박희천 인하대학교 경제학부 교수

현재 수도권 지역난방 시스템보다 나은 점 없어
지역난방 유지시키는 규제정책 폐기가 바람직

■개별난방보다 효율적·경제적? ‘NO’

‘수도권 Green Heat 프로젝트’의 핵심은 인천 지역 4개 복합발전소를 열병합발전화하여 수도권에 1137만Gcal(110만 가구분)의 지역난방을 공급하겠다는 것이다. 이 프로젝트에 대한 구상의 배경에는 지역난방이 다른 난방방식보다 효율적이고 경제적이라는 믿음이 자리 잡고 있다.

우선 전력과 열을 같이 생산할 수 있는 방식이 각각 따로 생산하는 것보다 나은가라는 문제다. 전력과 열에 대한 수요는 특히 가정용에서 동시에 같은 양만큼씩 발생하지 않기 때문에 열병합발전(CHP)은 각각 따로 생산하는 방식에 비해 공급유연성이 떨어진다. 특히 동절기 야간의 경우 전력수요가 많지 않아도 열생산을 위해 열병합발전소를 가동하여야 한다.

뿐만 아니라 열병합발전의 경제성은 전력 및 열요금의 수준에 따라 결정된다. 얼마 전까지 전력의 예비율이 낮아 LNG 발전의 SMP 가격이 높았을 때에는 열요금이 다소 낮아도 열병합발전의 경제성이 확보되었으나 향후 기저부하인 원자력 및 석탄발전량이 증가하면 SMP 가격의 하락은 물론이고 가동률까지 낮아져 열병합발전은 경제성을 상실하게 된다. 내년부터는 신규 복합발전소들까지 수익성이 악화될 것으로 우려되고 있다.

인천의 노후화한 복합발전소들이 열병합발전화를 추진하는 이유는 향후 전력예비율이 높아져 전력시장에서 복합발전소 간의 경쟁이 심화될 때 열추종을 빌미로 급전의 우선권을 가질 수 있기 때문일 것이다. 이럴 경우 보다 효율이 높은 신규 복합발전소들의 가동률이 떨어지기 때문에 국가적으로 손해일 수밖에 없다.

또한 1990년대 상반기와 후반기에 건설된 인천의 복합발전소들을 열병합화하여 향후 30년 이상 열을 생산하기 위해 가동한다는 것은 에너지 효율성이나 경제성에 비추어 볼 때 낭비적이라고 판단할 수밖에 없다.

지역난방은 열을 생산할 수 있는 지역의 근처에서 공급하여야지 인천에서 멀리 떨어진 서울까지 열을 공급한다는 것은 바람직하지 않고 열수송 거리가 길수록 배관손실과 함께 공급비용이 증가할 수밖에 없게 된다.

지역난방의 에너지효율은 CHP 및 열전용보일러(HOB) 효율, CHP의 열 생산비율과 배관손실에 의하여 결정된다. 예를 들어 CHP의 35%의 전력효율과 40%의 열 생산효율을 합한 75%의 종합효율은 전력효율로 환산하면 35%와 8%(40%×0.2)를 합한 43%가 된다. 고급에너지인 전력 1단위는 120℃의 열 약 5단위와 같기 때문이다. CHP의 종합효율과 복합가스발전의 전력효율 간의 단순비교는 무의미하고 전력효율로 환산한 효율로만 비교하여야 한다.

또한 지역난방의 경우 계절적 열수요의 큰 편차로 인하여 겨울철 수요에 맞게 CHP의 열 생산용량을 설계할 수 없다. CHP는 연중 열 최대수요의 일정 부분까지만 담당하고 주로 추운 겨울에는 HOB도 함께 가동하여 열 수요를 충족시키게 된다.

CHP의 열 생산효율은 HOB보다 월등히 높다. 뿐만 아니라 대량의 열을 생산하는 HOB의 효율이 85℃정도인데 반하여 각 가정에서 사용하는 콘덴싱 보일러의 효율은 95℃정도이다. 콘덴싱 보일러는 잠열의 상당부문을 회수하여 사용하기 때문이다. 따라서 CHP의 열 생산비율이 높아야 지역난방의 에너지효율이 높아진다. 또한 연간 난방시간을 의미하는 난방도일은 북유럽과 같이 길어야 CHP의 열 생산비율도 높아진다.

배관손실도 지역난방의 효율에 영향을 준다. 주로 온수만 사용하는 여름의 배관손실은 크다. 지역난방은 연간 5% 이상인 1차 배관손실과 10% 이상인 2차 배관손실을 합하여 15% 이상의 배관손실이 발생한다. 오래된 아파트단지의 2차 배관손실은 몇십%의 손실이 발생할 수 있다. 이러한 배관손실은 지역난방 시스템의 일부로 지역난방의 에너지 효율성 및 경제성 평가에 반영되어야 한다.

63.9% 종합효율의 CHP(전력효율: 36.7%; 열 생산효율: 27.2%), 85% 효율의 HOB, 79%의 CHP 열 생산비율과 15%의 배관손실로 구성된 수도권 지역난방과 48.1% 효율의 복합가스발전과 93.5% 효율의 콘덴싱 보일러로 구성된 개별난방을 비교하면 효율 차이가 없는 것으로 조사된다.

