부생가스 발전으로는 전력 자체조달 한계… 8천억 원 투자해 전력 안정성 확보
저탄소 전력 공급체계 구축 교두보 마련…향후 수소발전으로 업그레이드
현대제철이 8,000억 원을 들여 충남 당진제철소 내 액화천연가스(LNG)를 연료로 쓰는 친환경 발전소 건설을 추진한다. 24시간 가동 체제를 유지해야 하는 공장인 만큼 전력의 안정성이 필요해서다. 탄소중립 시대에 걸맞은 경쟁력을 확보하려면 '저탄소 전력 공급 체계'를 갖춰야만 한다. 탈탄소 에너지 시대로 넘어가기 위한 '가교 에너지'로 평가되는 LNG 발전에서 경험을 쌓으면 수소 등 무탄소 에너지로의 도약도 가능하다는 판단에서다. 현대제철이 향후 미래의 수소의 경제성을 고려해 무탄소 전원인 '수소 발전'을 프로비전(provision)으로 잡은 것은 이 같은 배경에서다.
○ 'LNG 자가발전설비'라 쓰고 '수소 발전'으로 읽는다
현대제철이 탄소중립 목표 달성 전략에 속도를 내며 질적 성장을 본격화할 준비를 하고 있다.
현대제철에 따르면 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 오는 2028년 초까지 약 8,000억 원을 투입해 당진제철소에 499MW급 'LNG 자가발전설비'를 건설하고 '저탄소 전력 공급 체계'를 구축해나갈 계획이다.
이번에 투자하는 'LNG 자가발전설비'는 가동 초기 LNG를 주연료로 발전을 시작한다. 2030년 이후 수소의 경제성을 고려해 ‘수소혼소발전’으로 전환을 추진한다. 장기적으로는 무탄소 전원인 ‘수소 발전’ 체계를 최종 목표로 하고 있다.
앞서 현대제철은 지난해 4월 '2050년 탄소중립 로드맵'을 발표했다. 해당 로드맵에서는 오는 2030까지 탄소 배출량을 2018년 대비 12% 감축하고, 2050년 넷제로(Net Zero)를 달성한다는 내용의 향후 계획을 밝혔다. 로드맵 발표 후 전기로-고로 복합 프로세스 생산체계, 저탄소화된 자동차용 시제품 개발 등으로 가고자 하는 방향성을 제시하기도 했다.
현대제철이 탄소중립을 실현하려면 저탄소 원료투입과 공정 개선이 필요하다. 저탄소 철강제품 생산을 위해서는 전기로 투자를 동시에 진행하기 때문에 전력 사용량은 크게 증가할 수 밖에 없다.
실제로 당진제철소의 현재 기준 연간 전력 사용량은 약 6,600GWh(기가와트시)다. 그러나 탄소중립 달성 목표인 2050년에는 9,100GWh가 필요할 것으로 전망된다. 기존보다 전력 공급이 약 38%이 더 필요한 셈이다.
부생가스 발전량을 고려하더라도 외부조달로 연간 7,000GWh 이상의 전력을 끌어와야 한다.
현재 당진제철소는 '부생가스 발전소'를 통해 전력 사용량을 줄여 원가를 절감하고 있다. 부생가스 유형으로는 유연탄을 찌는 과정에서 나오는 '코크스 가스', 코크스와 철광석을 고로에서 녹이는 공장에서 발생되는 '고로 가스', 제강 공정의 '전로 가스' 등이 있다. 이 가스들은 일부는 제품이나 소재를 가열하는 연료로 사용되거나 발전소로 보내진다. 다만 대부분이 고로에서 나오는 부산물이기 때문에 전기로 생산 비중이 높아질수록 부생가스의 감소는 불가피하다는 지적이다.
○ 빨라지는 탄소감축 시계…"LNG자가발전화 밖에 없다"
최근 기업들은 자가발전을 통해 안정적인 전력 공급망을 확보해나가고 있다. 현대제철 외에도 포스코 역시 부생가스와 LNG 자가발전설비를 통해 전제 전력의 80%을 조달하고 있다. 비철업계인 고려아연 역시 온산제련소에 250MW LNG 발전소를 2021년 완공해 가동하고 있다. SK하이닉스와 현대오일뱅크도 발전소 건설을 추진하고 있다.
