두산중공업은 지난 2007년 5월 16일 세계 최대 규모의 인도 구자라트 지역에 있는 문드라(Mundra) 석탄화력발전 프로젝트를 수주했다. 문드라 석탄화력발전소는 인도정부가 전력난 해소와 전력요금 인하를 위해 2016년까지 9개의 초대형 화력발전소를 건설하는 프로젝트의 일환으로, 800MW급 초임계압 보일러 5기, 총 발전용량 4,000MW에 이르는 사상 최대 규모의 발전소다. 두산중공두산중공업은 인도 발전시장에는 이미 지난 1990년대말부터 진출한 이래 지난 2004년 인도 시파트 석탄화력발전소를 수주해 주목을 받은 바 있고, 올해 초에는 1,370MW (685MW 2기) 규모의 라이푸르-차티스가르(Raipur-Chhattisgarh) 석탄화력발전소를 수주해 인도발전시장에서 위상을 높이고 있다.
2014년 5월 한 달 간 우리나라에서 석탄을 이용해 생산한 발전량은 약 1만5,748GW에 달한다. 이는 국내 총 발전량 중 38%에 해당하는 양이다. 특히 유연탄의 경우 kWh당 정산단가가 61.6원에 불과해 원자력(55.4원) 다음으로 경제성이 높은 발전원에 속한다. 그러나 석탄화력의 경우 황산화물, 질소산화물 및 먼지와 지구온난화의 주범으로 꼽히는 온실가스를 배출하고 있어 항상 논란의 대상이 된다. 2011년 기준으로 국내 $CO_2$ 배출량의 약 1/3 정도가 전력분야에서 발생했는데, 이 중 대부분은 석탄화력에서 배출됐다. 즉 환경을 생각하면 비중을 줄여 나가야 하는 것이 맞지만, 경제성 및 효율성을 고려하면 반드시 필요한 발전원이 석탄화력인 셈이다. 이에 비단 우리나라뿐만 아니라 전 세계 전력 산업계에서는 석탄화력의 효율은 높이면서, 온실가스 배출은 줄일 수 있는 기술개발에 적극 나서고 있다. 그 기술 중 가장 현실적이면서 대표적으로 떠오른 분야가 바로 석탄가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC)이다. 우리나라에서도 IGCC에 대한 관심을 지속적으로 기울여 왔고, 그 노력의 결실로 현재 태안에 국내 최초의 IGCC 실증플랜트를 건설 중에 있다. 현재 IGCC 기술개발은 어느 단계까지 와 있는지, 또 국내외 시장은 얼마나 성장될 것으로 예상되는지 자세히 정리해봤다.
국내 전력시장은 포화상태로 해외시장 개척을 통해 국내 전력산업의 한계를 극복하기 위한 방안을 모색하려 한다. 해외 전력시장에서 우리나라의 전력산업이 경쟁력을 갖추고 지속적인 성장을 추구하기 위해서 해외시장에 적극적인 투자를 추진하고 있다. 이에 본 논문에서는 여러 전력산업에서 가장 대표적인 화력발전 중 석탄화력발전의 해외수출이 국내 경제에 미치는 파급효과를 분석하고자 한다. 특히 경제적 파급효과로 생산유발효과, 부가가치 유발효과, 취업유발효과의 3가지를 분석하되, 수요유도형 모형을 적용한 분석 결과를 제시한다. 한국은행 산업연관표 통합소분류 기준 168부문 중에서 17개부문을 석탄화력발전 관련 부문이라 정의한 후, 석탄화력발전 관련 산업을 중심에 놓고 이를 외생화하여 분석한다. 과거 석탄화력발전 수출 사례를 적용하여 석탄화력발전 해외수출의 경제적 파급효과를 분석한다. 석탄화력발전 해외수출의 생산유발효과, 부가가치 유발효과, 취업유발효과는 각각 28,525억원, 9,725억원, 14,761명으로 분석되었다.
