유럽컨퍼런스 : 전력산업의 신성장동력

전력산업의 탈탄소화 도전에 강력한 신규 사업자들이 무더기로 시장에 뛰어들고 있다고 Vattenfall의 헬마 렌데즈(Helmar Rendez)가 지난 3월 브뤼셀에서 열렸던 서유럽 컨퍼런스에서 말했다.

SCA (펄프 및 제지), Mercedes, Google, IBM, Cisco, ExxonMobil, Enernoc (발전소 보조설비), Gridpoint, BYD (휴대용 배터리), China Petroleum and Chemical Company와 같이 다양한 회사들이 전통적인 엔지니어링기반 전력회사들에 대한 전형적인 경쟁자들이라고 렌데즈는 말했다.

렌데즈에 따르면 부하관리, 저장, 스마트 그리드, 인터넷 프로토콜 구조, 전기 유동성에 대한 혁신적인 사고를 가지고 있는 이 신규 경쟁자들은 유럽의 전력분야로 이동할 수 있는 기술과 재정능력을 갖추고 있다. 미국과 영국에서 에너지관리사업을 벌이고 있는 Enernoc와 스마트그리드 소프트웨어 개발업체인 Gridpoint는 렌데즈에게 깊은 인상을 주었고, 그는 이들을 유럽대륙에서 조속한 시일내에 만나기를 기대하였다. Exxon과 같은 석유회사들은 전통적으로 전력회사에 비해서 높은 수익률을 요구하고 있다고 렌데즈는 말했다. “그러나 그들은 조만간에 전력산업에 뛰어들 겁니다. 특히 2030년까지 전력산업의 연간 성장률이 1차 에너지산업(연간 1.5%)을 훨씬 뛰어넘는 2.3%로 예측되기 때문에 더욱 그렇습니다.”

가스 가교(Bridge)

 

빠른 성장에는 성장통이 따르기 마련이다. 컨퍼런스에서는 2050년까지 탄소중립 규제에 맞춰 살아남기 위해 노후하고 오염물질을 배출하는 발전산업이 직면한 힘겨운 도전들에 초점이 맞춰졌다. 발표자들은 가스화력발전이 신재생에너지발전, 원자력발전, CCS기술(Carbon Capture and Storage)이 적용된 화력발전 등으로 구성된 탈탄소화 시스템으로 가는 핵심 가교역할을 수행할 것이라는 데에 동의하였다.

그러나 Vattenfall의 렌데즈(Rendez)는 석탄뿐만 아니라 기후변화를 유발하는 모든 화석연료에 대중매체의 관심이 쏠려 있다고 지적하였다. 그런 면에서 신규 석탄 발전기가 40년 동안 배출하는 이산화탄소에 비해서 25년의 다소 짧은 기간 동안 더 적은 이산화탄소를 배출하는 CCGT 신규 발전기가 충분한 장점을 가지고 있다고 밝혔다

CCS의 한계수명은 25년이라고 렌데즈는 밝혔다. Vattenfall은 CCS 모의실험 결과 톤당 약 90파운드의 이산화탄소비용을 절감하였고 따라서 2020년에는 톤당 45파운드 그리고 2030년에는 톤당 30파운드까지 비용이 절감될 것으로 예상하고 있다.

 

가스발전과 함께 풍력발전은 지난해 경기침체에 따른 주문량 감소의 우려를 불식하고 희망찬 한 해를 기대하고 있다고 유럽 풍력에너지협회의 크리스티안 키아어(Christian Kjaer)가 말했다. 해상 프로젝트에 필요한 대형 협조융자가 부족한 상태이지만 금융조달은 개선되고 있다. “우리는 2010년에 약 1,000-MW의 해상풍력발전이 건설될 것이라고 확실히 말할 수 있습니다.”

내륙에서는 그렇게 쉽게 건설되기 힘들겠지만 유럽 전체로 보면 8~10 GW의 풍력발전소가 건설되기를 희망한다고 카이어는 말했다. 에너지시장, 송배전망, 접속시스템의 보다 원활한 운영으로 인해 간헐적 사태의 영향은 완화될 것이라고 그는 말했다.

가용성(Availablity)

 

CCGT 사업자인 Advanced Power의 매튜 브렛(Mathew Brett)은 풍력발전과 다른 발전시스템간의 상호작용에 대해서 다음과 같이 자세하게 설명하였다. “가용성은 핵심요소 중 하나입니다. 대형 석탄화력 및 원자력발전소의 가동률은 약 90%입니다. 독일의 경우, 풍력발전의 가동률은 현재 약 19%, 스페인은 약 21%입니다. 내륙 풍력발전의 경우 이 수치는 약 35%입니다.”

