남동- 여수화력, 자체 기술적용 설비 개선
남부- 최초 전 사업소 환경경영 인증 취득
동서- 호남화력, 선택적비촉매환원법 적용
서부- 태안, 최초 ISO 140001 인증 취득
중부- 고효율 연속탈염수 Pilot Plant 설치

최근 기후변화협약과 배출권 거래제 등 환경오염 방지를 위해 환경규제가 국내·외적으로 강화되고 있는 추세다.

이러한 세계적인 추세에 맞춰 우리나라도 2005년부터 질소산화물 배출기준이 500ppm에서 50ppm으로 강화되는 등 오염물질 배출 규제가 강화될 예정.

환경규제가 강화됨에 따라 전국 각 지에 대규모 발전소를 소유하고 있는 발전회사들도 이러한 규제에 맞춰야 함에 따라 환경 설비를 설치 중에 있다.

점차 강화되고 있는 이산화탄소, 질소산화물, 황산화물 등 환경오염 물질 배출 기준에 따라 이에 대비한 각 발전회사들의 환경 설비 현황과 효과, 향후 환경경영 부문에 대해 알아봤다.

우리나라도 국제 기후변화협약의 CO₂감축 의무국에 포함될 가능성이 점차 커짐에 따라 국내에서는 CO₂저감을 위한 환경 규제 강화와 청정기술사업(CDM) 개발 등 친환경 정책을 펴고 있다.

5개 화력발전회사들도 강화되는 환경규제에 따라 환경설비 설치 등 환경경영 추진에 역점을 두고 있다.

화력발전소에서 사용하는 석탄, 중유 등 발전연료 연소 시 발생하는 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)은 각각 산성비 및 오존생성의 원인이 되므로 이 같은 대기 오염물질의 배출을 억제하기 위해 탈황설비, 탈질설비 등의 방지시설을 설치, 운영하고 있다.

배연탈황설비는 화력발전소에서 사용하고 있는 석탄, 중유 등 화석연료에는 황 성분이 소량 함유돼 있어 보일러에서 연소 시 아황산가스 등 황산화물을 발생하게 되는데 이러한 황산화물을 걸러 내는 설비다.

탈황설비는 그 부산물로 탈황석고가 생성되는데 이를 재활용해 자원으로 쓰는 경우도 많다.

배연탈질설비는 연소용 공기 중 질소성분 또는 연료 중 질소성분 등이 보일러 내 고온에서 산소와 결합해 질소산화물이 생성되게 되는데 연소온도가 높을수록 배출량이 증가한다.

발전용 배연탈질설비로는 NOx 제거효율이 높은 SCR(선택적촉매환원법)이 있으며 SCR설비는 배기가스온도 350℃ 전후에 설치된 촉매층에 암모니아를 주입해 질소산화물을 질소와 물로 환원, 제거하게 된다.

한국남동발전(사장 박희갑)의 경우 영동화력, 여수화력, 영흥화력에 습식 석고법의 탈황설비를 설치, 운영 중에 있으며 오는 12월 삼천포화력 1~4호기 탈황설비가 준공될 예정이다.

삼천포화력 3, 4호기와 영흥화력 1, 2호기에는 SCR형태의 탈질설비가 각각 내년 9월과 올해 11월로 준공예정이다.

여수화력 2호기는 발전출력 300MW의 노후 연소설비로 질소산화물이 초과 배출돼 1차적으로 연소버너 2단 연소 운전방법을 적용해 NOx 저감을 추진했다.

그러나 2단 연소법으로는 발전출력을 260MW 이상 올릴 수 없고 미국 Joan Zinc社의 선진 저 질소산화물 버너노즐 기술을 적용해도 발전출력이 280MW에 그쳐 전 출력에서 배출 규제치를 준수할 수 없었다.

그러나 설비의 특성과 자체적으로 질소산화물 저감운전을 추진해 보일러 연소버너를 저 질소산화물 노즐팁으로 개조함으로써 별도의 투자 없이 전 출력에서도 배출 규제치를 여유 있게 준수할 수 있도록 설비를 개선했다.

이 같은 출력 상향운전에 따른 전력판매 수익만 연간 12억8000만원이 증대됐으며 탈질설비 설치 개조비용을 절감하는 한편 저 NOx 연소기술의 저변을 확대하는 효과를 얻을 수 있었다.

