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[기획]노후 화력발전소 대안, 발전용 바이오중유에 거는 기대발전부문 온실가스 감축에 크게 기여
신재생에너지의 보급·확대 정책 효율적인 효과 발생
바이오중유 발전소로 전환해 일자리 창출 효과 기대
정부 3020계획 대비 바이오중유 공급 확대 필요
이진수 기자  |  1004@energydaily.co.kr
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승인 2018.01.02  09:59:02
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[에너지데일리 이진수 기자]정부는 지난해 상반기에 미세먼지 대책의 일환으로 노후 화력발전소에 대한 가동중단(셧다운)을 시행하고 올해부터 정례화 할 계획이라고 밝혔다. 정부가 신재생에너지의 보급·확대를 기반 한 8차 전력수급기본계획에서 역점을 둔 내용은 2031년까지 설계수명이 끝나는 원전 11기와 설비수명(30년)이 다하는 노후석탄화력 4기를 예정된 시점에 폐기하고, 그 일부를 가스발전으로 대체한다는 것이다. 또한 신재생에너지는 3020계획을 통해 2030년까지 약 50GW를 확충해 국내 발전량의 20%를 담당하게하고 그 역할은 주로 태양광·풍력으로 전체 신재생에너지 발전량의 95% 이상을 차지하게 한다는 방침이다.

이같은 정부의 야심찬 국가 전력수급기본계획의 안정적인 전력 수급 달성을 기대하면서 정부가 계획하고 있는 신재생에너지를 통한 국가 발전 계획을 보다 안정적으로 기여 할 수 있는 또 다른 신재생에너지원인 발전용 바이오중유(이하 바이오중유)에 대해 알아보기로 한다.  이진수 기자

   
 

친환경 발전 연료인 바이오중유의 상용화 연구 진행
발전용 바이오중유는 2014년부터 올해 말까지 5년간 산업통상자원부 고시를 통해 시범보급으로 운영돼오고 있다. 시범보급 기간을 통해 국내 화력발전소에 적합한 연료의 품질을 개선·향상을 위한 R&D가 추진됐으며, 상용화 기반마련을 위한 경제성 및 저탄소 연료 사용으로 인한 국민의 삶의 질을 향상 시키는 환경편익에 대한 연구 활동을 지속적으로 진행해 왔다. 이러한 친환경 발전 연료인 바이오중유의 상용화를 위한 연구 활동은 석유관리원을 중심으로 동서발전을 포함한 국내 5개발전사, 한국전력연구원, 에너지경제연구원 등 여러 기관 등이 총 망라돼 과제를 수행해 왔다.

그동안 각 발전사별 상이한 발전환경에 따른 바이오중유의 다양한 품질 요구를 충족하기 위해 석유관리원을 중심으로 생산자(바이오중유 생산 업체)와 사용자(발전사)가 합심해 최적의 품질을 생산하는 단계에 이르렀다, 또한 시범보급 초기 높은 가격의 단순한 원료 사용에서 낮은 가격과 환경 개선이 가능한 다양한 원료를 개발했다. 이 같은 업계의 노력으로 바이오중유의 경제성은 해마다 나아지고 있으며 환경 보존과 지구온난화 방지에 기여한다는 자부심이 강한 발전사의 수요 증가로 바이오중유에 대한 필요성과 친환경성이 다시 부각되고 있다.

바이오중유 품질의 균질성과 안정성에 대한 검증 필수

바이오중유는 시범보급이 개시된 2014년 17만 9353㎘을 시작으로, 2015년 35만 3284㎘, 2016년 44만 3618㎘를 보급해 점진적으로 확대되는 추세다. 바이오중유는 고시를 통해 시범보급기간은 지정된 생산 업자에 의해 보급되고 있으며 이를 위한 바이오중유 제조 설비는 석유관리원의 까다로운 등록절차를 필요로 한다. 또한 월 1회 이상의 품질검사(황분, 알칼리 금속분 등 총 24가지의 품질검사 항목을 기준에 맞춰야 생산·판매가 가능)를 통해 품질의 균질성과 안정성에 대한 검증을 반드시 받아야 한다. 이같은 엄격한 품질기준을 통과해야 하는 바이오중유의 우수한 품질은 발전사의 수요를 증가시키는 중요한 요인으로 작용한다.

발전사의 경우 안정적인 전력생산과 이를 위한 연료 수급이 가장 중요한 과제이기 때문에 품질이 안정적이지 못하다거나 수급이 불안정한 연료의 경우 아무리 신재생에너지원이라고 해도 관심 밖의 연료로 분류될 수 밖에 없을 것이다.

