Special Issues

32 | Journal of the Electric World |

➌

� 조�기�선�

한국전기연구원

전력정책연구센터 센터장

1 개 황

발전소 온배수열 활용은 화력발전의 온배수열을 인근 복합영농단지에 공급하여

식물성장 촉진 및 고부가 작물생산을 지원하는 사업으로써 현 정부의 8대 에너지신

산업1) 중 하나이다. 최근 정부는 신재생에너지 공급의무화제도(Renewable Portfolio

Standard, RPS)의 관련 규정2)을 개정하여 발전소 온배수 수열에너지에 대한 RPS

제도권에서의 지원방안을 발표하였다.

발전소의 전력생산과정에서 폐열이 발생되고 이를 냉각수나 냉각탑을 통해 배열

하는데 국내는 주로 해수를 이용한 냉각 방식을 채택하고 있어 온배수열의 형태로

배열된다. 이러한 발전소 온배수열에 포함된 열에너지를 적정한 기술과 비용을 투

발전소 온배수열 활용을 위한

신재생에너지 공급의무화제도(RPS)의 지원방안

1) 8대 에너지신산업 – 수요자원 거래시장, ESS 통합서비스, 에너지 자립섬, 태양광 대여, 전기자동차,

발전소 온배수열 활용, 친환경에너지타운, 제로에너지빌딩

2) 산업통상자원부 고시 제2015-155호, 신재생에너지 공급의무화제도 및 연료 혼합의무화제도 관리운영

지침, 2015.7.23

| October | 33

+ 발전소 온배수열 활용을 위한 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)의 지원방안

입하여 회수·이용함으로써 국가적으로 에너지이용 합

리화 제고, 에너지수입 대체, 에너지 안보 실현 그리고

이산화탄소 배출저감 등 매우 긍정적인 효과를 기대할

수 있다.

발전소 온배수열을 신재생에너지 범주에 포함하여 지

원하는 방안에 대해 이해관계의 상충에 따른 논란은 있

으나 합리적 수준에서 적용방안이 수립되고 향후 개선

될 것으로 기대한다.

2 현 황

가.�발전소�온배수�수열에너지�대상

발전소 온배수열 활용 자원은 「신에너지 및 재생에너

지 개발·이용·보급촉진법」시행령 별표 1에 기술된 신

재생에너지 중 수열에너지에 해당된다. 물 표층의 열을

히트펌프(heat Pump)를 사용하여 변환시켜 얻어지는

에너지를 기준으로 해수(海水) 표층의 열을 변환시켜 얻

어지는 에너지로 그 범위를 제한하고 있다.

표�1 �신에너지�및�재생에너지�개발이용보급촉진법�시행령에�따른�바이오에너지�등의�기준�및�범위

에너지원의 종류 기준 및 범위

1 . 석탄을 액화ㆍ 가스화한 에너지

기 준 석탄을 액화 및 가스화하여 얻어지는 에너지로서 다른 화합물과 혼합되지 않은 에너지

범 위 1) 증기 공급용 에너지 2) 발전용 에너지

2. 중질잔사유를 가스화한 에너지

기 준

1) 중질잔사유(원유를 정제하고 남은 최종 잔재물로서 감압증류 과정에서 나오는 감압 잔사유, 아스팔트와 열분해 공정에서 나오는 코크, 타르 및 피치 등을 말한다)를 가스화한 공정에서 얻어지는 연료

2) 1)의 연료를 연소 또는 변환하여 얻어지는 에너지

범 위 합성가스

3. 바이오 에너지

기 준

1) 생물유기체를 변환시켜 얻어지는 기체, 액체 또는 고체의 연료2) 1)의 연료를 연소 또는 변환시켜 얻어지는 에너지 ※ 1) 또는 2)의 에너지가 신ㆍ재생에너지가 아닌 석유제품 등과 혼합된 경우에는

생물유기체로부터 생산된 부분만을 바이오에너지로 본다.