피크부하시 풍력발전 가동률은 극명한 대조를 보이고 있다고 그는 말했다. “언제 바람이 불고 언제 풍력발전이 실제로 필요한지에 대해서는 상호연관성이 거의 없습니다. 석탄/가스/원자력발전은 피크시간대에 여전히 매우 높은 가동률을 보이고 있지만 풍력발전은 가동률이 약 6% 정도라는 연구결과들이 나와 있습니다. 즉, 우리가 필요할 때, 바람은 6%만 사용할 수 있습니다.”

계통연계가 가장 적은 아일랜드시장은 풍력발전을 지원하기 위해 얼마나 많은 재래식 백업발전이 필요한지를 보여주는 극단적인 예이다. 브레트에 따르면 “아일랜드의 총 발전용량에서 풍력이 30%를 차지할 때 그 발전용량 중 70% 정도를 백업하기 위해 재래식 발전소가 필요할 것입니다. 그리고 백업비용은 원래 감축이 되었을 CO2 톤당 138파운드 정도로 계산됩니다.”

또한 브레트는 MWh당 약 10파운드정도인 다른 유럽국가들과 비슷하게 최근 몇 개월간 스페인의 전일 도매시장 가격이 매우 낮은 수준이라고 지적했다.

“우리는 스페인에서 [CCGT] 프로젝트를 수주했기 때문에, 어째서 이런 현상이 벌어지고 있는지에 대해 매우 염려스럽습니다. 뛰어난 풍력발전 실적은 분명히 오늘날 스페인의 가격에 영향을 주고 있습니다.” 스페인에서는 어떤 날에는 풍력발전이 그 나라 수요의 0~50%를 담당할 수 있다고 브레트는 강조하였다.

브레트는 현재 영국의 발전소가 원자력/석탄을 기저부하로, CCGT를 중간부하로 설정한 상태에서 시스템수요에 따라 운영되고 있다는 것을 보여주고 있는 Poyrydml 2009의 연구결과를 인용하였다.

“그러나 Poyry의 운영곡선에 따르면 2030년이 되면 모든 재래식 발전소, 특히 CCGT의 가동은 바람에 좌우됩니다. 따라서 이 발전소들은 더 이상 계통 수요를 추종하지 않게 될 것입니다.”

이는 가격에 심대한 영향을 줄 것이라고 브레트는 말했다. “영국이 목표를 달성할 경우, 일부 기간에는 감소할 수도 있겠지만, 2020년에는 MWh당 약 1,200파운드로 가격이 급등할 것입니다. 일정기간 동안 가격급등이 지속되면 2030년에는 MWh당 약 8천 파운드에 도달하게 되며 이 경우 발전소의 휴지 또는 불규칙운전에 대한 대가를 지불해야 합니다. 이러한 수치에는 정비 및 마모 등의 비용증가가 고려되지 않았습니다.”

미국의 경고표시

 

풍력이 유럽에서 막대한 정치적 지지를 받고 있는 반면에, 보다 성숙한 미국 전력시장에서는 정치 및 대중의 반발조짐이 1차적으로 나타나고 있다고 브레트는 지적하였다.

35개의 대형 영국내에너지업체를 대표하는 비영리 기관인 로드아일랜드 에너지위원회는 해상 풍력발전소를 통해 2013년부터 (kWh당 9.2센트의 평균 발전비용에 비해서) kWh당 24.4센트의 가격으로 송배전업자에 전기를 판매할 수 있는 Deepwater Wind(발전사업자)와 National Grid(송배전업자) 간의 협정에 대해서 언급하였다.

“우리는 이 계약에서 너무 비싼 가격이 일자리 창출, 지역공급 증가, 환경보호와 같은 많은 잠재적이고 매력적인 장점들을 무색하게 만들고 있다고 결론지었습니다.” 로드아일랜드 에너지위원회의 존 팔리(John Farley)는 3월 9일 주 공공시설위원회(PUC)에서 이같이 말했다.

“여러 우려되는 사안들 중 일부가 영국으로 전파되어 백업전력 문제와 고비용에 대한 대중 및 정치권의 인식이 확산됨에 따라 사업인허가가 더욱 어려워질지 여부에 관심을 가지고 있습니다.”