해외 사례를 보면 핀란드와 하와이 등에서 PVO(Pure Vegetable Oil)를 이용한 발전소를 가동했었지만 고가의 PVO로 인해 사용하지 않고 있다. 현재는 우리나라에서 시범보급 되고 있는 바이오중유가 현존하는 세계 유일의 발전용 바이오 연료라고 볼 수 있다. 즉 우리나라에서 발전용 연료로서 바이오중유가 사용 가능한 것은 사용 중인 원료의 다양한 장점 때문이다. 또한 저가의 다양한 원료와 폐자원의 재활용을 통한 바이오중유 제조로 환경 보존 역할까지 가능하기 때문이다.

바이오디젤 공정 부산물 피지 재활용 시스템 활용

우리나라 바이오중유의 핵심적인 원료는 바이오디젤 공정의 부산물인 피치라는 원료다. 피치는 폐식용유와 동물성 유지 등 폐자원을 재활용해 생산하고 있는 바이오디젤 공정의 부산물로서 이를 바이오중유의 원료로 재활용하고 있다. 이는 폐자원을 이용한 에너지 순환재생 시스템으로 세계에서 유일한 신재생에너지의 생산과 이용에 대한 가장 모범적인 사례라고 할 수 있다.

시범보급기간 동안 바이오중유 원료로 재활용된 피치 물량은 2014년 4만 5658㎘, 2015년 5만 3025㎘, 2016년 7만 7240㎘로 해마다 증가되고 있다. 여기서 주목할 것은 바이오디젤 혼합비율이 증가할수록 바이오중유 원료로 사용할 수 있는 피치 물량이 늘어나게 되어 원료의 자급률을 향상 시킨다는 것이다. 이같은 업계의 노력을 통해 바이오중유의 국산 원료 비중은 2014년 47%를 시작으로 2015년 31%, 2016년 39% 그리고 2017년 9월까지의 비중은 약 60%에 달하는 놀라운 성과를 이루었다.

이와 더불어 바이오중유의 주요 원료는 대부분이 폐자원(음폐유, 팜 부산물 등)으로 환경을 보호하는 역할도 매우 크다.

업계 관계자는 "친환경 연료 보급을 통한 대기질 개선과 폐자원 재활용을 통한 환경 보존이라는 성과까지 이룬 바이오중유는 신재생에너지법 시행령의 바이오에너지의 기준에 해당되는 발전소 연료로서 향후 이에 대한 기대효과가 더욱 커질 것"이라고 예상했다.

   
 

바이오중유 보급 발전사 특혜 논란으로 산업 위축

최근 바이오중유에 대한 긍정적인 역할에 대한 관심보다는 바이오중유 시범보급 고시를 잘못 이해(바이오중유는 신재생에너지원에 포함되지 않으며, 따라서 REC 부여는 잘못)해 관련 산업이 발전사로의 특혜가 아니냐는 해프닝이 있기도 했다. 그러나 이러한 관련 용어에 대한 모호한 분석으로 바이오중유가 신재생에너지원의 범주에 포함되느냐 아니냐를 문제 삼는 것은 바이오중유 산업의 위축을 가져올 수 있다.

에너지원이 없는 우리나라에서 폐자원을 이용한 발전소 연료를 보급해 에너지 안보의 일부분을 실현하고 있으며 세계 유일의 폐자원 순환재생 시스템을 구축한 바이오중유에 대해 수박 겉핥기식의 판단보다는 보다 정확한 사실을 확인하는 자세가 필요하다는 지적도 있다.

업계 관계자는 "시범보급기간 동안 우수한 품질 개발을 위한 연구과정에 참여한 수백 명의 연구자·관련 종사자의 실적, 4계절 혹한과 폭염을 견뎌가며 실증 테스트를 위해 수고한 발전소 현장의 근로자들을 생각한다면 정부는 적극적으로 보급사업에 대한 방안 마련과 지원해야 할 것"이라고 말했다.

신재생에너지의 보급·확대 정책 효율적인 효과 발생

바이오중유의 또 다른 장점은 다른 신재생에너지원에 지원되고 있는 발전차액에 대한 지원이 없다는 것이다.

산업부 관계자는 "바이오중유 보급·확대를 위해 정부가 부담해야 하는 재정적 지원이 전혀 없기 때문에 상용화로 진입하는 과정에서 별다른 무리가 없을 것'이라고 말했다.

바이오중유 사용 이전의 기존 연료는 해외 입찰을 통해 수입되던 BC유(C중유)다. 그러나 정부의 적극적인 바이오중유 보급 정책은 다양한 기대 효과를 달성할 수 있었다. 우선 바이오중유 보급으로 인한 신산업 확대를 통한 고용인원 창출, 다양한 유통업(원료, 촉매, 제품 등)의 활성화, 국내 설비 투자를 통한 산업 육성 및 친환경 발전연료를 통한 신재생에너지의 보급·확대 정책에 이바지 등 매우 효율적인 성과를 이루고 있다.