석탄가스화 복합발전(IGCC, Integrated Gasification Combined Cycle)은 고효율, 청정 전력 생산 기술로 차세대 석탄이용 발전 기술의 대안으로 제시되고 있다. 기존 석탄화력발전소의 발전 효율인 36-38%보다 적어도 2-6% 우수한 효율을 나타내고 있으며 21세기 석탄 이용시 적용될 환경 규제치를 가장 현실적으로 만족시킬 수 있는 차세대 석탄화력발전 시스템으로 평가받고 있다. 고청정 환경성의 측면에서 석탄가스화 복합발전설비는 기존의 유연탄 화력발전 방식에 비해서 SOx, NOx 및 분진 등의 배출량을 크게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 재(ash)를 분진형태가 아닌 용융된 후 엉긴 슬랙형태로 수거하므로 환경적으로 안전하며, 슬랙과 탈황공정에서 만들어지는 황원소를 회수하여 경제성 있는 부산물로 활용할 수 있다는 장점이 있다.(중략)
석탄을 이용한 차세대 발전 시스템으로 석탄가스화 복합발전(IGCC, Integrated Gasification Combined Cycle)이 하나의 대안으로 제시되고 있다. 기존 석탄화력 발전소의 발전 효율인 36-38%보다 적어도 2-6% 우수한 효율을 나타내고 있으며 21세기 석탄 이용시 적용될 환경 규제치를 가장 현실적으로 만족시킬 수 있는 차세대 석탄화력발전 시스템으로 평가받고 있다. (중략)
석탄화력 발전은 기저발전원으로서 전력을 안정적으로 공급하는 역할을 해왔으나 전력을 생산하여 공급하는 과정에서 다양한 사회적 비용을 발생시킨다. 기후변화에 대응하기 위하여 석탄화력 발전의 비중을 낮추고 저탄소 발전원의 비중을 늘릴 필요가 있다. 이에 본 연구는 대표적인 재생에너지인 수력발전으로 석탄화력 발전의 전력생산을 대체하는 것에 대한 국민들의 지불의사액을 추정해 보고자 한다. 이를 위하여 비시장 재화를 대표하는 기법인 조건부 가치측정법을 적용하였으며, 영의 지불의사액(willingness to pay, WTP)을 명시적으로 다루기 위하여 스파이크 모형을 적용하였다. 분석결과, 석탄화력 발전으로 공급받는 전기를 수력 발전으로 대체하기 위한 국민들의 추가적 WTP 평균값은 1kWh당 약 54원으로 추정되었다. 이러한 연구결과는 발전원의 환경적 가치를 활용하는 연구 및 발전원 구성에 있어 중요한 참고자료로 활용될 수 있다.
석탄가스화 복합발전(IGCC; Integrated Gasification Combined Cycle) 은 석탄을 연료로 사용하면서 NOx, SOx 등 오염물 발생량이 적고 가스터빈을 채용한 복합발전 방식으로 효율이 높은 청정에너지 발전방식이다. 특히 우리나라와 같이 전력생산 분야에서 석탄화력의 비중이 높은('99년 6월 현재 27.8%(한전통계자료)) 우리나라에서 급격히 강화되는 석탄화력발전소에 대한 오염물 배출량 제한에 대처하기 위해 기존 석탄화력의 대안으로써 석탄가스화 복합발전이 부각되고 있다. 본 연구에서 국내에 IGCC 상용설비 도입에 대비하여 참조플랜트로서 Texaco 가스화공정을 채용한 2 case의 IGCC 시스템 연구를 수행하였다.(중략)
가상적인 1,000MWe의 석탄화력발전과 원자력 발전소로부터 배출되는 방사성물질에 의한 피폭 영향을 상호 비교 연구하였다. 본 논문에서는 정상가동중에 배출되는 기체상 방사성물질에 국한하였으며 석탄화력발전소에 대한 방사선원은 국내자료가 부족하여 외국자료에 근거했고, 원자력발전소에 대해서는 표준발전소에 대해 계산된 방사선원을 사용하였다. 고리 기상탑의 1년 기상자료를 이용하여 Gaussian모델에 의해 방사성물질의 대기확산을 평가했으며, 개인 피폭선량은 대기확산인자가 최대인 지점의 성인에 대해 계산하였다. 방사선피폭선량은 석탄화력발전소보다 원자력발전소의 경우가 약간 컸으며 석탄화력의 경우는 원자력발전소와 달리 피폭선량의 73.5%가 오염된 엽채류의 섭취에 따른 것이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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