집단에너지로 ‘에너지 전환’ 준비하는 도시가스사
집단에너지로 ‘에너지 전환’ 준비하는 도시가스사
  • 송승온 기자
  • 승인 2019.01.03 10:00
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도시가스사업 주력, 집단E·발전사업 등에서 성장동력 발굴
열병합발전 효율 80%, 도심 인근에 건설해 송전비용 절감
친환경 전원 확대 정책, 전력시장서 LNG 발전 역할 증대
사업자 10곳 중 6곳 영업손실, 열병합발전 가치 인정 해야

[지앤이타임즈 송승온 기자] 정부가 에너지전환 정책을 통해 친환경 에너지원과 분산형 전원 육성을 천명하면서 집단에너지에 대한 이목이 집중되고 있다. 

집단에너지는 도심 인근에서 열과 전기를 동시에 생산해 주거지역, 산업단지 등에 공급하는 사업으로 수요지 인근에 자리 잡는 대표적인 친환경, 고효율 에너지원으로 손꼽힌다. 

집단에너지는 세부적으로 열병합발전소와 열전용보일러, 자원회수시설 등으로 분류된다. 열병합발전소는 이 중 가장 대표적인 유형으로 발전기 터빈을 돌려 전기를 생산하고, 남은 열을 인근 수요처에 난방용으로 공급한다.

집단에너지는 전기와 열을 함께 생산하기 때문에 에너지이용효율이 높다. 통상 전기만 생산하는 발전소는 최신형 발전기라 하더라도 효율이 50% 초반에 그치지만 열병합발전은 효율이 70~80%에 육박하고 천연가스를 연료로 사용해 도심 인근에 건설될 수 있어 송전비용도 대폭 절감할 수 있다.

국내 대규모 도시가스기업들은 보급 포화로 성장 정체기에 이르며 수년전부터 집단에너지를 포함한 발전사업에서 성장 동력을 찾고 있다. 

▲ 삼천리 광명열병합발전소

◆ 삼천리 ‘집단에너지·발전사업’ 뛰어든 이유

삼천리는 1955년 창업 이래 국민생활에 필수불가결한 에너지의 공급을 위해 노력해 왔으며 에너지시장 및 국가에너지정책 변화에 능동적으로 대응해 초창기의 연탄사업에서 도시가스사업으로 주력사업을 성공적으로 전환했다.

현재 도시가스사업을 주력으로 집단에너지, 발전 사업 등 에너지 사업을 다각화하고 있으며 신재생에너지, 에너지 및 환경 솔루션 사업 등 친환경 사업으로도 업역을 확대해 가고 있다. 

이 외에도 에너지 전문 금융, 외식, 자동차 딜러 사업 등 다양한 생활문화사업을 추진해 가며 그룹의 지속성장을 도모하고 있다.

삼천리는 에너지원의 청정화, 분산화라는 정부 정책에 부합하고, 에너지 사용자의 다양한 니즈(Needs)를 충족하기 위해 집단에너지사업에 진출했다. 

지난 2005년 광명역세권 집단에너지사업권 획득을 시작으로 ㈜휴세스, 안산도시개발㈜ 등 집단에너지 전문 관계사를 설립 및 인수해 역량을 강화해 나가고 있으며, 관계사 간 지리적 인접성을 활용한 연계 사업을 통해 시너지를 강화하고 있다.

삼천리 광명열병합발전소는 2009년 6월 광명 소하지구 열 공급을 시작으로, 현재 34Gcal/h 용량의 PLB 2기 등 총 108Gcal/h의 열공급 설비를 기반으로 광명 역세권 지구, 소하·신촌 지구 및 인근 지역 약 1만8000여 세대의 아파트와 상업용 건물에 지역 냉·난방용 열을 공급하고 있다. 특히 광명 역세권 지구에는 46MW급 CHP에서 생산되는 전기도 공급하고 있다.

향후 광명 역세권의 본격적인 개발이 이뤄지면 2020년 열·전기 공급 세대수가 2만여 세대까지 증가할 것으로 예상되며, 인근 사업자 발전배열 수열 및 열병합발전소 내 연료전지 설치 등 다양한 친환경 저가열원도 개발하고 있어 수익구조 역시 지속 개선될 것으로 전망하고 있다.

▲ 삼천리 그룹 ㈜HUCES 전경

◆ 복합화력 발전배열 등 저가열원으로 원가 낮춰

삼천리그룹은 보다 전문적인 집단에너지사업 수행과 시너지 창출을 위해 2006년 한국지역난방공사와의 합작법인인 ㈜HUCES를 설립했다. 

수원시 호매실지구에 138Gcal/h의 열을 생산하는 자체 열원 시설을 갖추고 있으며, 2015년 향남지구에 69Gcal/h 열원시설을 추가로 건설해 현재 경기도 화성시에 위치한 향남 1·2지구, 남양 뉴타운지구, 봉담 2지구 및 수원시 호매실지구에 거주하는 5만여 세대에 열을 공급하고 있다. 