특히 바이오중유 사용으로 인한 신재생에너지 발전량은 2016년의 경우 전체 신재생에너지 발전량(RPS의무 이행 비율)의 약 9.9%를 차지했다. 이를 각 발전사별 RPS 이행 기여도는 중부발전의 경우 약 23%, 남부발전은 약 33%, 동서발전은 약 18% 정도를 바이오중유를 통해 이루어졌다. 이러한 성과는 바이오중유가 발전을 위한 신재생에너지원으로서의 역할이 적지 않음을 나타내는 수치로 향후 바이오중유에 대한 기대가 더욱 커질 것으로 보인다.

바이오중유 시범보급 기간 일정한 REC 부여

바이오중유는 바이오디젤과 비슷한 기간(약 5년)의 시범보급을 통해 상용화를 위한 최적의 에너지원으로서의 역할을 담당할 수 있도록 준비 과정을 거쳐 마무리 단계에 있다. 정부는 바이오중유의 친환경성, 새로운 산업의 안정적인 출발 그리고 관련 기관 및 업체들의 적극적인 호응을 통한 R&D 추진 등 사업의 활성화를 위해 시범보급 기간 동안 일정한 REC 부여 했다.

이를 통해 관련 산업의 안정화를 유도해 생산자와 사용자에게 시장의 비전 확보와 장기적인 수급 안정성 등을 검토하도록 했다. 이는 바이오중유가 시범보급기간 동안 무리 없이 생산·공급돼 기존의 BC유를 대체하고 향후 화력발전소의 이상적인 연료로서의 역할이 가능하다고 판단돼면 상용화를 통한 바이오중유의 보급·확대가 이루어지게 되는 것이다.

또한 바이오중유의 상용화와 함께 바이오중유에 대한 REC 상향(혼소 1.0, 전소 1.5)도 반드시 검토돼야 한다. 시범보급기간 동안의 다양한 성과를 바탕으로 바이오중유에 대한 적합한 REC 설정이 필요하다. 신재생에너지원에 대한 가중치는 발전원가, 온실가스 감축 효과, 산업육성 효과, 환경훼손 최소화, 해당 신재생에너지원의 부존적인 잠재량 등을 고려해서 규정하게 되는데, 시범보급기간 동안을 통해 보급된 바이오중유의 다양한 성과 달성(온실가스 감축, 환경훼손 최소화, 산업육성 효과 등)과 에너지원의 고갈 문제가 없는 것을 고려해 볼 때 상용화 단계에서의 바이오중유에 대한 REC는 보다 상향되는 것이 바람직하다는 것이다.

화력발전소의 폐지 방안 바이오중유 발전소로 전환

   
 

바이오중유의 친환경성은 이미 제주지역 발전소(바이오중유 100% 전소)에서 명백하게 입증됐다. 제주지역 발전소가 기존 BC유를 사용하던 당시 이용하던 탈질·탈황 설비를 가동하지 않고 있다. 미세먼지로 인한 국민의 고통을 줄일 수 있도록 화력발전소에서 배출되는 대기오염을 최소화 하는 방안은 기존의 화력발전소의 폐지 계획을 바이오중유 발전소로의 전환을 통한 바이오중유 사용 확대가 방안일 것이다.

이같은 방안은 신재생에너지 공급의무를 지니고 있는 발전사 입장에서는 또 다른 장점이 있다. 이미 사용 중이던 발전소의 활용으로 민원 해결을 위한 부담감이 전혀 없고, 기존 설비를 그대로 이용하기 때문에 신규 투자비도 거의 없다는 것이다. 이러한 장점을 갖고 있는 바이오중유의 수요가 증가는 예견된 사안으로 발전사 입장에서 보면 반드시 필요한 신재생에너지원인 것이다.

제주지역 발전소는 국내 최초로 천혜의 자연을 간직한 제주도의 환경을 지킨다는 신념으로 기존에 사용하던 벙커C유를 바이오중유로 전환하는 도전감행했다. 실제 제주지역 발전소는 바이오 중유 전환 이후 연간 30만톤의 온실가스와 35톤의 미세먼지를 감축하는 성과를 보였다. 또한 설비 개선 투자비 3억 대비 19개월 운영 시 기대할 수 있는 효과가 253억의 효율을 보이면서 신재생에너지 선도하는 기업으로 인정받았다.

