석탄재ㆍ석회석ㆍ폐수ㆍ냉각수 90%이상 재활용 눈길, 비산먼지등 환경저해요소 배출허용 기준치 1/3 수준 신재생 에너지시설 갖춰 친환경 전력 수출기업 우뚝

[시민일보] 한국남동발전(주)(사장 장도수) 영흥화력본부는 석탄 화력 발전소에서 필히 배출되는 산업 부산물인 석탄재 등을 재활용해 연간 매출액 약 52억의 부가 수익을 거두고 있다.

영흥화력본부(본부장 백남호)는 총 시설용량 3,340MW급으로 수도권 전체 전력 사용량의 약 20%를 담당하고 있는 국내 최대 규모의 석탄 화력발전소다.

이렇다보니 현재 하루 유연탄(석탄) 사용량만 2만8,000톤이고 20톤 덤프트럭으로 계산하면 하루 약 1,400대 분량이 연소되고 있는 셈이다.

여기다 석탄 연소 후 나오는 황산화물을 약 97% 제거해내고 있는 ‘배연탈황설비’의 촉매제로 ‘석회석’을 쓰고 있는데, 하루 약 400톤 가량을 소모한다.

또한 보일러를 596℃까지 승온해 발생하는 고온 고압의 수증기로 터빈을 돌려 전력을 생산하는데 이때, 더워진 터빈을 식히기 위해 바닷물을 냉각수 로 사용하기도 한다.

한마디로 석탄과 석회석, 바닷물을 소비해 다량의 폐기물을 양산하는 발전소로 오해할 수 있는 부분이다.

하지만 영흥화력본부는 현재, 세계적인 최첨단 친환경 발전소로 인정을 받고 있다.

이러한 영흥화력본부에서, 전력 생산 과정에서 발생하는 엄청난 부산물들을 단순히 그대로 배출하거나 폐기 또는 매립을 해왔다면 오늘날 세계적인 수준의 최첨단 친환경 발전소로 자리매김 하기는 힘들었을 것이다.

현재, 영흥화력본부는 석탄재와 석회석, 그리고 폐수 및 냉각수를 거의 90% 이상 전량 재활용 하고 있다.

따라서 <시민일보>는 영흥화력본부가 어떤 방법으로 재활용해서 어떤 성과를 거두고 있는지 살펴본다.

◆석탄재를 ‘시멘트’와 ‘인공경량골재’로

화력발전소에서 석탄을 연소시키면 당연히 석탄재가 나온다.

석탄은 보통 85%가 연소되고 15% 정도가 석탄재로 남게 되는데 그 15%의 석탄재 중에서도 9할은 비회(Fly Ash)로, 1할은 무겁고 가라앉는 저회(Bottom Ash)로 구분된다.

여기서 비회(Fly Ash)는 2009년도 기준으로 연간 약 85만톤이 발생하는데 그중에서도 평균 50만 8천톤이 시멘트 원료로 재활용 되고 이 분량이 곧바로 시멘트와 레미콘 회사로 판매된다. 비회를 재활용 하면서 거두어 들이는 연간 매출액이 약 31억 8천만원이다.

이와 함께 저회(Bottom Ash)는 연간 15만톤 정도가 발생하는데 지금까지는 대부분 석탄재 매립지인 ‘회 처리장’에 묻어왔다.

회 처리장은 약 25년(현재 약 20% 매립완료)정도의 매립 과정을 거쳐 생기는 부지에다 공원을 조성하는 형태로 재활용하는 것이 당초 목표 였으나 이제는 상황이 달라졌다. 저회를 활용해 인공경량골재를 만들어내는 기술과 설비가 가능해졌기 때문이다.

영흥화력본부는 지난 4월 6일, 공사비 약 166억원 규모의 ‘인공경량골재’ 생산 실증 설비 단지 건설을 위한 착공식을 가졌다.

규모로만 따져도 영흥화력본부 구내 매립 유휴부지 약 7,000평에 연간 최대 20만㎥의 생산량을 보유할 수 있는 세계 최초이자 최대 설비용량이 될 전망이다.

