(2) 주요 생산업체별(leading company) 활동
- 미국의 IGCC 발전설비 사업추진은 1985년부터 시작된 미국 에너지성의 CCT 프로그램(Clean Coal Technology Program)의 시작으로부터 활성화되어 Texaco, Destec, Kellog사등을 중심으로 추진되고 있다. 2000년대 들어 Vision 21 프로그램을 도입하여 상기의 CCT 프로그램과 함께 병행하여 추진되고 있으며, 석탄가스화 복합발전을 포함한 신재생에너지를 환경친화적이고, 경제성이 있으며 효율적인 사용이 가능하도록 하기 위한 기술의 개발에 목표를 두고 추진되고 있다.
- 이중 Texaco사는 석탄 뿐만 아니라 중질잔사유, 액상폐기물, 폐플라스틱 가스화등 광범위한 응용을 위해 시장개척을 활발하게 추진하고 있다.
- 일본은 통산성 산하기관인 NEDO의 주도하에 가스화 기술을 개발하였으며, 1990년 이후에는 IHI, MHI 및 Hitachi 그룹을 중심으로 해외 보유기술의 license 도입과 일본 독자모델 개발 추진의 2개안의 방향으로 추진되었다. 최근에는 석탄뿐 아니라 정유업계에서 생산되는 잔사유를 사용하는 340MW급 IGCC건설사업이 2004년 준공을 목표로 현재 진행 중에 있다.
- 또한 정부지원하에 석탄가스화설비와 연료전지를 연계한 용융탄산염 연료전지(IGFC : Integrated Gasification Fuel Cell) 사업도 활발히 진행중에 있다.
- 일본의 폐기물 가스화에 대해서는 제철소나 중공업 업체를 주축으로 가스화 용융기술이 이루어지고 있는데, NKK, 고베제강, EBRA, FURUKAWA, SUMITOMO 중공업, 가와사키제철(JRC), IHI등을 중심으로 자체고유모델 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
- 유럽국가중 IGCC 발전기술에 대한 실증 및 상업용 플랜트에 대한 건설이 활발히 이루어지고 있는 국가로는 독일, 네덜란드 및 스페인이다.
- 독일의 경우에는 신재생에너지 개발을 위한 여러 가지 개발분야중 청정석탄 연소기술을 중심으로 한 발전 및 연소기술 분야 이외에 가스 및 기력발전소 연구개발 분야에 석탄가스화 기술이 포함되어 진행하고 있다.
- 네덜란드는 국가적으로 석탄화력이 차지하는 비중이 전체 전력생산량의 40%를 담당하고 있어 친환경 석탄발전기술에 대하여 많은 관심을 가지고 전력생산성 주관하에 1994년초에 253 MWnet급 석탄 IGCC 발전설비가 운전중에 있다.
- 스페인은 Thermie program-me으로 Elcogas 주도하에 335MW급 IGCC 설비를 운전중에 있다.
- 국내에서 coal-IGCC 경우 초기투자비(1400$/kWh, 300MW)가 크다는 점때문에 국내의 엔지니어링 및 중공업 업체에서 검토 후 지연되고 있는 사유이나 외국의 굴지회사에서는 꾸준히 국내시장진입을 위해 노력하고 있다.
- 중질잔사유나 폐기물 가스화의 경우에는 수요업체에서 검토하고 있는 요인으로 머지않아 실용화 될 것으로 보인다.
- 특히 폐기물 가스화 장치는 유해물질의 안정적 처리와 폐기물 재활용이라는 관점에서 중소규모로 소각을 대체하는 기술로 부각될 것으로 보여진다.
(3) 주요 수요업체 실태
산업체에서 제품 또는 공정별 가스화 기술을 응용하는 수요업체의 실태를 요약하면 [표 4]와 같다.
(4) 법적, 제도적 지원 및 규제장치 등
최근 석유가격의 상승과 석유, 천연가스의 가채 매장량의 한계(천연가스 및 석유의 가용년한은 앞으로 40~50년)로 선진국은 세계적으로 매장량이 풍부하고 지역적으로 편재되어 있지 않은 석탄(200~400년)을 이용한 석탄청정이용기술(Clean Coal Technology) 개발에 많은 연구개발비를 투입하여 왔다. 반면, 재래식 연소 석탄이용 기술이 안고 있는 문제점은 환경문제를 유발하는 SOX, NOX 및 이산화탄소(CO₂) 배출량이 많다는 것이다.
특히, 이산화탄소는 메탄(CH₄), 아산화질소(N₂O), 프레온가스(CFCs), 육불화항(SF6) 및 대류권의 오존(O3) 등과 같이 지구온난화에 기여하고 있는 대표적인 물질로 알려져 있다.
이에 따라 선진국들은 기후변화협약을 성사시키기 위해서 실천방안을 마련해 왔다.
그 결과 1997년 12월 일본 교토에서의 제 3차 당사국 회의에서 37개 국가들이 독자적으로 또는 공동의 노력을 통해 2008~2012년 사이에 선진국 전체의 배출 총량을 1990년 배출량 대비 5.2% 감축할 의무를 부담하게 되었다.
세계 10위권의 CO2배출국인 우리나라의 경우 기후변화 협약상 개발도상국으로 분류되어 다행히 교토의정서의 2008년부터 시작되는 1차 감축 의무대상국에서는 제외됐지만 2013년부터는 어떤 식으로든 감축의무를 부과 받도록 되어있다.