정부가 주목해야 할 것은 국내 BC유 발전소 전부를 바이오중유 발전소로 전환 할 경우 바이오중유를 이용한 발전량은 전체의 1.5%, 발전설비 용량은 전체의 4.1%에 불과한 반면 바이오중유의 사용 효과는 이에 대비 매우 높게 나타날 것으로 보인다.

정부 3020계획 대비 바이오중유 공급 확대 필요

정부가 계획하고 있는 태양광, 풍력에 대한 보급·확대는 3020에 따라 매우 혁신적인 산업으로 자리매김할 것으로 보인다. 중요한 것은 이들 에너지원들이 미미하게나마 틈새가 생길 경우를 대비하기 위해서라도 바이오중유는 상용화 단계로 진입해야 할 것이다. 태양광 또는 풍력을 통한 발전에서 예기치 않은 기상으로 목표보다 낮은 성과가 생길 경우를 대비해 틈새를 메우고(RPS 비율 달성), 예상치 못한 민원 발생으로 인해 태양광·풍력 발전이 계획보다 원활치 못할 경우 그 부족분을 용이하게 보충할 수 있는 가장 적합한 발전원으로 이용 가능할 것이다.

해매다 1%씩 증가되는 의무공급 비율은 올해 5% 수준으로 향후 3020 달성을 위해서는 현재 수립된 연도별 의무공급 비율의 확대가 절실하게 필요할 것으로 보인다. 이러한 의무공급 비율 달성을 위해 발전사의 바이오중유에 대한 수요는 점차 확대하고 있다. 그동안 20% 수준으로 바이오중유를 혼소하던 내륙 발전소가 80% 혼소 확대를 위한 설비 작업을 완료해 2017년 11월부터 바이오중유 사용량을 늘리고 있다.

또한 그동안의 바이오중유 시범보급을 통한 품질개선을 위한 R&D와 발전소의 설비 교체 작업 등은 시범보급기간 이후 상용화를 위한 준비 과정으로 지금은 정부가 시범보급 기간 이후의 정책을 수립해야 할 시점이다. 바이오중유의 상용화 대비를 위한 가장 좋은 방안은 정부가 바이오중유 상용화 계획을 우선 공개함으로서 바이오중유 생산을 위한 설비(현재 국내 총 생산 업체 수는 22개사이며 생산 능력은 약 280만㎘)와 바이오중유 사용을 위한 발전소의 준비태세가 완벽하게 이루어지도록 유도하는 것이다. 이를 통해 국가 전력수급기본계획에 차질이 발생하지 않도록 하는 것이 매우 중요한 사안일 것이다.

시범보급기간 동안 석유관리원을 주축으로 진행해온 '바이오중유 상용화 기반을 위한 마련 연구'가 올해 2월 말에 종료될 예정이다. 연구 과제에 대한 결과를 지금으로서는 운운할 수 없겠지만 바이오중유에 대한 경제적·환경적 편익 그리고 RPS 달성을 위한 매우 유효한 수단임이 증명될 경우 이를 공개하고 바이오중유의 입법 추진을 위한 절차를 밟는 것이 올바른 방향일 것이다.

바이오중유 신재생에너지원으로 입지 증명

정부는 기존 화석연료 소비를 줄이고 친환경 에너지원을 보급하기 위해 RPS라는 의무 제도를 만들게 된 것이다. 만약 신재생에너지 의무공급제도가 만들어지지 않았다면 굳이 발전사가 BC유 대신 바이오중유를 사용하지 않아도 무방하며 기존의 발전 시스템을 변경하지 않아도 되는 것이다.

그러나 발전사는 정부 정책에 따라 신재생에너지원을 통한 발전을 해야 하는 의무를 달성하기 이를 위해 기존 발전 시스템과는 상이한 환경을 스스로 구축하면서 까지 바이오중유를 사용하게 된 것이다.

이러한 발전사들의 자발적인 노력과 새로운 발전 연료에 대한 연구 개발, 개발된 연료의 실증 테스트를 통해 바이오중유는 명실상부하게 신재생에너지원으로서의 입지를 굳히게 된 것이다. 이로서 신재생에너지원을 통한 발전량은 해마다 증가하게 되어 지구 온난화 방지에 크게 기여할 것이다.

바이오중유는 자원고갈의 문제가 없으며 자연 친화적인 발전소 연료이기 때문에 상용화를 위한 정부의 정책지원이 무리 없이 이루어질 경우 바이오디젤과 마찬가지로 안정적인 내수 시장을 기반해 성장한 다음 해외 수출 품목으로 자리 잡게 될 것이다. 또한 바이오중유 사용으로 인해 확인된 매우 다양한 성과를 바탕으로, 상용화 이후 기대를 넘어선 또 다른 긍정적인 결과가 도출되길 기대해 본다.
 

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