특 별 기 고
경우록( 敬友錄)
오 장 수
현 학회 수석부회장 / LG하우시스 대표이사 [email protected]
일본의 소설가 소노 아야코의 책 제목입니다.
우리나라에는 「사람으로부터 편안해 지는 법」으 로 번역되어 있습니다. 법륜스님의 책 「지금 여기 깨 어 있기」와 내용이 일맥상통합니다. 아야코의 일관 된 어조는 “(∼∼)인척 하지 말고 있는 그대로 살자”
입니다. 그 중에서 ‘착한사람, 좋은사람’을 포기하면 자기도 편해지고 남도 편해지고 삶이 편해진다는 것 입니다.
이 분 책에서 인용합니다.
“나는 착하지 않고 매우 약삭 빠른 인간임을 더더 욱 분명히 자각하게 되었다. 그러나 좋은 사람을 포기 한 것은 훨씬 오래 전부터다. 이유는 단순하여 좋은사 람 노릇을 하다 보면 쉬 피곤해짐을 깨달았기 때문이 다. 그에 비해, 나쁜 사람이란 딱지가 붙으면 쉽게 바 뀌지 않기에 안정적이다. 좋은 사람은 그렇지 않은 면 을 조금이라도 보이게 되면 바로 비판 받고 평가가 뒤 바뀌어 눈 밖에 나기 때문에 참 딱한 노릇이다.
내인생의 남은 시간도 이제는 많지 않지만, 아직 쓰고 싶은 이야기는 있다. 그러한 테마를 띄는 작품 들을 정리하다 보니 내용은 온통 인간의 악한 모습 이었다.
좋은 사람 노릇하기에 신물이 났거나, 그만 지쳐 버린 사람들이 이 책을 읽어준다면 더 이상 바랄게 없다.”
살아갈수록, 나이가 들어갈수록, 약한 모습, 올바 르지 않은 모습이라도 자신있게 있는 그대로, 내보 이면서 살고 싶은 욕망이 커집니다. 그러나 이것은 쉬운 일이 아닙니다.
아야코는 저보다는 훨씬 더 진솔하고 정직한 고 수인 것 같습니다. 이 분은 모든 것을 우리의 일반적 인 생각과 많이 다르게 있는 그대로 받아들이며,쓸데 없는 생각과 마음으로 자기의 인생을 허비하고 싶지 않다고 합니다.
스스로 성악설을 취하고 있고, 성악설을 권장합 니다(P 45).
“우리의 체력에 맞는 범위 안에서 일과 놀이와 공 부를 균형 있게 죽을 때까지 계속해야 …(P 79)”라고 아야코는 얘기합니다.
젊어서나 늙어서나 평생을 일과 공부와 놀이는 적절한 Balance를 이루게 열정적으로 열심히 해야 합 니다.
일과 공부는 죽도록 디테일하게 철저히, 처절하 게(Ruthless)해야(Execution)됩니다.
주말과 휴무에는 죽도록 놀아야 됩니다.
이 죽도록 놀때는요, 너무 철저히 디테일을 챙기 면 절대 안됩니다. 대충대충 열정을 가지고 놀아야 합니다.
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이 3가지가 균형을 잘 이루는 사람만이 인생에서 성공합니다.
2015년 설 연휴. 정월 초사흗날(2月21日.土) 아침 9시30분경. 곤지암 스키 리프트를 탔습니다.
기온도 높고, 비도 와서 설질(雪質)은 이미 팥빙수 수준이었습니다. 제가 아들에게 푸념했습니다.
‘최악이다. 다리가 아파 못 타겠다, 스키가 나가야 말이지…’ 아들이 불도저 앞에서 삽질을 했습니다.
“이때는요. 스키 Plate를 너무 꺾지 말고, 슬쩍슬 쩍 뭉친 눈들을 타넘으면서 짧고 길게 Turn 하시면 편해요” 보드를 들고 리프트를 같이 탄 젊은 두친구 중 제옆에 앉은 친구가 자기친구에게 들으란 듯이 또 공자앞에서 문자를 썼습니다.