인공경량골재는 저회(Bottom Ash)와 준설 공사시 발생하는 준설토 등의 산업 부산물을 효과적으로 자원화하여 경량콘크리트와 보도블럭, 방음재, 단열재 등과 같은 각종 건축자재에 재활용 되어지는 순수한 쎄라믹스 소재다.
경량특성, 단열성, 흡음성, 내열성, 가공성 등을 골고루 갖추고 있어 고부가 가치의 경제성을 가지고 있다.

영흥화력본부는 그동안 저회(Bottom Ash)가 대부분 회 처리장에 투기 매립
되면서 발생하는 환경문제와 대규모 회 처리장의 신·증축비용 증가 문제 등으로 해결 방안을 확립하기 위해 고심하던 중이었다.
이 설비가 완공되면 매년 석탄재 매립 처리비용 22억원을 절감할 뿐만 아니라 이 기술을 우리나라 전체 석탄화력 발전소로 확대 적용시, 연간 500억원 규모의 비용 절감과 연간 240억원의 수입 대체 효과가 기대되고 있다.

탈황을 위한 촉매제인 석회석에서 약 1.72배의 석고를 얻다.

영흥화력본부가 세계적인 최첨단 친환경발전소로 인정받게 된 것은 석탄화력 발전소의 3대 환경저해 요소인 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 비산 먼지를 법적 배출 허용 기준치보다 약 1/3 수준으로 운영할 수 있는 세계 최첨단 수준의 환경설비인 배연탈황, 배연탈질, 전기집진기가 있기 때문이다.

이는 발전소 총 건설비의 25%에 해당하는 약 8,100억원을 투자하고 발전소 운영 원가의 약 3%를 환경설비 운영에 할애하는 영흥화력본부의 친환경 의지에 대한 척도이기도 하다.

이러한 환경설비 중에서도 특히, ‘배연탈황설비’는 황산화물을 거르는 촉매제로 ‘석회석’을 쓰고 있는데 현재 연간 약 15만톤, 하루 약 400톤 정도를 국내 강원 일대에서 묵호항을 통해 전량 반입해오고 있다.

이 석회석은 탈황과정에서 황산화물질과 반응하여 황산을 걸러냄과 동시에 고순도의 석고로 탈바꿈한다.

연간 약 15만톤의 석회석이 약 1.72배인 약 24만톤 이상의 고순도 ‘탈황 석고’로 전량 재활용 되면서 각종 석고보드 등 건축자재 업계에 판매되어 연간 매출액만 약 21억원 이상의 수익을 올리고 있다.

말 그대로 일석삼조의 재활용 시스템이라 볼 수 있다.

◆폐수처리설비를 통해 생활·공업용수 전량 재활용,

영흥화력본부는 방류수를 전혀 외부로 배출하지 않고 발전소 안에서 재순환하거나 재활용할 수 있는 무방류 시스템의 폐수처리 설비를 통해 내부에서 사용한 방류수를 생활용수, 공업용수로 전량 재활용하고 있다.

또한 전력 생산과정에서 더워진 가스 터빈을 식히고 바다로 내보내는 냉각수를 배출 라인의 낙차를 이용해 전력을 생산하는 소수력 발전에도 재활용하고 있다.

지난 2007년 11월에 완공한 3㎿급의 영흥화력본부 소수력발전은 흘러나오는 물로 터빈을 돌려 전력을 생산한다는 점에서 수력발전과 그 방식이 동일 하지만 단지 규모가 작다는 의미에서 작을 ‘소(小)’자가 앞에 붙었다.

터빈을 식히고 바다로 배출되는 냉각수를 활용해 바다로 흘러나가기 전 다시 한번 전력을 재생산 하는 방식이다.

영흥도는 조수 간만의 차가 큰 서해안에 자리 잡고 있어 바닷물이 빠지는 간조 시에는 발전량이 급증한다. 향후 영흥화력본부는 5MW급의 소수력 발전을 추가로 건설할 계획도 세우고 있다.

뿐만 아니라 영흥화력본부는 고온 고압의 터빈을 식히고 바다로 내보내는 냉각수로 ‘어패류 양식장’ 운영에도 재활용하고 있다.