범 위

1) 생물유기체를 변환시킨 바이오가스, 바이오에탄올, 바이오액화유 및 합성가스2) 쓰레기매립장의 유기성폐기물을 변환시킨 매립지가스3) 동물ㆍ식물의 유지(油脂)를 변환시킨 바이오디젤4) 생물유기체를 변환시킨 땔감, 목재칩, 펠릿 및 목탄 등의 고체연료

4. 폐기물 에너지 기 준

1) 각종 사업장 및 생활시설의 폐기물을 변환시켜 얻어지는 기체, 액체 또는 고체의 연료2) 1)의 연료를 연소 또는 변환시켜 얻어지는 에너지3) 폐기물의 소각열을 변환시킨 에너지 ※ 1)부터 3)까지의 에너지가 신ㆍ재생에너지가 아닌 석유제품 등과 혼합되는 경우에는 각종

사업장 및 생활시설의 폐기물로부터 생산된 부분만을 폐기물에너지로 본다.

5. 수열에너지가. 기준 물의 표층의 열을 히트펌프(heat pump)를 사용하여 변환시켜 얻어지는 에너지

나. 범위 해수(海水)의 표층의 열을 변환시켜 얻어지는 에너지

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34 | Journal of the Electric World |

➌

나.�발전소�온배수�수열에너지�지원�범위

발전소 온배수열을 활용하기 위한 시설은 크게 발전

소 온배수열을 회수하는 히트펌프 등의 열 회수시설과

열 이용처까지의 열 배관 등 열 공급시설, 열 이용처의

열 사용시설로 구분된다. 발전소 온배수열 활용사업의

참여주체별 비용 지불 범위를 기준으로 RPS 제도권 내

에서 지원 범위를 설정할 수 있다. 실질적인 참여주체로

는 발전소, 열 공급사업자, 작물재배농가 등이 있다. 사

업모델로는 생산-이용모델(발전소-작물재배농가)과

생산-중개-이용모델(발전소-열 공급사업자-작물재배

농가) 등이 있다. 금번 RPS 제도권 내에서 지원 범위는

가장 단순한 형태의 생산-이용모델을 기준으로 열 회수

시설과 열 공급시설을 발전소에서 투자하고 열 사용시

설은 작물재배농가에서 투자하는 조건에서 지원 수준을

설정하였다. 작물재배농가에서는 공급받는 열에너지에

대해 일부 비용을 부담하는 구조로 설계되었다.

다.�발전소�온배수�수열에너지�공급�규모

국내 석탄화력발전소에서 발생하는 온배수 배출량을

제6차 전력수급기본계획에 기초하여 분석한 결과, 대안

에 따라 연간 455~520억 톤이 지속적으로 발생하는 것

으로 분석되었다. 다만, 입지 및 경제성 제약으로 인해

그 활용범위는 제한될 수 밖에 없어 발전소 온배수열 활

용 공급규모는 공급여력보다 이용측면에서 결정된다.

석탄화력발전소는 냉각수로 해수를 활용하므로 지리적

으로 해안에 위치한다. 발전소 주변지역에 농경지를 비

롯한 유휴부지가 있으나 열 공급시설의 설치 경로, 설치

거리, 열 손실 등을 감안하면 열 배관망 비용 소요가 상

대적으로 높아 발전소에 인접하여 건설하게 된다. 따라

서 발전소 온배수열 활용 공급규모를 결정하는 결정요

소는 온배수열의 공급여력보다는 입지 및 경제성 제약

이 주요한 요소이다. 통상적으로 발전소와 2~3㎞이내

의 이격거리에서 10ha 규모의 작물재배시설에 발전소

온배수열을 공급하는 조건이 현행 RPS 제도권 내에서

기술경제성을 갖출 수 있는 조건이 된다.

그림�1 �발전소�온배수열�활용�에너지공급�개념도

| October | 35

+ 발전소 온배수열 활용을 위한 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)의 지원방안

라.�농업부문�작물재배시설의�열�수요

농업부문 작물재배시설의 열 수요는 재배작물의 생

육온도 특성에 따라 다르게 나타나며 채소보다는 화훼

의 열 수요가 높은 것으로 알려져 있다. 시설입지의 일

사조건에 따라서도 열 수요가 달라지며 기온을 비롯한

일사조건 등을 감안하여 체계적인 분석이 필요하다.

한국동서발전에서 실시한 서산지역의 작물재배시설에

대한 열 수요분석을 기초로 10ha에 8.3Gcal/h 기준으

로 연간 냉난방에너지 소요량은 연간 16,385Gcal로 나

타났다.