“비가 그친 것 만도 천만 다행이다, 스키장 Closing 안한 것도 얼마나 좋아?
100% 만족할 수는 없잖아!”
저는 또 배웠습니다. ‘아들이 불도저이고 이 젊은 친구가 공자로구나.’
‘그래 이것은 운동이다. 내가 이 겨울 이 스키 타 는 것으로 일년씩 버티어 내는데 운동이라 생각하고 열심히 타자’
법륜스님의 말씀이 생각났습니다.
“물에 빠지면, 물에 빠진 내 신세를 한탄하지 말 고, 물에 빠진 김에 진주조개를 잡자”
어느 TV드라마 여주인공이 얘기했습니다.
“상처 난 조개가 진주를 만든다.”
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1. 서론
20세기 중반 이후 에너지 분야에서 석탄 사용이 증가하면서 온실가스의 배출량이 크게 증가하였다.
이에 따라 기후변화에 관한 우려도 함께 증가하여 CO2 배출량 감축을 위해 전 세계가 많은 노력을 기 울이고 있다. 최근까지 온실가스의 배출량은 정점에 도달하였지만, 2000년 이후 건설된 수천 GW의 석탄 화력 발전소들을 포함하여 막대한 규모의 석탄 기반 발전시설들은 저비용의 이점으로 인해 향후에도 수 십 년간 운전을 지속할 것으로 예상된다. 석탄은 생 산비용이 낮고 대체자원의 범위가 매우 좁아 ‘기후 변화 감축목표’와 ‘저비용 에너지 활용’ 사이의 갈등 이 증가하고 있다. 탄소 포집 및 저장(CCS, Carbon Capture and Storage) 기술은 온실가스의 배출을 대폭 감소시킬 수 있으면서도 화석연료 기반시설을 지속 적으로 사용할 수 있게 하여 이러한 갈등을 완화시 킬 수 있다.
국제에너지기구(IEA, International Energy Agency) 는 2016년에 기존 석탄화력 기반시설들의 CCS 레트 로핏(retrofit, 기존 발전소 또는 산업시설의 CCS 적 용을 위한 개선작업)에 대한 세부 조건들을 중국의 사례를 중심으로 분석하였다(보고서: Ready for CCS retrofit―The potential for equipping China’s existing
coal fleet with carbon capture and storage, ⓒOECD/
IEA, 2016). 이 연구는 정책 조건과 비용, CO2 저장소 평가 등과 같은 필수적인 지역적 문제를 포함하여 CCS 레트로핏에 영향을 미칠 수 있는 요인에 관하여 다양하고 유익한 정보를 제공한다. 또한, 발전소에 CCS 설비를 설치하기 위한 다양한 기술과 CCS 레트 로핏에 대한 투자 조건까지 다루었다. 본 원고에서 는 우리와 같이 산업화가 적극적으로 진행되고 있는 중국의 다양한 발전소 수준과 경제적 요인들이 반영 된 CCS 레트로핏의 적합성 평가 보고서를 소개함으 로써 국내 발전단지 CCS 레트로핏의 잠재성을 살펴 보는데 유용한 자료를 제공하고자 한다.
2. 중국의 에너지 문제
세계 최대 전기용량의 신재생에너지를 보유하였 으면서도 에너지 생산 분야에서 이산화탄소(CO2)의 최대 배출국인 중국은 2014년 CO2 약 86억 톤을 배출 했으며 그 중 절반이 석탄화력 발전소로부터 배출되 었다. 현재 중국은 세계 석탄화력 발전용량의 거의 50%에 해당하는 약 900 GW를 보유하고 있으며, 추 가로 200 GW 정도가 시공 중에 있다(표 1 참조). 기 존 석탄화력 발전소들이 현재 부하율로 남은 수명 동안 계속 운영이 된다고 가정하면 소규모 호기들이
탄소 포집 및 저장 레트로핏 연구
- 중국의 사례를 중심으로 -
장경룡, 이정현 KEPCO 전력연구원 [email protected]
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조기 폐쇄되더라도 잠재적으로 850억 톤의 CO2를 더 배출하게 된다.