영동화력 제1호기는 1973년 건설된 발전소로 1992년 석탄산업 합리화 조치 후 국내탄의 열량이 3400에서 4700kcal/kg로 변화해 NOx의 발생량이 증가했으며 2004년 질소산화물 배출 규제 강화로 배출부과금이 책정, 운영돼 오고 있었다.

이에 2003년 10월부터 올해 3월까지 P.F FDR 분리 및 관련 설비를 개선하는 한편 2004년4월 NOx 저감 및 최적운전(안)의 도출 시험을 실시했다.

미분탄(P.C) 이송용 1차 연소공기 출구압력을 적정 유지치에 재정립하고 P.F FDR을 분리 및 제어로직을 재구성하는 한편 연료와 공기의 공급을 균일화하고 NOx 저감과 관련해 보일러의 최적 운전을 기준화했다.

이 결과 FDR 분리 전 300~490ppm까지 발생되던 NOx가 분리 후 정지별 운전시험 결과 정격출력 120MW에서 NOx 발생량 120ppm이 감소해 230~340ppm을 유지할 수 있었다.

여기에 정지별 최적운전을 시험한 결과 NOx 발생량이 30~80ppm 감소해 200~260ppm을 유지했다.

이에 따라 NOx 저감설비를 설치하는 데 드는 투자비 36억원과 연간 운용비 5000만원을 절감할 수 있었다.

한국남부발전(사장 김상갑)의 경우 김상갑 사장의 ‘환경은 생명의 원천이요 생활의 근원’이라는 모토 아래 ‘21세기를 이끌어 가는 환경선도기업’으로 환경에 대한 공감대를 형성하고 전 직원의 환경파수꾼화를 주창하고 있다.

남부발전은 하동화력 1~6호기, 영남화력 1~2호기에 탈황설비가 설치돼 있으며 영남화력 2호기, 남제주화력 1~4호기에 SCR형태의 탈질설비가 설치돼 있고 하동화력 1~6호기, 영남화력 1~2호기, 남제주화력 기력 2호기, 내연 3호기 등에 전기 집진기가 설치돼 있다.

남부발전은 저 NOx 버너설치 등으로 질소산화물 발생을 원천적으로 저감시키고 여분의 질소산화물은 탈질설비를 설치해 배출을 최소화하고 있다.

남제주화력 내연 1~4호기 및 영남화력 2호기에 SCR을 설치해 NOx 배출을 저감시키고 신규로 건설되는 발전소에는 최첨단 배연탈질설비를 설치, 운영할 예정이다.

먼지에 대해서도 청정연료를 사용하는 가스발전소를 제외한 전 발전소에 고효율 전기집진기를 발전소 건설 시부터 설치 운영하고 있다.

전기집진기 후단에 배연탈황설비를 설칟운영함에 따라 추가적인 제진효과가 있어 전기 집진기에서 1차 제거하고 잔여먼지의 60% 이상을 탈황설비에서 제거하고 있으며 일부 발전소는 전기 집진기의 성능향상을 위해 배기가스 조질 설비를 설치, 운영하고 있다.

오는 2008년까지 하동 1~6호기에 탈질설비 설치하는 등 13개 환경 단위사업에 총 830여억원을 집중, 투자해 설비를 개선 및 보강함으로써 환경보전에 최선을 다할 계획이다.

남부발전은 ▲경쟁우위 확보를 위한 환경경영체제 구축 ▲설비운영의 최적화 ▲지역사회와 상생하는 환경관리체제 구축 ▲폐기물 자원화 및 재활용 지속증대 추구 등을 역점 과제로 설정하고 기후변화협약 등 국내·외 여건변화에 대해 정부와 긴밀한 협조 하에 대응정책을 추진해 나갈 방침이다.

특히 폐기물의 경우 발전소에서 발생되는 석탄회의 74% 이상을 레미콘 환화재 또는 시멘트 원료로 재활용하는 한편 탈황석고는 발전소에서 탈황설비 운전시 발생되는 부산물로 석고보드 및 시멘트 원료로 전량 재활용하고 있다.

아울러 전력부문 배출권거래제 모의 시범시행 여건을 조성해 온실가스 저감 시범사업에 참여, 기반을 조성, 확산한다는 계획이다.

이를 위해 환경 목표 및 세부 추진계획을 작성하고 ISO 14001 인증의 사후심사를 받는 등 환경경영체제 정착을 위해 만전을 기하고 있다.