표�2 �석탄화력발전소의�연간�온배수배출량

구 분대안 1 (석탄화력 설비이용률=70%) 대안 2 (석탄화력 설비이용률=80%)

발전량(GWh) 온배수배출량(억 톤)

발전량(GWh) 온배수배출량(억 톤)연 도 유연탄 무연탄 계 유연탄 무연탄 계

2013 143,544 6,899 150,443 246 164,050 7,884 171,934 281

2014 154,214 6,899 161,113 264 176,244 7,884 184,128 281

2015 166,600 6,899 173,499 284 190,400 7,884 198,284 301

2016 214,185 6,899 221,084 362 244,782 7,884 252,666 324

2017 220,317 4,446 224,763 368 251,790 5,081 256,871 413

2018 234,849 4,446 239,295 391 268,399 5,081 273,480 420

2019 267,778 4,446 272,224 445 306,032 5,081 311,113 447

2020 267,778 4,446 272,224 445 306,032 5,081 311,113 509

2021 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 509

2022 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 520

2023 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 520

2024 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 520

2025 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 520

2026 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 520

2027 273,910 4,446 278,356 455 313,040 5,081 318,121 520

그림�2 �서산지역�작물재배시설�열�수요�분석

(a) 서산지역 일사조건 (b) 서산지역 기온 및 재배시설 열 수요

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36 | Journal of the Electric World |

➌

마.�발전소�온배수�수열에너지의�기술경제성

발전소 온배수 수열에너지의 기술경제성을 전기연

구원의 연구결과를 바탕으로 6개 분석 시나리오 조건

에서 살펴보았다. 발전소 온배수 수열에너지의 기술경

제성은 투입비용과 공급에너지량 및 열 판매단가에 의

해서 결정되며 시나리오를 통한 분석조건을 설정하였

다. 투입비용으로써 설비비용은 동서발전에서 계획하

고 있는 사업을 바탕으로 규모의 경제성을 감안하여 3

개 조건(10ha, 100ha, 300ha)을 설정하였다. 또한, 작

물재배시설의 열소요량이 재배 작물에 따라 달라 2개

조건(16,385Gcal/년, 19,663Gcal/년)을 설정하여 재배

작물에 따른 효과를 상정하였다. 작물재배시설이 공급

받는 열에너지의 판매단가는 에너지가격의 상대가치

를 감안하여 60천 원/Gcal 조건에서 기준안으로 분석

하였다.

표�3 �발전소�온배수�수열에너지�기술경제성�분석�시나리오

분석시나리오

열공급량 (Gcal/10ha.년)

설비비용(억 원/10ha)

동력/운영비(억 원/년)

비 고

1

16,385

137

6.7

10ha 표준

2 109 100ha 표준

3 89 300ha 표준

4

19,663

137

7.0

10ha 표준, 공급열량 20% 제고

5 109 100ha 표준, 공급열량 20% 제고

6 89 300ha 표준, 공급열량 20% 제고

표�4 �발전소�온배수�수열에너지의�기술경제성�분석결과

구 분분석 시나리오

1 2 3 4 5 6

공급열량 (Gcal/년. 10ha) 16,385 16,385 16,385 19,663 19,663 19,663

설비투자비(억 원/10ha) 137 109 89 137 109 89

동력/운영비(억 원/년.10ha) 6.7 6.7 6.7 7 7 7

비용합ⓐ(현가, 억원)

감가상각 82 65 53 82 65 53

투자보수 55 44 36 55 44 36

운영비 81 74 69 90 83 79

법인세 13 11 9 13 11 9

소계 231 193 167 240 203 176

수입합ⓑ(현가, 억원)

열 판매(60천원/Gcal 기준)

117 117 117 141 141 141

비용-열 수입 차감액(현가, 억 원), (ⓒ=ⓐ-ⓑ)

113 76 49 99 62 35

REC 발급량(REC)

연간 7,124 7,124 7,124 8,549 8,549 8,549

누적현가 (20년, ⓓ) 85,137 85,137 85,137 102,164 102,164 102,164

REC 단위가치(ⓒ/ⓓ)[원/REC]