 

미래와의 가교

 

브레트는 2020년까지 이산화탄소배출량을 40% 감축하려는 독일의 목표를 주시하였다. “독일은 기존 발전소(주로 석탄화력)의 약 21~23GW 용량을 폐쇄함으로서 그 목표를 손쉽게 달성할 수 있을 겁니다. 그러면 곧바로 자신들의 목표를 달성하게 되는 것이죠.” 격차는 과연 어떻게 극복할까요? 저는 원자력발전소 연수 연장과 신규 원자력발전소 건설금지에 대한 점진적인 해제를 예상하고 있습니다. 그러나 CCS가 도입될 때까지는 가스화력발전소가 이러한 격차를 극복하는 데에 있어서 가장 큰 역할을 수행할 것으로 봅니다.”

브레트에 따르면, Advanced Power는 스페인, 독일, 네덜란드, 벨기에, 헝가리에서의 프로젝트를 포함해서 유럽 내에 약 7GW용량의 CCGT발전소 프로젝트를 진행 중에 있다. 그는 다양한 원천으로부터 충분한 양의 가스가 공급되고 있다는 점을 지적했다. “우리는 가스 공급이 충분하여 수급에 대한 걱정은 줄어들고 있으며, 지금이 가스권 구매에 적기이며, 가스 회사들이 발전용 가스 구입 여부를 요청하고 있다는 점에서 매우 만족하고 있습니다.” 따라서 비용, 시장출시기간, 유연성 면에서 볼 때, 가스화력 용량은 미래와의 가교를 위한 선택이라고 브레트는 말했다. “그러나 CCGT의 경우, 이산화탄소 배출이라는 중대한 결점을 가지고 있으며 따라서 Advanced Power는 바이오매스를 자신들의 기술계통에 적합한 또 다른 기술로 간주하기 시작했습니다.

바이오매스 – 필수적이지만 아직 새로운 존재

이미 바이오매스사업 착수에 성공한 사업자는 MGT Power이다. 이 회사 이사인 크리스 무어(Chris Moore)는 이번 컨퍼런스에서 MGT의 300-MWe Tees 프로젝트는 인허가 완료, 연료공급계약 체결, 송배전선로접속 동의, kW당 약 2천파운드 규모의 EPC계약이 완료되었다고 밝혔다.

MGT는 현재 Tees 발전소에 대하여 6억 유로에 달하는 파이낸싱을 추진 중에 있다. 38%의 순수 열효율을 가지는 발전소는 연간 약 240만톤의 우드칩을 사용하게 될 것이라고 무어는 말했다. 핀란드 알홀멘스(Alholmens)에 있는 유사한 발전소는 90%의 가동부하율을 보이고 있다.

경제적인 관점에서 볼 때, Tees용 우드칩의 원가는 MWh당 60파운드 미만에 불과하다고 무어는 말했다. 수익성의 경우, ‘녹색 이윤(Green Spread, 도매 전기요금과 보조금의 합계에서 연료비를 공제한 이후의 이윤)’이 MWh당 77파운드였다.

“우리의 플랜테이션들은 매우 중요한 경제변수인 에너지작물로 분류되기 때문에 우리는 1.5~2개의 ROC를 얻게 됩니다. 따라서 산술적인 측면에서 300 MWe, 8천시간, MWh당 77파운드의 이윤은 연간 1.85억 파운드 규모의 총 이윤을 창출할 것입니다. 이 프로젝트와 같이 20%의 IRR(내부수익률)을 보이는 신재생에너지 투자 사업은 극히 드뭅니다.”

삼림연계 실종

계통비용이나 간헐상태 문제를 제외하고 해상풍력발전 10 GW에 상당하는 3.3 GW 용량의 바이오매스사업이 영국 내에서 제안되었다고 무어는 밝혔다. 그런데 어째서 이 분야는 금융단계에서 머무르고 있는 것인가?

“영국의 대형 바이오매스사업은 Prenergy의 계획[350-MWe 프로젝트가 현재 매물로 나온 상태임]에 따라 2006년 1월에 시작되었지만 4년이 지난 오늘까지도 자금지원은 전혀 이루어지지 않았습니다. 가장 큰 걸림돌은 관련 정부기관과 리스크를 회피하려고만 하는 전력회사들의 임업에 관한 전문지식의 부족이고, 정부, 대출기관과 신재생에너지거래협회가 심각하게 풍력발전을 편애하고 있다는 것도 문제입니다.” 라고 무어는 밝혔다.

이 모든 것에 상한선을 설정하는 것 자체가 삼림감독기관의 놀라우리만치 바보 같은 결정이었다고 무어는 말했다. “2008년 스코틀랜드 임업위원회는 삼림을 활용한 기후변화 완화조치를 지원하기 위해 국가 삼림자산을 사용하는 옵션에 대해서 컨설팅을 받았습니다. 결론은 명백하지만, 위원회는 풍력발전기로 결론을 내렸습니다.”