환경오염 사전 예방활동 강화를 위해 발전소 환경오염 원격감시망을 구축, 운영하고 있으며 환경오염물질 배출현황 공개 및 환경 모니터링제도를 운영하고 있다.

또한 환경영향평가법 규정에 따른 사후환경관리 의무조항을 이행하는 한편 하동 및 영남화력의 탈황석고를 전량 재활용하는 등 폐기물 자원화 및 재활용 극대화에 역점을 두고 있다.

이 같은 환경활동으로 인해 국내 최초로 본사 및 전 사업소가 한국품질인증센터로부터 환경경영시스템 통합인증을 취득했다.

또한 환경부로부터 신인천복합화력발전소가 환경친화기업으로 지정받는 등 정부정책에 자발적으로 동참하는 한편 남부발전의 환경경영 잠재역량을 발휘해 지역사회와의 신뢰 구축 및 전 직원의 환경마인드를 확산시킬 수 있는 계기가 됐다.

‘E-TOP' (Environment Transparency Optimum Precaution)은 한국동서발전(사장 이용오)의 환경 관련 캐치프레이즈다.

환경비전 21로 ‘밝은 미래를 창조하는 환경친화기업’을 정하고 환경친화형발전소 건설·운영, 국제환경표준시스템 구축, 국내·외 환경변화에 능동적 대응, 생산성 향상, 지역사회 발전에 기여 등 E-TOP 운동을 전개해 나가고 있다.

동서발전은 전사적으로 효율적인 환경경영제체를 구축하고 있으며 당진화력에 구축된 경험을 여타 사업장에 확산하고 인증을 취득할 예정이다.

각 발전소에 도입된 환경 경영체제는 구축을 완료했거나 준비 중에 있으며 에너지 절감이나 오염물질 배출 최소화 활동 등에 대해 목표를 설정, 환경 관리책임자의 지도하에 환경활동을 실천하고 있다.

당진화력 1~4호기와 울산화력 4~6호기에는 습식석회석석고법 형식의 배연탈황설비가 설치돼 있으며 호남화력 1, 2호기와 울산화력 4~6호기에는 각각 SNCR과 SCR 형식의 배연탈질설비가, 당진화력 1~4호기, 호남화력 1, 2호기, 동해화력 1, 2호기, 울산화력 1~6호기에는 전기 집진기가 설치돼 있다.

특히 발전회사 최초로 호남화력에 설치된 선택적비촉매환원법에 적용한 설비는 타 회사의 벤치마킹 대상이 되고 있으며 당진화력에도 2006년까지 선택적촉매환원법을 적용한 탈질설비를 설치할 계획이다.

동서발전의 핵심발전소인 당진화력은 2001년 12월 환경경영체제 인증을 획득했다.

이를 여타 발전소에 확산시키기 위해 2003년도에 동해화력과 일산복합에 대해 컨설팅 없이 자체 인력으로 시스템을 구축하는 사내 인증 시스템을 도입했으며 올해에는 울산화력과 호남화력에 확대·구축하는 등 전사 환경경영체제 구축이 완료된다.

특히 동서발전은 폐기물 처리장 부지확보 및 자원절약 측면에서 재활용의 필요성이 절실해졌으며 재활용은 자원절약, 생활환경의 오염방지에도 큰 역할을 하고 있다.

석탄연소 후 발생되는 석탄회는 석탄 정제설비에 석고품질로 가공, 처리돼 레미콘 혼화재 및 시멘트원료 등으로 다양하게 재활용되고 있으며 탈황공정에서 부산물로 발생되는 탈황석고는 석고보드의 주원료로 전량 재활용돼 수입대체 효과가 크다.

그 밖에 폐수오니, 폐유, 생활폐기물 등의 폐기물 발생을 최소화하고 발생된 폐기물의 재활용을 통해 자원화 하고 있다.

대기, 수질, 기상, 환경농도자료를 환경계측기로부터 실시간으로 취득해 서버에 환경감시 데이터베이스를 구축하고 자료를 정부 및 지자체, 본사, 제어실 등으로 전송하는 배출농도 모니터링(TMS) 제도를 도입, 운영해 환경관리의 투명성을 제고하고 있다.