이러한 CO2 대량 배출 오명에도 불구하고, 중국 석탄화력 발전단지의 평균 발전효율은 세계에서 가 장 높은 편에 속한다. 중국의 석탄화력 발전단지 2/3 이상이 2005년 이후에 건설되었기 때문에 평균 발전 효율이 지난 10년간 6% 포인트 증가하며 OECD 국 가들과 동등한 수준이 되었다(그림 1 참조).
유엔기후변화협약(UNFCCC, United Nations Framwark Convention on Climate Change)에 제출 한 ‘국가별 온실가스 감축 기여방안(INDC, Intended Nationally Determined Contribution)’에 따르면 중국은 CO2 배출 정점에 이르는 2030년 이후 본격적으로 온 실가스 감축에 전념하기로 계획하였다. 그러나 지속 적으로 운영되어야 하는 석탄화력 발전소로 인해 온 실가스 감축이 수월하지는 않다. 온실가스를 비롯한 여러 환경오염물질을 줄이기 위한 정책으로 석탄 사 용을 금지하는 대신 저탄소 연료의 사용과 발전소를
업그레이드하는 방안이 산업계의 타격을 최소화하 면서 온실가스 감축 목표도 만족할 수 있는 것으로 평가되고 있다.
3. CCS 레트로핏: 방법과 이유
기존 석탄화력 발전소에 CCS를 도입하는 레트 로핏은 ‘온실가스 감축목표 이행’과 ‘기존 석탄화력 발전소 이용’ 간 갈등을 해결하기 위한 유효한 방법 중 하나이다. CCS 레트로핏된 석탄화력 발전소의 CO2 배출은 복합발전단지에서 배출하는 양의 약 1/4 에 불과하다. 신규 석탄화력 발전소에 최적 조건의 CCS 설비를 설치하기 위하여 유일하게 요구되는 것 은 CO2 포집, 운송, 저장용 설비에 대한 투자비이며, 상대적으로 발전소 자체 개조에 대한 투자비는 매우 적다. 노후화된 발전소의 경우에는 CCS 레트로핏으 로 발전소의 수명을 수십 년 연장시킬 수 있고 동시 에 발전설비 자체의 업그레이드도 가능하다. 두 가 지 이유에서, CCS 레트로핏은 발전소의 생산 출력을
표 1. 2014년 중국의 에너지별 발전용량(출처: IEA statistics)
탄소 포집 및 저장 레트로핏 연구
낮추거나 그 사용을 제한할 필요가 없어 저탄소 발 전소를 신설하는 것보다 오히려 더 경제적인 선택이 될 수 있다. 장기적으로 산업혁명 이전 시기를 기준 으로 세계 평균 표면온도 상승을 2°C 또는 그 이하로 유지하기 위한 IEA 450 시나리오(실현 가능성 50%, 그림 2 참조)에는, 2035년 중국 내 석탄화력 발전용 량의 약 185 GW에 CCS가 도입되어야 한다고 분석하 였다. 또한 이와 같은 규모의 레트로핏은 충분히 실 현 가능할 것으로 평가하였다.
포집된 CO2는 반드시 적합한 CO2 저장소로 운송 하여 영구적으로 지하에 격리되어야 한다. 다양한 운송방법 중에서도 파이프 라인을 통한 CO2 운송이 가장 경제적이며 안정적인 기술이다. CO2 저장은 일 반적으로 약 1 km 또는 그보다 깊은 지하에 있는 격 리 가능한 조건의 지층에 CO2를 주입하는 것을 의미 하며, 주입 후 저장된 CO2의 모니터링 또한 포함한 다. 적합한 CO2 저장소란 다음 기준을 충족하는 곳 이어야 한다.