대기업 자가발전이 우후죽순 생기고 있는 이유는 정부 정책 시그널 영향이 크다. 정부가 지난해 공포한 분산 에너지 활성화 특별법(분산 에너지법)이 오는 6월부터 본격적으로 시행된다. 기존 중앙 집중형 전력체계를 수요지 인근에서 생산·소비하도록해 지역 중심의 분산 에너지 생태계 구축한다는 게 골자다.
일각에서는 태양광, 풍력 등 신재생에너지로 전력을 확보해야 한다는 지적도 있지만, 이를 현실화하는 것에는 한계가 있다는 의견도 나온다.
그러나 현대제철로서는 가장 현실적인 방안을 추진한 것으로 보인다. 당진제철소의 경우, 365일 24시간 가동 체제를 유지해야 하는 데 신재생에너지의 간헐성 문제가 해결되지 않는 이상 전력 공급원으로는 검토하기 어려워서다.
당진제철소가 필요로 하는 전력을 태양광과 풍력 등 신재생에너지로 충당하기는 어렵다는 분석이다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면 2020년 국가별 신재생에너지 발전 비중(양수발전 제외)은 노르웨이 98.6%, 덴마크 81.6%, 캐나다 67.5%, 미국 19.7%, 일본 19%, 한국 5.8%이었다. 당시 우리나라는 경제협력개발기구(OECD) 37개 국가 중 37위로 꼴찌였다.
최근 한전 전력통계 자료에 따르면 2023년 국내 전력 발전량은 약 58만8,232GWh 수준이며, 이중 신재생에너지 발전량은 5만6,718GWh (발전비율 9.6%)으로 집계됐다. 발전 비율이 2년 전보다 3.8%p 늘었지만, 여전히 하위권이다. 최근에는 미국 에너지경제재무분석연구소(IEEFA)로부터 우리나라의 낮은 재생에너지 비율은 아시아 개발도상국 수준들보다도 낮다는 평가를 받기도 했다.
이에 더해 2023년 1월 정부는 제10차 전력 수급기본계획을 확정하면서 2030년 신재생에너지 비중 목표롤 문재인 정부가 세운 30.2%에서 21.6%로 8.6%p 낮춘 바 있다.
당진제철소가 연간 필요로 하는 전력은 7,000GWh이다. 그러나 안정적으로 전력을 공급해 줄 수 있는 곳은 국내에서 조달 받기는 어려워 보인다.
신재생에너지가 공급과잉이라 문제라는 제주도의 태양광과 풍력발전 등에서 생산되는 에너지 발전량은 2023년 기준 약 1,177Gwh였다. 현대제철이 필요로 하는 양(7,000Gwh)보다 7배 적다. 또 현대제철이 계획하고 있는 LNG 자가발전설비의 연간 발전량(4,000Gwh)보다도 3배 이상 작은 규모다.
이러한 현실을 감안한다면, 태양광 및 풍력 등과 같은 변동성 재생에너지 발전을 현대제철에 강제한다는 것은 무리가 있다는 평가다. 발전원을 구축하는 것에서부터 막대한 자금과 함께 전력계통에도 문제가 생기고 있는 만큼 대기업 중심의 투자와 자가발전은 불가피한 선택이 될 수밖에 없다. 또 장거리 송전망 건설 등 사회적 갈등과 SOC(사회간접자본)의 비용 최소화 등에서도 사회적 가치가 창출될 수 있다는 설명이다.
특히 현대제철은 재생에너지 전환율이 높아질 때까지 기다릴 수 없는 상황이다. 기후 위기가 심화하면서 유럽연합의 탄소국경조정제도(CBAM)와 미국의 글로벌 지속가능한 철강협정(GSSA)등 타국에서 만들어진 철강 제품의 탄소배출을 강제하는 계획들이 나오고 있어서다.
글로벌 수요기업으로부터 탄소 감축 요구받는 강도도 점점 높아지고 있다. 그린 경쟁력 확보와 수요 변화 연계형 고부가제품 개발을 차질없이 준비해야 하는 상황인 만큼 LNG 자가발전은 현대제철이 지금 취할 수 있는 가장 빠르고 현실적인 방안일 수밖에 없다는 분석이다.