아울러 정부가 추진 중인 온실가스 배출권거래제 시범사업에 적극 참여하고 발전효율 향상 및 에너지 절감 등을 통해 이산화탄소를 저감하는 한편 소수력발전, 당진 5·6호기 건설계획에 풍력과 태양광 발전 등의 신·재생에너지를 반영하는 등 2010년 이후 대체에너지 비율을 총 발전량의 5% 이상 확대해 나갈 계획이다.

이러한 환경친화경영을 추진한 결과 발전회사 최초로 전 사업장이 정부로부터 환경친화기업으로 지정됐으며 2003년에는 동해화력발전처와 일산복합화력발전처가 환경대상을 수상하는 등 환경관리 우수성을 입증했다.

한국서부발전(사장 김종신)에서는 환경과 경제를 고려한 환경정책을 추진하고 있다.

국제규격의 환경관리체제를 구축함으로써 경영합리화에 기여하고 환경관리의 효율성을 향상하는 데 주력하고 있다.

2002년 10월에는 환경보전을 기업윤리경영에 포함한 ‘서부인의 신조’를 선포했으며 전직원이 공유하고 함께 실천하기 위한 행동지침인 윤리경영 실천방침은 2003년 10월에 제정, 공포했다.

또한 환경경영의 실천의지를 담은 중장기환경경영계획을 수립해 환경경영 계획 및 환경투자계획을 확정하고 전 직원의 환경보전 실천 강령인 환경경영 방침을 제정해 환경보전을 생활화하고 있다.

태안본부는 탈황설비 운영뿐 아니라 탈질설비를 2007년까지 설치할 계획이며 평택발전처는 2005년 초 준공을 목표로 탈황설비를 설치 중이다.

수도권지역에 있는 서인천발전처는 LNG를 사용하고 저 NOx 버너를 설치, 운영하고 있으며 NOx 추가 저감을 위해 약 2000억원을 투자해 2006년까지 연소설비를 개선할 예정이다.

수질오염물질 저감을 위해 전 발전소에 종합폐수처리시설과 오수처리시설을 운영하고 있으며 태안본부는 폐수를 공정수로 전량 재이용, 무방류 시스템을 적용하고 있다.

특히 서인천발전처는 일상폐수 재이용을 위한 중수도설비를 설치해 2001년 인증을 획득한 바 있다.

이외 에도 비산먼지를 방지하기 위해 저탄장 및 회처리장에 살수설비와 방풍림을 더욱 보강하고 발전소 굴뚝에는 배출가스를 상시 측정하기 위해 자동측정기를 설치하는 한편 환경원격감시시스템(TMS)을 구축, 운영함으로써 환경오염 사전예방 감시기능을 강화했다.

CO₂저감에도 서부발전의 활약은 눈에 띈다.

7차부터 9차까지 기후변화협약 당사국총회에는 서부발전 사업본부장이 산업계대표단장으로 참석해 협약진행 동향과 각 국의 산업계 대응정보 및 우리나라 산업계 대책에 대한 홍보활동을 펼친바 있다.

2003년에는 정부에서 시행하는 발전부문 온실가스 배출권 모의거래에 참여함으로써 국내․외 배출권거래 시행에 대비하는 기반을 구축하고 있다.

발전 부산물 중 자원화가 가능한 폐기물은 재활용을 지속적으로 늘려 지난해에는 약 84%까지 높임으로써 부산물 자원화에 크게 기여하고 있다.

연소재는 시멘트 원료 및 레미콘 혼화재 등으로 사용하기 위해 정제설비를 설치, 지난해 61만톤(80%)를 달성하는 한편 석고를 전량 재활용(연간 18만톤)해 국내 자원 재활용으로 수입대체 효과와 함께 부가이익 창출에 기여했다.

이와 같은 환경친화 경영으로 태안발전본부는 1999년 12월 국내 발전부문에서 최초로 ISO 14001를 인증받아 표준모델로 정착, 타 발전소로 확산한 결과 지난해에는 평택발전처, 올해에는 서인천발전처에서 인증을 획득했다.

또한 태안, 서인천발전처가 정부로부터 환경친화기업으로 지정받았으며 2002년과 2003년에는 평택발전처가 중앙정부 및 각 지자체로부터 경기환경그린대상 수상, 서인천발전처가 인천광역시 표창, 삼랑진발전처가 환경부장관 및 경상남도 표창, 청송건설처가 대구지방환경청장상을 받아 환경관리의 우수성을 인정받고 있다.