향후 당수지구 등을 포함해 약 9만5000여 세대까지 공급 세대 수를 확대할 예정이다. 휴세스는 권역 인근의 소각폐열, 연료전지 발전배열 등 저가열원을 개발해 에너지이용효율 향상 및 미활용에너지 활용을 적극 도모하고 있다.

2009년 한국지역난방공사의 지분을 인수(42.9%)해 안산시와 공동경영 하고 있는 안산도시개발㈜은 현재 34Gcal/h PLB 3기, 103Gcal/h PLB 1기 등 총 308Gcal/h의 열공급 설비를 갖췄다. 

안산 고잔신도시 및 신길지구, 시흥 배곧지구, 화성 송산지구 등 약 8만4000여 세대에 열을 공급하고 있으며 62MW급 CHP에서 생산되는 전기 또한 전력시장에 판매하고 있다. 

최근 소각 폐열, 염색단지 폐열과 복합화력 발전배열 등 외부의 저가열원을 개발해 생산원가를 낮추는 한편, 인근 집단에너지 사업자인 ㈜휴세스, 미래엔인천에너지㈜와의 열 거래를 확대해 흑자경영을 지속 유지해 오고 있다.

집단에너지사업은 사업 초기 건설경기 불황 등으로 어려움이 지속됐으나 최근 신규택지지구 개발, 재건축 등을 통해 공급세대가 점차 증가하고 있고 저가열원 개발을 통한 생산원가 감축 노력 및 각 사업장을 상호 연계하는 열배관 네트워크를 구축하고 운영효율을 제고함으로써 사업성이 점차 개선되고 있다.

아울러 ㈜S-Power의 안산LNG복합화력발전소는 2014년 준공한 834MW급 수도권 서남부 지역 최대 규모의 발전소로, 국내 최고 효율의 H-Class 275.6MW급 가스터빈 2기과 283.1MW급 스팀터빈을 통해 시화, 반월 스마트 허브를 비롯한 경기도 안산시 인근 지역의 전력 계통 안정화에 크게 기여하고 있다. 

또한 친환경 연료인 LNG를 활용해 고체연료나 액화연료에서 발생하는 황산화물 및 미세먼지 배출이 적어 친환경 발전 사업으로 주목받고 있다.

안산LNG복합화력발전소는 운영 초창기에 고효율 설비를 기반으로 높은 가동률을 보였던 것에 비해 최근 어려운 전력시장 환경 속에서 가동률이 점차 저하되고 있는 것은 사실이다. 

하지만 정부의 탈원전·탈석탄 및 친환경 전원을 확대하는 에너지 전환 정책으로 전력시장에서 LNG 발전의 역할이 중요해짐에 따라 점차 수익성이 개선되고, 전력계통 및 환경부문에서도 제 역할을 다하는 발전회사로서의 입지를 넓혀 나갈 것으로 보고 있다.

◆ SK E&S, 직도입으로 열·전기 생산단가 낮추다 

SK E&S는 전국에 7개 도시가스 자회사를 통해 도시가스를 공급하는 한편 3.7GW 규모의 발전사업도 운영하고 있다. SK E&S가 운영 중인 4개 발전소 중 SK E&S의 광양발전소와 파주에너지서비스의 파주발전소는 LNG복합발전이며, 나래에너지서비스의 하남발전소와 위례에너지서비스의 위례발전소는 열병합발전에 해당된다.

SK E&S의 자회사인 나래에너지서비스와 위례에너지서비스가 운영 중인 하남/위례발전소 이외에도 도시가스 자회사인 충청에너지서비스와 부산도시가스도 자체적으로 집단에너지사업을 운영하고 있다.

2015년 10월부터 가동에 들어간 하남열병합발전소는 하남 미사와 강일, 고덕 지구 내 약 9만2000세대에 난방과 전기를 공급하고있다.

하남열병합발전소를 운영 중인 나래에너지서비스는 2016년 대기오염물질 모니터링 시스템 도입과 방지시설 운전조건 최적화 등의 노력을 통해 수도권 대기환경개선에 기여한 공로를 인정받아 2017년 11월 수도권대기환경청으로부터 대기오염물질 총량관리 우수사업장으로 선정, 환경부장관상을 수상하기도 했다.

위례신도시에 자리잡은 위례열병합발전소는 지난 2017년 4월 가동을 시작하여 위례, 거여, 마천 지역 내 약 5만3000세대에 난방과 전기를 공급하고 있다. 위례발전소는 최신식 가스터빈과 스팀터빈을 갖추어 80%의 높은 에너지효율을 보이며, 열과 전기 생산단가를 낮추기 위해 SK E&S로부터 직접 LNG(천연가스)를 공급받고 있다. 

또한 열 수급의 안정성 확보를 위해 인근 나래에너지서비스와도 열배관 계통연계를 구축해 안정적으로 열을 공급하고 있다.

부산도시가스의 명지지구 집단에너지사업은 지난 2014년 7월에 열배관 공사의 첫 삽을 뜬 이후 2016년 11월 본격적으로 가동됐다.