어패류 양식장에서는 전복, 민어, 점농어, 조피볼락 등의 고품종 치어·치패 들을 평균 약 100만미 가량 키우고 있는데, 연간 2~3회 정도 인근 해역에 무상 방류해 수자원 확장을 통한 지역 어업 종사자들의 소득증대와 생계 개선에 적극 보탬이 되고 있다.

참고로 지난해 10월경에는 인천시 시의원 및 해양수산과장 등 여러 관계 기관 단체장들이 참석한 가운데 이 양식장에서 생산된 전복 치패 6만패를 영흥도 인근 해역인 자월도 앞바다에 방류하는 행사를 가지기도 했다.

여기서 방류된 치어·치패들은 인근 해역에서 평균 3년 정도 자라면 지역 어업 종사자들에게 수자원으로 수확된다.


◆석탄화력발전소에서 복합에너지발전소로 거듭나

영흥화력본부는 화력발전소임에도 불구하고 화력발전과 경쟁관계에 있다고 할 수 있는 신재생에너지 개발에도 적극적으로 투자를 지속해 왔다. 지난 2007년 11월에는 3㎿급 소수력발전소를 완공했고, 2006년에는 단일용량으로 국내 최대 규모인 1MW급 태양광발전 단지를 완공하고 본격적인 상업운전에 들어갔다.

발전소 북쪽 산중턱 구릉에는 태양광 모듈 5,457장으로 이루어진 태양광 발전소가 빛을 번쩍이며 전기를 생산하고 있다. 전자동 무인 운전 방식을 적용해 따로 발전소 운용 인력이 필요 없는 것도 또 하나의 장점이다. 자연 친화적인 설계로 산림훼손도 최소화했다고 한다.

그리고 올해 2010년 1월, 영흥화력본부 신노루 지역내에 국내 최초의 순수 국산 기술력으로 건설하는 국산 풍력발전 단지 실증 설비 착공에 들어갔다.

2011년 5월 준공을 목표로 총 건설비용 443억원의 사업비가 투입되는 2.5MW급 순수 국산 풍력 발전기 8기(총 시설용량 20MW)를 완공하기 위해 현재 공정을 서두르고 있다.

여기서 2.5MW 출력의 크기를 알기 쉽게 설명하자면, 가정에서 흔히 쓰는 20W짜리 작은 형광등을 125,000개 켜는 용량이라고 볼 수 있다.

영흥화력본부 관계자는 완공 이후 1년 동안 실증 운영을 하면서 축적되는 자료를 토대로 해외 전력 수출 시장에 교두보를 확보하는 것이 최종 목표라고 밝혔다.

영흥화력본부는 이번 국내 최초의 순수 국산 기술력으로 건설하는 풍력발전 상용화 단지가 실증 과정을 무난히 거쳐 해외시장 개척에 성공하게 되면 이 것을 계기로 오는 2020년에는 우리나라가 전 세계 풍력발전 생산량의 16.2%
를 점유해 수출액만 103억 2천만달러를 올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.

더불어 향후 국내 최초의 순수 국산 풍력발전 단지를 견학하기 위한 외지인의 방문 증가와 그에 따른 관광산업의 발전, 청정에너지 생산 기지로서의 지역 이미지 개선 등 지역의 성장·발전에도 상당한 기여를 할 것으로 예상된다.

영흥화력본부는 향후 5MW 용량의 소수력발전 시설을 추가로 증설할 계획도 갖고 있어 5,080MW급(2014년 5, 6호기 완공기준) 국내 최대 화력발전소로서의 입지뿐만 아니라 태양력, 풍력, 소수력 등의 신재생에너지 시설을 골고루 활용한 친환경 전력 수출 기업으로서도 주목받을 전망이다.

영흥화력본부의 관계자는 “정부의 신재생에너지 육성 방침에 따라 지난 2008년 0.1%에 불과했던 영흥화력 신재생에너지 발전 비율을 오는 2020년도에는 12%까지 끌어 올려 명실공히 ‘종합 친환경 에너지 발전소’로서 거듭날 계획”이라고 포부를 밝혔다.

문찬식 기자mcs@siminilbo.co.kr

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