사용상에 환경문제 등의 많은 제약을 받는 석탄을 보다 효율적으로 사용하기 위한 대안으로 제시된 가스화복합발전기술(IGCC)을 사용하는 경우 기존 발전 방식에 비하여 20%정도의 CO2 저감효과를 기대할 수 있다.
아울러 환원성 분위기에서 생성된 오염물질인 H2S 및 NH3와 같은 형태로 형성하여 연소에서 형성되는 SOx 및 NOx보다 가스정제가 용이하고 시스템을 소형화할 수 있으며, 발생량에 있어 1/10 수준으로 저감할 수 있다.
- 대체에너지는 현재 사용하고 있는 에너지를 대체할 수 있는 에너지를 의미하며, 현재보다는 미래에 사용할 수 있는 에너지를 말한다. 1970년대에는 석탄, 석유등 화석연료를 대체한다는 의미에서 사용되었으나, 1980년 이후 천연가스, 원자력등의 사용이 증가되고, 환경오염의 문제가 심각해짐에 따라 청정에너지(Clean Energy)로서의 대체(New Energy)를 의미하게 되었다.
- 대체에너지개발 및 이용보급 촉진법에 따라 분류되는 대체에너지는 석유, 석탄, 원자력, 천연가스가 아닌 에너지로서 태양열, 태양광, 바이오 풍력, 소수력, 연료전지, 석탄액화, 가스화, 해양에너지, 폐기물에너지, 미활용에너지등을 말하며 이는 자연에너지, 신에너지 그리고 재활용에너지를 포함하는 것을 의미한다.
- 대체에너지개발 및 이용·보급촉진법 제 2조 2항에서 중질잔사유라 함은 원유를 정제하고 남은 최종 잔재물로서, 감압증류시 나오는 감압잔사유 및 아스팔트와 열분해공정에서 나오는 코크·타르·피치 등으로 정의하며, 제 2조 1항에서 중잔유를 가스화한 에너지를 대체에너지에 포함하도록 정의하고 있다.
- 대체에너지가 우리나라에서 차지하고 있는 공급비중은 '98년 말 현재 총에너지 사용량의 1.03% (1,715천TOE)로서 전년대비 약 21%가 증가했으나 아직도 선진국들에 비해 공급 비중이 낮은 편이다. 이는 대체에너지 기술개발에 대한 투자규모가 미약한 것으로 요약될 수 있는 것으로서 미국은 우리나라보다 74배, 일본은 27배, 영국은 9배를 투자하고 있다.
- 2002년 3월 대체에너지 보급 및 이용촉진법을 개정하여 2003년까지 총에너지의 2%를 대체에너지로 대처할 수 있도록 하였으며 이를 위해 대체에너지 정책심의회를 설치하고, 대체에너지 보급센타를 설립 운영하도록 하였다.
- 개정된 대체에너지개발 및 이용·보급촉진법 제 11조 6항에 따르면 산업자원부장관은 대체에너지발전에 의하여 공급되는 전기의 발전원별로 기준가격을 고시하여야 하며 전기의 전력 거래가격이 기준가격보다 낮은 경우에는 당해 전기를 공급한 대체에너지발전사업자에 대하여 그 차액을 전기사업법 제 48조의 규정에 의한 전력산업기반기금에서 우선 지원하도록 하였다.
- 환경 규제의 강화 추세에 따라서 B-C의 사용이 축소되고 LNG 등의 청정 연료로 대체됨에 따라 중잔유의 잉여에 따른 저가 수출과 고가의 LNG 수입 증가로 인한 국제 수지 악화 등의 문제를 안고 있으며, 국내의 B-C 위주의 정유 회사는 적자에 허덕이고 있는 실정이다. 이러한 중질잔사유 수급불균형 및 강화되고 있는 환경규제에 대응하기 위하여 중질잔사유 IGCC는 매우 적절한 해법의 하나로 판단된다.
- 중질잔사유 IGCC는 높은 신뢰성을 지녀 기술적 위험도가 낮아 대규모 투자가 가능성이 있으며, 이태리에서는 4기의 중질잔사유 IGCC가 가동되어 성공적인 상업 운전 중이다. 이태리에서 IGCC의 상업화가 성공했던 이유는 가동 후 8년간 투자비 회수를 위한 전력 요금 Incentive를 보장하는 제도를 도입했기 때문이다.
- 중질잔사유 IGCC 발전원의 기준 가격이 적정 수준으로 고시되고 일정 기간 보장되는 경우 중질잔사유 IGCC의 국내 상업화가 촉진되는 계기가 될 것이며, IGCC 연구회 등을 통한 적정 기준 가격 설정을 위한 프로젝트가 우선적으로 조속히 시행되어야 할 것이다.
- 현재의 정유사의 투자 여력의 고갈 상태와 국내 전력 산업의 낮은 투자 회수율을 감안하면 정유사 단독으로 중잔유 IGCC 사업 추진을 기대하기는 어려운 현실이므로 발전 회사, 정유사, 외국 투자 회사 등이 Joint Venture 형태의 회사를 구성하여 공공 사업의 형태로 추진하도록 유도할 것이다.
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