<르포> '동장군'도 꼼짝 못하는 열병합시대 열린다

경기도 파주시에 위치한 한국지역난방공사 열병합발전소

아주경제(파주) 신희강 기자= 최근 잇따른 원전고장과 더불어 올 겨울 유례없는 한파로 동절기 전력수급에 비상이 걸린 가운데 한국지역난방공사(사장 정승일)가 열병합발전이라는 '희망의 빛'을 들고 나섰다. 전기와 열을 동시에 생산하는 열병합발전설비를 통해 올 겨울 ‘한파’와 ‘전력대란’ 두 마리의 토끼를 잡기 위한 막강한 의지를 드러내고 있는 것이다.

지난 23일 경기도 파주시 청석로 380 한국지역난방공사 파주지사. 높이 80m의 친환경적인 위용을 뽐내며 서있는 건물 앞에 많은 군중들이 웅성거리고 있다. 바로 동절기 안정적 전력수급에 기여하게 될 515MW급의 중대형 열병합발전소 준공식이 열리고 있던 것.

교하지구내에 위치한 파주 열병합발전소는 1만9000여평의 부지에 발전시설 515MW와 난방시설 403.7Gcal/h의 용량으로 총 공사비 약 6010억원에 4년1개월의 공사기간을 거쳐 완공됐다. 파주 열병합발전소는 증기 또는 가스 터빈으로 발전기를 돌려 전기를 생산하면서 그 과정에서 발생하는 열을 모아 난방과 냉방에 이용하는 방식으로 전력과 열을 동시에 발생시켜 공동주택·빌딩·상가 등 다수 사용자에게 집단에너지를 공급하는 시설이다.

이곳에서 생산된 전기는 약 20만세대에 공급할 수 있는 용량으로 경기북부권 일대 공급이 가능하고, 열은 파주 교하 및 운정지구 약 8만4000세대에 공급할 수 있다. 동절기 전력수급에 적신호가 켜진 가운데 수도권 북부권역 연계 배관망 형성을 통해 안정적인 지역난방 전력공급 및 열 공급의 여건을 갖추게 된 셈이다.

파주 열병합발전소의 가장 큰 특징은 열과 전기를 동시에 생산해 에너지효율이 매우 높다는 점이다. 연료 연소로 생산된 증기를 전력 생산에 먼저 사용해 배열이나 잉여열을 열에너지로 다시 사용하는 방식이다. 즉, 설계 단계부터 냉각탑으로 버려지는 냉각폐열을 활용하는 열생산시스템을 재활용해 난방 등에 사용하므로 에너지효율을 극대화 하는 셈이다.

실제로 열병합 발전소의 에너지효율은 80.7%로 일반 발전소 에너지효율 49.9%에 비해 두배에 가까운 높은 효율을 보여주고 있다. 여기에 LNG 압력을 33㎏/㎠로 높이는 등 가스공급계통 최적화를 통해서 연간 1935TOE(석유환산톤)의 에너지를 절감하고 있다.

또한 파주 열병합발전소는 에너지 재활용 측면에서도 용이하게 설계됐다. 가스터빈동에 위치한 가스터빈 배열회수시스템은 굴뚝을 통해서 배출되는 증기를 재활용하는 시설이다. 이곳에 설치된 배출가스 열회수설비는 밖으로 나가는 열을 다시 잡아둠으로써 발전소 효율을 7%가까이 끌어 올릴 수 있다.

물이 수증기로 증발하는 과정에서 주변의 열을 흡수하는 원리로 작동되는 제습식 냉방기도 눈에 띈다. 제습식 냉방기를 통해 열병합발전소에서 생산되는 100℃에 가까운 난방수로 물을 증발시켜 저온의 냉방수를 얻는 것이다. 지역난방공사 관계자는 “지역냉방 흡수식 냉동기 1RT(0℃의 물 1톤을 24시간 동안에 0℃의 얼음으로 만드는 규모)를 보급할 경우 1172㎾의 전력피크 부하를 줄일 수 있다”며 “내년까지 공동주택 5만677호와 고양·삼송 지역에 지역냉방이 보급되면 전력피크부하 감소효과는 더욱 높아질 것"이라고 설명했다.

아울러 축열조를 통해 매일 정상작동 여부를 점검하는 파주 열병합발전소의 경우 안전성이 뛰어나다. 축열조 2만5000㎥ 2기의 방열을 통한 열공급과 수요의 균형 유지, 열배관의 온도변화에 따른 체적 변화 흡수 증발(Evaporation)방지, 순환수펌프의 수두압 유지, 설비고장시 비상열원 기능 등 매일 정상작동 여부를 철저히 점검한다. 여기에 GIS(지리정보시스템)를 도입해 사고예방에 나서고 열배관시설의 순찰을 강화해 가고 있다. 실제 파주 열병합발전소의 경우 유지보수 기간을 빼놓고 연중 가동, 가동률이 99%에 이를 정도로 안정적이다.

정승일 지역난방공사 사장은 “올 겨울은 한파와 더불어 폭발적인 전력수요로 심각한 전력난에 직면에 있다”며 “열병합발전소같은 미래 신성장 동력을 지속적으로 확보하고 개발해 에너지 절감에 앞장서 나가겠다”고 강조했다.

한편, 공사는 지난해 기준 전국 총 주택의 약 14%인 201만호에 열병합발전소를 이용한 열과 전기를 공급했으며, 이들에 전기와 열을 동시에 공급함으로써 절약한 에너지는 20만7000TOE, 금액으로 환산하면 1746억원에 달한다. 공사는 지역난방 공급 규모를 2013년까지 총 주택의 16.3%인 254만호까지 확대할 계획이다.