따라서 수도권의 그린히트 프로젝트는 현재의 수도권 지역난방 시스템보다 나을게 없기 때문에 개별난방보다 효율적이며 경제적이라고 주장할 수 없다. 뿐만 아니라 이 그린히트 프로젝트는 기존 도시가스 공급지역의 잠식을 전제로 계획되어 있기 때문에 상당 부분 중복투자이며 매몰비용을 발생시켜 국가적으로 막대한 손해를 초래할 수 있다.

■추기열 및 CHP·HOB열 사용해 효율성 떨어져

한국의 지역난방 에너지의 효율성 및 경제성의 여건이나 환경은 겨울이 길고 지역난방의 연료를 다변화한 북유럽에 비하여 뒤떨어지고 있다.

핀란드의 ‘헬싱키 에너지’는 열수요가 많은 겨울에 석탄 CHP를 가동시켜 CHP의 열 생산비율(91%)을 높이고, 값비싸고 효율이 낮은 HOB를 대체시킴으로써 지역난방의 효율성과 함께 경제성을 제고시키고 있다. 독일 베를린의 ‘BTB 전력회사’도 HOB 생산을 최소화하기 위해 겨울에 석탄 CHP를 가동함으로써 95% 수준의 CHP의 열 생산비율을 유지하고 있다.

또한 헬싱키 에너지는 지역난방의 경제성을 향상시키기 위해 값비싼 천연가스 대신 저렴한 석탄이나 소각열 등을 많이 사용하고 있다. 이에 따라 헬싱키 에너지는 열 생산의 49%만 천연가스에 의존하고 나머지로는 석탄(45%), 히트펌프(4%)와 중유(2%)를 사용하고 있다. 핀란드의 지역난방은 전체적으로 26%만 천연가스에 의존한다.

스웨덴 지역난방은 열 생산 중 40% 정도만 CHP에 의존하고 있지만 목재류(55.2%), 소각열(15.2%), 산업부문 잉여열(7.5%) 등 저렴한 열원을 많이 활용하기 때문에 경제성을 지닌다.

석탄 CHP의 이용과 함께 목재류, 소각열 등 저렴한 열을 많이 사용하고 있음에도 불구하고 스칸디나비아 국가들과 독일의 열병합발전과 지역난방은 재생전력 공급 확대에 따른 낮은 전력요금으로 인하여 어려움을 격고 있다.

인천 지역 4개 발전소의 열생산용량 2652 Gcal/h 중 굴뚝으로 나가는 열을 회수하는 DH-Eco 설비의 용량은 전체의 3.8%에 지나지 않는 101.54 Gcal/h 밖에 되지 않고 나머지는 전력생산 대신 지역난방으로 사용되는 추기열이다.

또한 그린히트 프로젝트는 전체 열생산설비의 3.5%에 해당하는 92.1Gcal/h의 설비를 LFG, 슬러지와 고형연료로 가동하려고 계획하고 있다. 이에 따라 CHP 및 HOB 열을 제외한 기타 열의 공급은 전체 열생산의 7.3% 밖에 되지 않기 때문에 지역난방이 경제성을 갖기가 어려워질 것이다.

뿐만 아니라 그린히트 프로젝트는 스칸디나비아 국가와 독일의 지역난방과 달리 석탄 CHP를 사용할 수 없기에 CHP의 열생산 비율을 높여 에너지 효율성을 제고시킬 수도 없게 된다.

현재 위도 상으로 독일보다 아래쪽에 있는 나라 중 한국만큼 지역난방의 비율이 높은 나라는 없다. 이것은 한국의 ‘집단에너지공급지역지정’과 같은 규제정책의 산물이지 지역난방이 효율적이던지 경제성이 있어서가 아니다. 지역난방의 경제성이 있는 핀란드에는 아무런 규제가 없는 반면 핀란드보다 열 요금이 80% 이상 비싸 경제성이 떨어지는 덴마크는 한국과 같은 규제정책으로 지역난방을 유지하고 있다는 사실을 음미할 필요가 있겠다.

■난방시장 규제정책 풀고 민간에 맡겨야

정부가 전력부족을 해결하기 위해 수도권에 열병합발전소를 건설하면서 지역난방을 도입할 당시에는 지역난방이 중앙가스난방이나 개별가스난방에 비하여 에너지효율이 높았다. 그러나 기술발전에 의한 고효율 콘덴싱 보일러의 보급이 확대되면서 지역난방과 개별가스난방 간의 에너지효율 차이는 없어졌다.

김부선 아파트 난방비 사건에서 나타나고 있는 바와 같이 우리 사회는 아직까지 중앙난방 방식인 지역난방의 사용량을 제대로 계량하지도 못하고 있다. 또한 노원구 상계동 등 일부 지역에서 지역난방의 과도한 난방비로 인하여 많은 민원이 제기되고 있다. 뿐만 아니라 현재 대다수의 구역형 집단에너지사업(CES)이 부실하게 된 것도 규제의 산물로서 정부가 왜 난방시장에 개입하여 문제를 일으키는지 의문스러울 따름이다.

정부가 한국지역난방공사와 같은 공기업을 통하여 수도권 그린히트 프로젝트를 수행케 하는 것도 바람직하지 않다. 이제는 난방열 시장에서도 공기업이 역할을 해야 할 시대는 끝났다. 모든 것을 민간 자율에 맡기는 것이 순리일 것이다. 이제는 집단에너지공급지역지정으로 소비자의 선택권을 원천적으로 봉쇄하는 규제정책을 철폐하여야 하겠다.

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