명지집단에너지는 시설규모는 첨두부하보일러 34.4Gcal/h 2기, 축열조 2만5000㎥ 1기로 명지국제신도시의 입주계획에 따라 2025년까지 점차적으로 2만 4000세대까지 공급한다는계획이다.

SK E&S가 도시가스 사업 이외에도 발전 사업과집단에너지 사업 등으로 사업영역을 확대하는 이유는 기존 도시가스사업의 지역사업기반 노하우를 활용해 새로운성장동력을 확보하기 위해서다. 

▲ SK E&S 하남열병합발전소

◆ 대륜 E&S, 종합에너지 기업 도약 

한진중공업홀딩스 자회사인 대륜 E&S는 도시가스 공급은 물론이고 집단에너지, 태양광 등 신재생에너지 분야로 사업을 확대하며 종합에너지 기업으로 도약하고 있다.

한진중공업그룹은 2005년 한진그룹에서 분리해 출범, 2006년 대륜E&S를 계열사로 편입바 있다. 

대륜E&S는 보급률이 높은 수도권 도시가스사들이 성장 정체기를 겪는 상황에서 집단에너지사업에서 그룹의 새로운 성장 동력을 찾기 시작했다. 우선 2008년 1월 양주 옥정․회천지구 집단에너지 공급사업자로 선정됐으며 2009년 12월 대륜발전을 설립했다. 

약 7200억원을 투자해 건설한 대륜발전 열병합발전소는 지난 2104년 4월 첫 상업운전을 개시했다.

대륜발전은 양주 옥정지구 및 회천지구에 집단에너지 사업허가를 받아 전력생산을 시작으로 편리하고 쾌적한 지역냉난방을 공급하기 위해 노력하고 있다. 

총 발전설비용량 550MW, 공급세대 3만1312호(2018년 11월말 기준), 주요 설비로는 가스터빈 2기와 스팀터빈 1기, 그리고 배열회수보일러 및 열전용보일러 등으로 구성돼 있다.

생산된 전기는 한국전력거래소를 통해 역송 판매되며 생산된 열은 양주 옥정 및 회천지구에 공급된다.

마찬가지로 대륜E&S 계열사 중 하나인 별내에너지는 2009년 남양주 별내 택지개발지구에 집단에너지사업 허가를 받았고, 2012년 5월 열병합발전소를 준공했다.

총 설비용량 130MW로서 생산된 열은 별내지구 및 인근 택지지구 4만3762호(2018년 11월말 기준)에 공급된다. 역시 전기는 전력거래소에 판매해 수도권 전력난 해소 및 국가에너지절감에 기여하고 있다.

또한 양주 열병합발전소와 열연계를 구축해 보다 효율적인 열공급을 통해 대기환경개선 및 에너지서비스를 확대하고 있다.

▲ 대륜이엔에스 자회사인 별내에너지 전경

◆ 집단에너지 분산전원으로서 정책 고려해야

집단에너지사업은 지역냉방 등을 통한 전력피크 감소와 에너지효율 향상, 폐열 활용 등으로 정부의 에너지 전환정책의 기조에 부합한다.

이처럼 열과 전기를 동시에 생산할 수 있는 열병합발전이 높은 에너지 이용 효율로 주목 받고 있지만 사업자 10곳 중 6곳 가량이 영업손실을 기록하는 등 업계의 어려움이 가중되고 있다. 

그 이유는 국내 전력시장에서 도심지 내 분산전원의 특수성과 편익을 고려하지 않는 상태에서 대형 LNG복합과 동일한 고정비만 지급하고 있기 때문이다.

여기에다 공익성이 높은 열 공급을 위한 열제약발전시 변동비 보전도 이뤄지지 않는데다 원가 상승에도 불구하고 열 요금을 사업장의 특성을 고려하지 않은 채 한국지역난방공사의 열 요금 기준인 상한선(110%)을 둔 점도 민간 집단에너지사업장의 경영 악화를 부추기는 주요 요인이다.

서울과학기술대학교 유승훈 교수는 열병합발전의 에너지 절감효과(26.8%)와 온실가스 저감효과(50.8%), 대기오염 저감효과(70.3%) 등을 포함한 사회적 편익 합계는 경제적으로 연간 7501억원에 달할 것이라고 밝혔다.

유 교수는 “온배수 저감 등 기타 편익까지 감안하면 우리나라도 영국 등 에너지 선진국과 같이 열병합발전에 대해 세제혜택과 더불어 고정비·변동비를 합리적으로 보상할 수 있는 제도나 정책이 필요하다”고 전했다.

집단에너지업계 관계자는 “지금과 같은 열 요금 제도와 대형 발전소 대비 투자비가 높은 분산형전원의 특수성이 고려되지 않는다면 열병합발전 업계의 어려움이 가중될 수 밖에 없다”며 “전력당국이 친환경 에너지 전환 시대에서 큰 역할을 할 열병합발전의 가치를 제대로 인정해야 한다”고 밝혔다. 

 


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