• 발전소 레트로핏을 통해 남은 수명기간 동안 또 는 규모의 경제를 실현하기 위해 포집될 예상 CO2의 양을 모두 수용할 수 있는 충분한 용량 확
보 가능성
• 예측된 공급률의 CO2 스트림을 수용할 수 있는 충분한 주입도(injectivity) 보유.
• 적용 관할 내 규제당국이 수립한 기간에 걸쳐 주 입된 CO2의 효과적인 격리를 보장하는 밀봉 특성 보유
• 후보 부지의 CO2 스트림 저장은 다른 자원과 환 경 및 인체 건강, 사업 개발자와 소유주 및 운영 자에게 수용할 수 없는 위험을 가하지 않을 것
• 경제적 그리고 운송적 측면에서 실행 가능한 공 급원과 CO2 저장소와의 거리
발전소에 CCS 설비를 추가하는 것은 CO2 포집, 운송 및 저장의 에너지 요건에 따른 효율성 감소로 인한 추가 운영비용을 발생시킨다. CO2 포집, 운송, 저장 중 특히 포집공정은 발전소 운영자들에게는 연 료비용으로 해석되는 추가적인 에너지 요건의 대부 분을 차지한다. 따라서 발전소의 효율성은 운영되는 CO2 포집기술의 종류와 기술 수준에 따라 달라진다.
기존 석탄화력 발전소에 CCS를 도입하는 레트로 핏은 전 세계에서 소수의 프로젝트로만 진행되고 있 어 현재까지 투자와 정책 수립의 경험이 극히 적다.
그림 2. IEA World Energy Outlook (WEO) 2014 보고서.
(NPS = New Policies Scenario, 2014년 중반 현재 도입된 에너지 시장에 영향을 미치는 정책과 조치들을 고려한 새 정책 시나리
오. 450 = 평균 온도상승 2℃ 이내의 국제 목표와 일치하는 에너지 섹터의 온실가스 배출에 따른 정책 하의 시나리오. DDPP = Deep
Decarbonation Pathways Project. CEC = China Electricity Council, 중국은 작은 규모의 발전단지부터 폐쇄하는 정책을 가지고 있는
데, 300 MW급 이하는 2025년까지 모두 폐쇄, 600 MW급 이하는 30년 운전 후 폐쇄, 그 이상은 40년 운전 후 폐쇄할 예정임)
특 별 기 고
아래 세 개의 대표적인 대규모 프로젝트는 기존 석 탄화력 발전단지를 저탄소 전력생산 시설로 레트로 핏하게 되었을 때 그 장단점을 이해하는데 좋은 자 료를 제공한다.
바운더리 댐(Boundary Dam)
바운더리 댐은 캐나다 서스캐쳐원에 위치한 석탄 (ignite)화력 발전소로 2011~2014년의 기간 동안 연소 후 CCS를 도입하는 레트로핏을 진행하였다. 바운더 리 댐은 원래 139 MW급으로 1969년에 건설되어 45 년 후인 2013년에 폐쇄되었으나, 습식아민 CO2 포집 설비와 압축-액화 후 66 km 떨어진 유전에 저장하는 석유회수 증진기술(EOR, Enhanced Oil Recovery)까 지 도입되어 현재 운영되고 있다. 노후된 보일러 교 체와 탈황설비 신설 등의 발전소 업그레이드 작업도 병행되었다. CO2 포집에 필요한 에너지를 모두 제외 한 후 발전용량은 약 120 MW로 감소하였으나, 리퍼 비시(refurbish) 작업으로 수명이 30년 이상 증가하였 다. 캐나다 정부로부터 약 2,700억 원의 보조금을 받 아 건설비로 투자되었고 포집 CO2를 이용한 석유회 수 증진 수익으로 레트로핏 비용과 운영비를 충당하 고 있다.