○ 민간 LNG 상업발전소와 무엇이 다를까
현대제철의 LNG 자가발전소 건립 계획을 두고 환경단체들이 반대 목소리를 높이고 있다.
박옥희 인천환경운동연합 사무처장은 "현대제철이 당진제철소에 LNG 발전소를 건립하겠다는 것은 탄소중립 사회를 만들려는 세계 추세에 역행하는 것”이라며 “탄소중립을 핑계로 전기 요금을 절감해 기업 이윤을 높이려는 근시안적이고 이기적인 행태”라고 지적했다.
이어 “LNG 발전은 동일한 양의 전력을 생산하는 데 석탄화력발전 대비 45%에 달하는 온실가스와 막대한 질소산화물을 배출한다”며 “LNG발전소 건설은 대규모 온실가스, 대기오염 배출원을 하나 더 추가하는 셈”이라고 질타했다.
LNG 발전이 화력발전소와 같이 대기오염을 초래한다는 인식이 팽배해져있다. 이 때문에 전국 곳곳이 LNG발전소 건설사엽 계획이 무산되거나 차질을 빚고 있다. 실제로 지역 주민들의 반대로 인해 LNG 발전소 건설 계획이 무산된 사례는 서부발전의 대전 평촌산업단지(2019년), 남동발전의 대구 달성 LNG발전소(2021년) 등이 있다. 또 보령 5·6호기 대체 발전소, 삼천포 3·4호기 대체 발전소, 여주 복합발전소 등의 준공은 기존 계획보다 길게는 2년까지도 지연될 것으로 예상되고 있다.
무산되거나 준공이 늦춰진 발전소들은 발전공기업 등에서 계획하고 있는 것들이다. 현대제철의 LNG 자가발전설비과는 비교가 어렵다는 분석이다.
민간 LNG 상업발전소는 한국전력거래소의 발전 지시를 받아 가동하기 때문에 가동중지와 재가동이 수시로 발생하기 때문에 대기오염물질 발생이 상대적으로 많을 수밖에 없다. 그러나 현대제철의 발전설비는 제철소 내 전원공급을 위해 100%의 가동률을 목표로 하고 있다. 재가동의 상황이 거의 발생하지 않기 때문에 대기오염물질 발생량은 상대적으로 적을 것으로 예상되고 있다.
또 ‘LNG자가발전설비’에는 건식 저NOx버너, 황연저감설비, 선택적촉매환원설비 등 오염물질 저감 설비를 도입된다. 법적 오염물질 배출기준보다 더 낮은 자체 기준을 설정해 관리해 나갈 계획이다.
미세먼지 배출이 늘어날 것이라는 논란의 신빙성도 따져봐야 한다. 최근 LNG발전을 확대하는 과정에서 미세먼지 배출이 늘었다는 내용의 언론 보도에 산업통상자원부는 “LNG 발전의 대기 오염물질 배출량은 석탄 발전의 3분의 1, 초미세먼지 배출량은 석탄 발전의 8분의 1 수준에 불과하다”며 “원전 발전 비중을 감축한 만큼 신재생 발전 비중이 증가하고 석탄 발전 비중이 감소하면서 미세먼지는 줄어들 전망”이라고 해명자료를 낸 바 있다.
현대제철은 환경 감시체계를 강화하는 등으로 지역과 함께 상생 방안을 마련하겠다는 방침이다. 구체적으로는 당진시와 환경단체, 시민들이 참여하는 현대제철 환경개선협의회를 지속적으로 운영하겠다는 계획을 내놨다. 민관합동으로 환경에 대한 관리·감독을 강화해 지역민의 환경 관련 불안감을 해소하기 위함이다.
회사는 당진제철소의 대기오염물질 배출량도 줄여나갈 계획이다.
현대제철 측은 "2023년 기준 현대제철의 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx) 배출량은 각각 6,000톤과 7,000톤 수준으로 예상된다"며 "향후 전기로 전환과 LNG-수소혼소발전이 이뤄지면 2045년에는 황산화물과 질소산화물 배출량이 각각 2,400톤과 4,900톤 수준으로 총량 기준 44% 감소할 것으로 전망된다"고 밝혔다.