후쿠시마 원전사고 이후 원전의 위험성이 부각되면서 석탄이 다시 주요 발전원으로 각광받고 있다.
우리 정부도 연초 발표한 2차 에너지기본계획을 통해 원전 비중을 이전 41%에서 29%로 낮추는 에너지정책을 들고 나왔다. 여기에는 온실가스 감축에 초점을 맞춘 초초임계압(USC; Ultra Super Critical) 발전기술 적용이 포함돼 있다.
물이 바로 증기로 변하는 압력인 임계압(225.65kg/cm2, 374℃) 이상의 증기를 사용하는 발전소를 초임계압발전소라하고, 기존 초임계압보다 더욱 높아진 증기압력(246kg/cm2) 이상이면서 증기온도가 593℃ 이상인 발전소를 초초임계압발전소라 한다.
통상적으로 증기압력과 온도가 높을수록 발전효율이 높아지고 연료소비를 줄일 수 있기 때문에 이러한 조건을 충족하는 USC 발전방식이 향후 유연탄발전소 건설의 중심이 될 것으로 전망된다. 발전업계에 따르면 현재 42% 수준인 발전효율을 44%까지 끌어올릴 수 있다고 하니 주목할 만한 기술임에는 틀림없다.
특히 연료소비를 줄이는 만큼 이산화탄소 배출량을 감소시키는 효과가 있어 친환경발전소로서의 입지 또한 커질 것으로 기대된다.
최근 세계 에너지정책은 3E(Energy·Economy·Environment) 기조에 따라 대용량, 고효율, 저비용, 친환경 발전방식을 요구하고 있다. 그동안 국내 석탄화력발전소 가운데 최대 용량은 800MW급인 남동발전의 영흥화력발전소가 유일하며 나머지는 500MW급에 불과했다. 하지만 USC 발전기술을 적용한 신형발전소는 기존 석탄화력발전소의 2배에 달하는 1,000MW급에 달한다.
현재 국내에서 건설되고 있는 1,000MW급 석탄화력발전소는 동서발전의 당진화력 9·10호기, 중부발전 신보령화력 1·2호기, 서부발전 태안화력 9·10호기, 남부발전 삼척그린파워 등이다. 여기에 6차 전력수급기본계획에 반영된 석탁화력발전소 가운데 10곳 이상이 초초임계압발전소로 건설될 예정이어서 USC 발전방식은 국내에서도 점차 확대되고 있는 추세다. 그만큼 이와 관련된 기술개발에 정부는 물론 기업들의 관심이 필요한 시점이다. 현재 이 분야 시장은 유럽, 미국, 일본 등의 일부 선진기업들이 독점하고 있는 상황이다.
다행인 것은 국내 기업인 두산중공업에서 2002년부터 초초임계압발전소 주기기 설계제작 기술개발에 뛰어들어 현재 신보령1·2호기를 대상으로 실증사업을 수행하며, 향후 해외 초초임계압발전소 시장 진출의 교두보 마련에 힘을 쏟고 있다는 점이다. USC 발전방식은 향후 환경규제 강화와 연료비 증가로 인해 이산화탄소 저감 및 경제성 측면에서 전 세계 유연탄발전소 시장의 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 실제 세계 발전사업자들은 유연탄 발전 사업을 줄이기보다 친환경·고효율 방식의 석탄화력발전소 개발에 총력을 기울이고 있다.
우리도 머지않아 도래할 친환경·고효율 석탄화력발전 시대에 대비해 기술개발과 협업체계 구축에 전력계 모두가 힘을 모아야 할 것이다. 특히 설비용량이 커지는 만큼 발전소 운영이나 계통연계 상에 안전문제가 없는지 철저한 분석이 뒤따라야 할 것으로 본다