페트라 노바(Petra Nova)-패리쉬 프로젝트 (Parish Project)
미국 텍사스의 페트라 노바 패리쉬 CO2 포집 프로 젝트가 2017년 초 운전을 목표로 현재 진행 중에 있다.
NRG 에너지사의 610 MW급 패리쉬 석탄화력 발전소 의 배가스 일부를 처리하는 240 MW급 습식아민 CO2 포집설비를 도입하는 레트로핏을 진행 중이다. 포집 된 CO2는 압축되어 130 km의 관로를 통해 1~2 km 깊 이의 웨스트 랜치(West Ranch) 유전에 EOR로 주입될 예정이다. 발전소에서 생산하는 에너지를 사용하는 바운더리 댐과는 달리 패리쉬 프로젝트는 2013년 가 동된 75 MW급 가스화력 열병합발전호기로부터 CO2 포집을 위한 전력과 열을 제공하게 되어 기존 발전소
ROAD-마스플락터(Maasvlakte) CCS 프로젝트 네덜란드의 ROAD (Rotterdam Opslag en Afvang Demonstratie) CCS 레트로핏 프로젝트는 2016년 운영 되기 시작한 신규 1070 MW급 초초임계 석탄화력 발 전소의 배가스 일부를 처리하는 250 MW급 연소 후 CO2 포집설비 설치를 계획하고 있다. 포집 CO2는 북 해의 깊은 저장층에 압축-저장될 예정이며, 일부는 수익 다각화를 위해 인근 온실농장에서 사용될 수도 있다. 이 CCS 프로젝트는 Uniper Benelux (이전 E ON Benelux)와 ENGIE Energie Netherland라는 두 합작회 사와 함께 네덜란드 정부(약 1억 5천만 유로 교부금 제공)와 유럽연합집행위원회(European Commission, 약 1억 8천만 유로 교부금 제공)로부터 자금을 조달 해왔다. 그러나 ROAD 프로젝트는 유럽 탄소배출권 거래제도의 CO2 가격이 2015년까지 1톤당 30유로가 될 것으로 예상되었던 시점에 승인이 된 것으로 사 업비의 1/3은 이로부터 조달될 예정이었으나, 현재 탄소배출권 가격이 실현되지 않은 상황에서 본 프로 젝트의 전망은 그리 밝지 않다.
4. CCS 레트로핏의 적합성 평가 요소
기존 발전소의 CCS 레트로핏을 결정짓기 위해서 는 잠재적 저장부지의 접근이 용이한 위치인지, 그 규모와 설계방향 및 CCS 외 다른 대안은 없는지와 관련된 요소를 구체적으로 고려해야 한다. 특히 CO2 저장소의 접근 용이성은 매우 중요한 요소 중 하나 이다. 저장부지와의 적절한 거리는 비용결정에 중요 한 역할을 하며 높은 CO2 운송 및 저장 비용이 드는 발전소는 보통 중국 내 CCS 설치를 위한 최적의 후 보에 포함되지 않았다. CCS 레트로핏은 포집된 CO2 가 저장소로 운송되어 격리됨으로써 대기 중으로 방출되지 않는다는 확신이 있어야 가능하다. 그 외 CCS 레트로핏의 적합성을 판단하는 기준은 석탄화 력 발전소 자체의 특성과 관련이 있다. 예를 들면, 발 전소 사용 연수, 규모, 부하율, 연료 공급원의 종류와 위치, 지역적 오염방지 조치 현황 등이다. 이 기준들
탄소 포집 및 저장 레트로핏 연구
활용된다. 비용 요소는 CCS 레트로핏 후보로서 어떤 발전소가 적합한지 상대적으로 평가하기 위한 가장 주요한 기준이 된다. 비용 요소에는 냉각종류, 효율 성, 증기터빈설계 및 오염방지가 포함된다. 전체 비 용 요소는 CO2 운송 및 저장에 해당하는 필수 비용 을 포함하여 저탄소 전기발전에 따른 추가 비용으로 산정하게 되고, 전체 비용 요소를 바탕으로 후보 발 전소들을 두고 상대적으로 평가할 수 있게 된다. 레 트로핏 비용은 발전소에 따라 상당히 상이하게 나타 날 것이다: CCS 레트로핏 후 발전비용은 34달러에 서 129달러(미화)/MWh까지 그 범위가 큰 폭으로 달 라질 것으로 추정되었다. 적합성 평가 결과, 중국의 기존 석탄화력 발전단지 용량 중 100 GW는 50달러/
MWh 이하의 추가 발전비용이 발생될 것으로 예상
되는데, 이는 합리적인 비용범위 내에서 CCS 레트로 핏이 가능함을 보여준다.
