세계 최대 규모(78.96MW) 연료전지단지 구축...대기환경관리 3관왕
핵심설비부품 국산화 추진…중소기업과 동반성장하며 기술개발 앞장

[전기신문 정형석 기자]한국남부발전(사장 이승우) 신인천발전본부(본부장 심재원)가 수소경제 활성화와 친환경발전을 통한 대기환경관리, 핵심발전부품 국산화라는 3박자를 통해 탄소중립(Net-zero) 시대를 선도해나가고 있다.

▲수도권의 안정적 전력공급과 수소경제의 중심지

인천시 서구 청라동에 위치한 신인천발전본부는 수도권 지역의 안정적 전력공급에 더해 수소경제의 중심지로의 급부상을 도모하고 있다.

1800MW에 달하는 LNG복합발전설비는 전력수요 밀집지역인 경인공업단지와 인천국제공항 등에 전력을 공급하고 있고, 김포·청라지역 3만 가구에는 열 공급을 책임지고 있다.

또 단일 규모로는 세계 최대인 78.96MW 규모의 연료전지 발전설비를 준공, ‘수소에너지 시대’를 준비하고 있다.

연료전지는 기존 발전기와 달리 전기 화학반응으로 수소에너지를 생산해 전력과 열을 생산하는 발전설비로, 대기오염물질 배출이 적고, 공기 정화를 통해 미세먼지 저감 효과도 뛰어나다.

또 분산형 전원으로 설치시 대규모 부지가 필요 없고, 기후조건에 따른 제약이 없다는 장점도 지닌다. 총 3400억원의 사업비가 투입된 신인천 연료전지는 앞으로 25만 가구가 사용할 수 있는 전력과 함께 청라지역 4만4000가구가 이용 가능한 온수(10.2Gcal/년)를 공급하고 있다. 이를 통해 지역 에너지 수급에 보탬이 되는 한편 안전한 에너지원으로서 수소경제 시대 선도적 역할이 전망된다.

▲ 대기환경 관리 3관왕, ‘쾌적한 맑은 하늘 조성’에 적극적

대기환경관리 분야 3관왕의 성과는 신인천본부의 큰 자랑거리다. 신인천본부는 지난해 복합발전 온실가스 흐름 통로 개선과 수소연료전지 열 교환수 연결방식 변경을 통해 약 5000t의 온실가스 배출량을 줄인 공로로 전국 품질분임조경진대회에서 대통령상(금상)의 영예를 안았다. 또 신인천본부가 추진한 SET-UP (Save the Earth, Three-UP) 프로젝트는 기후변화 적응대책 우수사례로 선정, 환경부장관 표창 성과로 이어졌다.

여기에 환경부 수도권대기환경청과 대기오염물질 총량관리 자발적 협약을 체결하고, 발전설비 기동 초기 발생하는 황연(황색매연)을 지속적인 설비개선을 통해 제로(Zero)화해 대기오염물질 총량 관리 우수 수도권대기환경청장상의 쾌거도 거뒀다.

지난해 철산화물 제습·제진장치 설치로 철산화물 발생을 원천 차단하고, 최적화된 융합탈질설비 개발로 질소산화물 배출량을 61.9% 절감한 신인천본부는 올해 목표를 더욱 상향해 발전소 상시운전 중 법적 배출기준치의 15% 이하 수준까지 낮출 방침이다.

▲ 중소기업과 발전설비 국산화 기술개발에도 앞장

신인천본부는 수소경제 활성화, 적극적인 대기환경 관리뿐만 아니라 핵심발전설비의 국산화에도 앞장서고 있다.

LNG발전소의 핵심부품인 발전용 가스터빈은 몸값도, 유지·보수 비용도 비싸지만 국내기술론 만들 수 없어 수입에 의존해왔다. 신인천본부는 과거부터 적극적인 효율 향상 노력의 일환으로 가스터빈기술 현장실증시험을 제작사와 함께 실시함으로써 국내 가스터빈 운영 기술향상은 물론 세계 터빈기술 향상에 크게 기여했다.

