[질의서 - 한국에너지기술연구원]

주제: 청정석탄 기술, 정말 유망한가

□ 현황

▶ 신성장동력에 선정된 ‘무공해 석탄에너지’

○ 9월 22일 대통령이 참석한 ‘신성장동력 보고회’에서 6대 분야 22개의 신성장동력이 발표됨. ‘무공해 석탄에너지’ 분야가 에너지/환경 분야의 6개 신성장동력 중 하나로 선정.

- 이산화탄소를 배출하지 않으면서 석탄을 가스화하여 합성석유 등 원료를 대체하는 것이 핵심

○ 한국에너지기술연구원의 주요 연구과제로 떠오를 전망

▶ 석탄산업 현황

○ 석유에 비해 고른 분포, 더 많은 가채 매장량

- 석유의 가채년수는 41년, 석탄은 164년 (2005년 기준)

- 중동지역에 집중된 석유에 비해 석탄은 전 세계에 분포

○ 재생에너지가 현실적으로 온실가스 감축과 산업경제를 주도할 수 없을 것으로 전망되는 가운데, 원자력과 함께 청정석탄(무공해 석탄) 기술에 대한 기대가 높아짐

- 태양력, 풍력 등 신재생에너지는 비용 및 기술상의 문제로 온실가스 감축에 큰 도움이 되지 않을 것으로 전망

- 이산화탄소 배출 등 환경오염 문제의 해결을 전제로 ‘석탄’은 여전히 세계적으로 유효한 대안.

▶ 청정석탄 기술 현황

○ 석탄 가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle)

- 고온/고압 하에서 석탄을 물과 공기 등과 반응시켜 합성가스(Syngas)로 전환, 정제시켜 이를 연소해 가스터빈을 돌려 전기를 생산.

- 남은 배기가스의 잔열을 이용해 증기를 발생시키고, 이를 이용해 증기터빈을 돌려 다시 한 번 전기를 생산.

- 이론적으로 50%까지 높은 발전 효율 달성이 가능 (기존 방식인 ‘미분탄 화력발전’은 37%~41%의 발전 효율

- 합성가스를 통해 디젤연료, 수소 등도 생산이 가능

- 연소 전 정제과정을 거쳐 황산화물, 질소산화물 등을 대폭 저감

○ 이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Capture & Storage)

- IGCC 가스화한 석탄이 연소되기 전 물리/화학적 방법으로 이산화탄소를 분리, 파이프를 통해 저장소에 가두는 기술

- CCS가 상용화할 경우 발전소 배출 이산화탄소의 90% 이상을 제거해 이론적으로 온실가스 무배출(zero emission)이 가능

□ 문제점

▶ IGCC 발전기술 효율성 의심

○ 2008년 IEA 발표 ‘World Energy Outlook'은 2020년까지 석탄 화력의 발전 효율이 40%선에 머물 것으로 전망

○ 현재 가동중인 250MW급 이상 IGCC 플랜트 6기의 평균 발전효율은 38.4%

- 미국, 일본, 우리나라의 석탄 화력발전 발전효율 38.2% ~ 46%와 유사하거나 더 낮은 수준

- 기존 화력발전소보다 10~25% 비싼 건설비, 20% 비싼 운전 및 유지비

▶ IGCC 발전기술 친환경성 의심

○ 기존 석탄 화력발전소의 연소 후 탈황 및 집진장치로 황산화물과 미세먼지 98% 이상 제거

- 미국의 경우 에너지 발생량 당 질소산화물의 배출량을 측정했을 때 20개 저배출 발전소 중 1~6위까지가 모두 기존 방식의 화력발전소

- IGCC는 11위에 한 곳

▶ CCS 상용화에 오랜 시간 소요

○ ‘석탄 가스화 복합 발전(IGCC)’ 기술은 ‘이산화탄소 포집 및 저장(Carbon Capture & Storage)‘ 기술과 결합했을 때 경쟁력 확보

- CCS 기술 없는 IGCC는 이산화탄소 처리를 위한 별도 장치 필요; 이 경우 기존 석탄 화력발전소에 비해 경제성 저하

○ CCS 기술 상용화에 20년 이상 걸릴 것으로 전망

- IEA는 2007년 IGCC가 가동 후 10년 이내에 CCS와 결합해야 기존 석탄 화력발전소에 비해 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 분석

□ 지적 사항

○ 청정석탄 기술에 가장 적극적이었던 미국이 최근 이 기술 관련 사업과 연구개발을 철회하는 일이 잇따르고 있음.

- 2001년 이후부터 2조 5천억 원 이상을 투자, ‘Future Gen 프로젝트’ 등을 통해 청정석탄 관련사업을 보급해왔으나, 08년부터 돌연 이 부문에 대한 투자를 철회

- 07년부터 08년 8월 말까지 건설 또는 건설예정인 32개의 IGCC 프로젝트 중 16개 취소, 9개 시행유보; 건설비 및 석탄가격 상승, 기술적 불안정성 등이 이유

○ 이러한 상황에서 지식경제부는 08년 2012년 이후 수명이 다하는 기존 화력발전소를 모두 IGCC로 대체할 계획임을 천명.

○ 청정석탄 기술은 적어도 현 단계에서는 상용화가 어려울 것으로 보이며, 핵심 요소인 IGCC의 경제성 제고와, CCS 기술의 추가적 개발을 통한 상용화가 전제되어야 새로운 ‘성장동력’으로 기능할 수 있을 것으로 보임. 에너지기술연구원에서는 청정석탄 관련 기술의 상용화까지 얼마의 시간이 걸릴 것으로 보고 있는지?

○ IEA는 향후 청정석탄 기술의 발전에 매우 비관적인 견해를 내놓고 있어, 우리나라가 이를 신성장동력에 포함시킨 것과는 상반된 입장인데, 이에 대한 연구원 차원의 반박논리가 있는지?

○ ‘성장동력’이라 함은 단기간 내 관련기술의 산업화가 가능해, 이를 통해 우리 경제가 ‘성장’할 수 있는 부문이 선정돼야 한다고 보는데, 위의 제반상황을 검토해 볼 때 청정석탄 기술은 연구개발과 상용화에 오랜 시간이 걸릴 것으로 보여 ‘신성장동력’에 포함시키는 것은 적절하지 않다고 보는데, 이에 대한 의견은?