5. 중국 석탄화력 발전단지의 CCS 레트로핏 기회 평가
중국의 기존 석탄화력 발전단지들을 앞서 언급한 적합성 평가 기준(그림 3)을 적용하여 평가한 결과, 기존 발전단지 중 최소 310 GW(55%) 용량은 CCS 레 트로핏에 적합한 것으로 판단되었다. [그림 3]의 결 과에서 볼 수 있듯이, 포집설비로부터 CO2 저장소 까지의 거리와 발전소의 규모가 레트로핏의 적합성 을 평가하는데 가장 큰 영향을 미친다. 적합성 분석 결과에 의하면, 중국의 기존 석탄화력 발전 용량 중 513 GW (92%)에 해당하는 발전소들이 저장소 접근 성에서 적합하다는 판정을 받았으나, 운송거리가 반 경 250km 이하인 발전단지는 그 중 약 385 GW만 해 당되었다. 모든 평가기준을 적용한 결과 CCS 레트로 핏에 적합하다고 평가된 310 GW의 발전단지 또한 비용, 지역시장정책 및 기타 조건에 따라 상대적 적 합성 결과가 달라지게 될 것이다. 적합성이 가장 상 위인 100 GW의 추가 발전비용은 168 위안화/MWh 이하일 것으로 평가되었다.
적합성 평가 결과, 상대적으로 낮은 레트로핏 비 용이 들 것으로 평가된 발전소는 최근 CCS 설비가 설치되었다. 이러한 레트로핏 비용은 CO2 운송거 리, 연료의 종류(무연탄 또는 갈탄), 냉각방식(물 또 는 건조냉각), 레트로핏 설계방식(단순 레트로핏 또 는 증기 사이클 개조와 레트로핏의 결합) 등에 따라 다양하게 산정될 수 있으므로, CCS 레트로핏의 적합 성을 평가하는데 극도의 엄격한 기준 또는 한계점을 설정하는 것은 바람직하지 않다.
6. 맺음말
석탄화력 발전단지의 CCS 레트로핏에 대한 투자 를 촉진하기 위해서는 정부의 전략과 정책의 뒷받침 이 필수적이다. 중국 정부가 CCS 업계와 함께 CO2 저장기술 촉진, CCS 기술혁신 및 비용감축 지속,
그림 3. 중국의 기존 석탄화력 발전단지의 CCS 레트로핏 적합성
평가 기준 및 결과.
특 별 기 고
CCS 레트로핏 정책에 관한 보장이라는 세 가지 향후 계획을 실천한다면, 중국의 CCS 기술의 도입은 온 실가스 감축의 효과적인 방법이 될 수 있다. 중국 정 부는 기존 석탄화력 발전소에 CCS 레트로핏을 통한 온실가스 배출을 감축하는데 상당한 혜택을 제공하 고 있고, 현재 기존 석탄화력 발전용량의 약 310 GW 는 레트로핏에 적합한 기본 기준을 충족한다. 신규 건설되는 고효율 발전소들은 추후 CCS 레트로핏에
더 적합한 기준을 가지므로 그 규모는 앞으로 더욱 증가할 것으로 보인다. 중국의 사례를 분석한 결과, CCS 레트로핏은 일반적인 기대보다 더 큰 잠재성이 존재한다는 것을 보여준다.
7. 참조 문헌