서부발전은 향후 환경오염예방 및 환경보전을 위해 지속적으로 노력해 설비 운영에 따른 환경영향을 최소화하고 온실가스 저감기술 연구개발에 집중하는 한편 주변경관과 어울리는 공원형 발전소를 조성해 지역주민과 함께하는 발전소로 자리 잡을 예정이다.

한국중부발전(사장 김영철)은 환경과의 조화를 우선으로 하는 전력사업 추진으로 미래성장기반을 확충하고 지역사회 발전에 공헌하는 믿음직한 기업상을 정립하기 위해 21세기 환경비전을 ‘환경과 인간을 먼저 생각하는 초일류기업’으로 설정했다.

이의 구체적인 실천을 위해 2001년 7월 전직원의 행동지침인 환경경영방침과 중장기 환경보전 실천계획인 ‘Eco-2010'을 선포했다.

‘경쟁우위의 선진 환경친화경영체제 확립’을 목표로 ▲선진 환경친화 경영체제 확립 ▲환경오염물질 배출 최소화 ▲자원 순환형 발전소 구현 ▲지역사회와 함께하는 환경공동체 구축을 위해 중장기 환경경영전략 및 마스터 플랩을 수립하는 한편 질소산화물 저감설비 설치, 석탄회 재활용률 증대, 탈황석고 전량 재활용 등 세부실천과제를 설정했다.

중부발전은 대기오염물질 배출 최소화를 위해 석탄발전소인 보령화력, 서천화력에 배연탈황설비와 전기 집진기를 설치했으며 서울화력, 인천화력, 제주화력에는 LNG 및 저황연료를 사용하고 있다.

또한 2002년에는 수도권 대기환경 개선에 기여하기 위해 국내 최초로 서울화력 및 인천화력에 약 210억원을 투자해 선택적촉매환원방식(SCR)의 배연탈질설비를 설치했으며 향후 2006년까지 보령화력, 서천화력, 인천화력에 질소산화물 저감설비를 설치할 계획이다.

CO₂배출에 대해서도 산자부의 온실가스 배출권거래제 시범사업에 참여하는 한편 자발적협약(VA)에 참여해 보일러 Blpwdown 운전방법 개선, 옥내조명 등 관리기준 개선, 터빈 블레이드 교체, 공기예열기 밀봉 개선, 복수기관 세정방법 개선, 미연탄소분 저감 등 에너지 절감에도 노력하고 있다.

아울러 선진국 수준의 CO₂저감을 위해 21C 프론티어 연구개발사업 및 각종 연구사업체 참여하고 있으며 효율적인 연구를 위해 2002년에는 서울화력발전소에 CO₂ 분리 및 전환 Pilot Plant를 설치, 운영 중에 있다.

폐기물 및 부산물에 대해서도 폐기물 자원화 및 적정처리를 위해 석탄회 및 탈황석고 등은 재활용하며 재활용이 곤란한 폐수오니, 폐보온재 등은 전문 업체에 위탁처리를 하고 있다.

석탄회는 콘크리트 혼화재, 시멘트 원료, 지반성토재 등 다양한 용도개발 및 수요처 개발로 2000년 재활용률 54%에서 2003년에는 71%까지 증대시켰으며 탈황석고는 시멘트 및 석고보드용으로 전량 재활용하고 있다.

이와 같은 환경친화 활동으로 서울화력, 인천화력, 제주화력이 환경친화기업으로 지정받았으며 서울화력과 양양양수는 서울시와 양양군으로부터 환경을 적극 실천하는 기업으로 지정받았다.

또한 보령화력은 환경경영의 선진화를 위해 지난 2002년 12월 선진 환경경영체제인 ISO 14001 인증을 취득했으며 이를 기반으로 올해 전사업장을 대상으로 ISO 14001 시스템 구축과 인증 취득을 추진하고 있다.

자율환경관리 실천을 위해 보령화력과 인천화력은 지자체와 자율환경협약을 체결했으며 회사 자체적으로도 수질오염물질과 폐기물에 대해 내부목표를 설정, 환경오염 최소화를 유도하고 있다.

올해 중부발전은 지속적인 환경개선을 위해 전사업장을 대상으로 ISO 14001 시스템을 확대, 구축할 계획이며 질소산화물 저감설비 적기설치를 위한 철저한 공정관리, 배수 재이용기술 개발을 위한 최신 고효율 연속탈염수 Pilot plant 설치 등을 추진할 계획이다.

김봉준 기자 다른기사 보기