또 이 과정에서 각종 정비기술에 대한 도전적인 국산화를 추진한 결과 정비시 소요되는 각종 소모품의 전량 국산화를 시작으로 연소기, 터빈 고정익에 대해서도 국산화를 이뤄냈다. 특히, 가스터빈 기술 중 핵심이라 할 수 있는 1단 회전익에 대한 재생 정비기술 완료는 제작기술로 연결되는 기초를 다졌다는 데 큰 의미를 지닌다.

이밖에도 신인천본부는 중소기업이 연구 개발한 국산화 기술을 사업화할 수 있도록 시제품 실증환경을 제공하고, 개발품 판로를 지원해 중소기업의 사업 성공 경험을 기술자산으로 축적토록 지원하고 있다.

(인터뷰) 심재원 남부발전 신인천발전본부장

“신재생 증가 대비·전력공급 안정 위해선 LNG발전 역할 중요”

“LNG복합의 상시발전 보장하는 전력거래 제도개선 필요”

“신인천발전본부는 탄소중립과 깨끗하고 맑은 하늘이라는 국가 정책 실현을 위해서 더 과감하고 선제적인 설비 투자와 엄격한 환경관리에 나서고 있습니다. 앞으로도 ‘Global No.1 친환경 Smart 복합발전소’라는 목표를 가지고 지역사회에 책임을 다할 것입니다.”

심재원 한국남부발전 신인천발전본부장은 “변동성이 큰 신재생에너지 급증에 따라 수도권의 안정적 전력공급을 담당하는 수도권 LNG복합 발전소들의 기동·정지 횟수가 급증하고 있다”며 “기동과 정지가 늘어날수록 발전사는 적자가 증가하고 오염물질 배출은 늘어 LNG복합발전을 상시 운전할 수 있는 방안을 마련할 필요가 있다”고 강조했다.

“자동차 시동을 자주 껐다 켰다 하면 연료가 많이 소비되는 것처럼 발전기도 마찬가지입니다. 하지만 연료비에 대한 보상이 적다 보니 기동과 정지를 반복하는 수도권의 발전기들은 전력계통에 크게 기여하는데도 불구하고 적자를 보고 있는 상황이죠. 수도권 복합발전의 실질적 원가 보전을 위한 기동비용 보상이 필요합니다. 또 기동과 정지가 반복되면 오염물질 중 하나인 질소산화물(NOx)은 계속 운전을 할 때보다 5~6배 정도 많이 배출되죠. 환경을 고려해도 이 부분은 분명 개선이 필요합니다.”

심 본부장은 “수명이 다한 LNG복합발전소의 경우 고효율 친환경설비를 갖춘 새로운 발전소로 리파워링할 경우 발전원가가 낮아져 지속운전이 가능해지고 질소산화물 배출도 감소할 것”이라며 “이 과정에서 수익이 발생하면 열공급 비용을 낮춰 지역주민에게 혜택이 돌아갈 수 있어 환경도 지키면서 지역주민의 삶의 질도 높아질 것”이라고 설명했다.

“질소산화물(NOx) 배출억제를 위해 도입된 대기배출부과금도 수도권 복합발전소들에게는 상대적으로 불리합니다. 전력당국의 지시에 따라 발전기를 자주 껐다 켰다 하는 것인데 앞으로 그 부담이 엄청나게 늘어날 수밖에 없거든요. 그리고 한 가지 제안을 한다면 대기배출부과금을 발전소 주변지역 주민을 위해 사용했으면 합니다. 석탄이나 원자력발전소처럼 대형 발전소의 경우 주변 지역 주민의 전기요금을 인하해주는 등의 혜택이 있는데 LNG발전소의 경우 이러한 혜택이 없거든요. LNG발전소에 대한 지역주민들의 수용성을 높이기 위해서라도 이러한 혜택은 필요하다고 봅니다.”