경제 및 효율 면에 있어서 그토록 강력한 장점을 가진 프로젝트가 있음에도 불구하고, 어째서 유럽투자은행(예를 들면)이 그 프로젝트에 보다 많은 지원을 하지 않는지에 대해서 무어는 설명하기를 꺼려했다.

“프로젝트 파이낸싱은 신디케이트 조직의 부족과 은행별 지원한도 때문에 시장에서 활용도가 저조합니다. 정부는 그런 사실을 알아야 합니다.”라고 무어는 말했다. “임업펀드(목재투자관리기구 및 부동산투자신탁)는 수십억 달러의 자산을 가지고 있지만 대출에 너무 신중하고 이런 유형의 활동에 자금지원을 할 수 없도록 설계되어 있습니다. EIB는 풍력과 CCGT 등에는 자금지원을 하고 있지만 바이오매스는 아닙니다. 우리는 왜 그런지 이유를 알아야 합니다.”

      

비체계적이고 파이낸싱 기반이 부족해 대규모 바이오매스 프로젝트 경쟁에서 뒤쳐지는 전력회사에게는 반드시 기업가정신이 필요하다고 무어는 강조했다. 또 규제기관, 산업계 및 금융계에서 받아들이기 어려운 리스크들을 완화하면서 전력산업과 임업이 연결되려면 더 많은 펄프와 제지산업 전문가들이 필요하다.

바이오매스에 대한 통념이 사라지다

무어는 바이오매스를 둘러싸고 있는 일부 통념들을 다루기 시작했다. 펄프와 종이산업 모델을 모방하여 영속적으로 삼림을 관리하는 것이 MGT의 대형 바이오매스 전략의 핵심개념이라고 그는 말했다. “우리는 해안가 프로젝트에 대해서만 얘기하고 있습니다. 왜냐하면 해안가 프로젝트가 비싼 배송비용을 절감하면서 경제적, 친환경적인 면에서 내륙중앙에 발전소를 건설하는 것보다 낫기 때문입니다. 대형 바이오매스 프로젝트는 높은 인센티브를 바라지 않으며 CCGT과 경쟁이 가능합니다..”

무어는 이전 산림 지역이 유기되어 있고, 자연적 회복이 진행되고 있는 발틱국가들이 바이오매스 시장의 잠재적인 대규모 산림자원 공급처라고 언급하였다. 이전의 면화와 담배농장이 삼림으로 대체되어 있는 미국 남동부는 또 다른 대형 공급처이다. 반면에 브라질의 모래농장은 곡물이 성장할 수 없는 곳이지만 길고 곧은 뿌리를 가진 나무들이 자라고 있다고 무어는 말했다.

“북반구는 임업이 발달해 있습니다. 현재 매년 얼마나 성장하고 있는지 그리고 기존 삼림에서 벌목되지 않는지를 살펴본다면, 미국에서 연간 약 2억7천만톤 그리고 유럽에서 또 다른 연간 2억톤에 대해 설명할 수 있습니다. 종이재생이나 인터넷 때문입니다. 미국 동부연안에서는 지난 2년간 2천만톤 이상의 생산능력을 갖춘 제지업체들이 경기침체의 여파로 문을 닫았습니다. 이제 광대한 분량의 가용목재가 확보된 것입니다.”

이는 남미의 버려진 땅에서의 목재성장률이 에이커당 년 50톤에 달하는 남반구(북반구의 4배)에서의 잠재력을 보기 전의 일이었다. 남반구는 연간 총 50억톤 이상의 목재사용 잠재력을 가지고 있다.

생산과정에서의 저탄소 특성과 해안가 운송에 대한 저렴한 비용(Tees 프로젝트의 경우 연간 약 2천5백만 파운드나 저렴) 때문에 MGT는 펠렛보다는 우드칩을 선호하고 있다고 무어는 밝혔다. 그는 유럽연합이 바이오매스에 대한 강제적인 유지계획을 수립하지 않은 점에 대해 실망하였고 따라서 최대 80%의 이산화탄소 절감목표 하에 영국이 이를 시행하기를 희망하였다.

무어는 향후 대형 바이오매스모델이 유럽대륙으로 이동할 것으로 예견하였다. “이탈리아나 벨기에 시장은 대형 바이오매스에 대한 진입장벽이 없습니다. 대부분의 다른 시장들은 예를 들면 최대 20 MW 용량에 보조금을 지급하고 있습니다. 수입자재를 사용하는 해안가의 바이오매스사업은 매우 민감하므로 이러한 규정들은 개선이 필요하며 우리는 그것을 원하고 있습니다.”

 

- kpx 전력산업 정보에서 발췌.