM10, SO2, NO2에 PM2.5계측기를 추가 설치, 발전소 주변지역의 미세먼지 모니터링 역량을 심화할 예정이다.

이와 함께 현재 운영 중인 하동발전본부의 대기오염물질을 2030년까지 2단계에 걸쳐 2015년 대비 73% 감축하고 지난해 9월 건설 완료된 삼척발전본부에 대해서도 2030년까지 배출 예상치 대비 40% 감축할 계획이다.

이밖에도 남부발전은 미세먼지 저감을 화력발전사의 최우선 과제로, 석탄발전소 뿐만 아니라 LNG 및 유류발전소에도 미세먼지 저감 계획을 추진해 깨끗한 에너지의 생산과 안정적 전력공급에 최선의 노력을 다할 방침이다.

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