133,198 89,245 57,851 97,356 60,729 34,567

REC 가중치 (60천원/REC기준) 2.22 1.49 0.96 1.62 1.01 0.58

※REC 발급량 산정을 위한 발전량 환산기준 : 발전량(MWh)=[수요처 사용열량(Gcal × 0.1]÷0.23

| October | 37

+ 발전소 온배수열 활용을 위한 신재생에너지 공급의무화제도(RPS)의 지원방안

표�5 �시나리오�2�조건에서�열판매단가의�변화에�따른�REC�가중치의�변화

열 판매단가(원/Gcal)

비용현가(억 원)

수입현가(억 원)

비용-열 수입(현가,억 원)

REC단위가치(원/REC)

REC가중치(60천원/REC기준)

40,000 193 78 115 134,703 2.25

45,000 193 88 105 123,203 2.05

50,000 193 98 95 111,703 1.86

55,000 193 108 85 100,203 1.67

60,000 193 117 76 89,245 1.49

65,000 193 127 66 77,203 1.29

70,000 193 137 56 65,703 1.10

75,000 193 147 46 54,203 0.90

80,000 193 157 36 42,703 0.71

표�6 �발전소�온배수�수열에너지의�가중치�수립을�위한�정책목표�설정

대 안 구 분

정책목표 설정

비 고시장규모

(→투자비절감)공급열량 확대

(→기준 대비 제고율)

대안 1 시장 확산 측면300ha - (22.3%)

시나리오 3, 5100ha 20% ↑ (26.7%)

대안 2 초기 시장조성 측면100ha - (22.3%)

시나리오 2, 410ha 20% ↑ (26.7%)

분석결과로써 발전소 온배수 수열에너지의 REC 가

중치는 0.58~2.22 수준으로 시장규모와 활용하는 에

너지량에 따라 평가되었다. 이를 바탕으로 정부는 시

장규모와 활용에너지 관점에서 정책 목표를 어디에 설

정하느냐에 따라 가중치 수준이 달라질 수 있다. 또한,

공급하는 열에너지의 판매단가에 따라서도 REC 가중

치 수준이 크게 변화하는 데 동일한 시나리오 내에서

도 열 판매단가에 따라 가중치는 0.71~2.25까지 변화

된다. 즉, 열 회수 및 열 공급설비의 비용이 RPS 제도

권 내에서 적정하게 회수될 수 있는 구조를 설정하기

위해서는 열 판매단가의 설정이 요구되며, 이에 대한

합리적인 의사결정이 필요하다.

바.�발전소�온배수�수열에너지의�REC�가중치

에너지신산업으로서 발전소 온배수 활용사업이 가

시적 성과를 달성하고 관련 산업이 활성화되어 창조경

제의 한 축을 이루기 위해서는 발전소 온배수 수열에

너지에 대한 REC 가중치 설정을 위한 정책목표를 어

디에 두느냐가 중요하다. 에너지신산업 육성을 위한

초기 시장창출 측면에서 접근하는 방안과 시장 확산에

정책목표를 두고 장기적 관점에서 접근하는 방안이 있

으며, 금번 발전소 온배수 수열에너지의 REC 가중치

는 전자의 관점에서 1.5로 설정되었다.

RPS제도권에서는 특정 전원으로의 쏠림현상을

REC 가중치와 REC 발급제한을 통해서 보완하고 있

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38 | Journal of the Electric World |

➌

다. 발전소 온배수 수열에너지도 석탄가스화발전

(IGCC)과 유사하게 RPS 공급의무자별 의무공급량의

10%이내 발전량에 대해서만 적용토록 함으로써 타 신

재생에너지에 미치는 영향이 최소화되도록 조치하고

있다.

3 전 망

현존하는 전력생산방식에서는 발전소 온배수열이

지속적으로 발생될 수 밖에 없는 상황이다. 적정한 수

단을 통해 발전소 온배수열을 회수·이용토록 정책적

으로 접근한 것은 타당한 조치이며, 이를 통해 에너지

이용합리화 실현 등 긍정적인 효과를 기대할 수 있게

되었다. 하지만 발전소 온배수열을 신재생에너지의 범

주에서 지원하는 것에 대한 논란이 끝나지 않았다. 해

결책으로 규모를 제한하는 등의 합리적인 조치를 통해

여타 신재생에너지의 보급 활성화를 저해 하지 않는

범위에서 활용토록 하였다.

향후, 정부는 발전소 온배수 수열에너지 시장규모,

열에너지 활용 수준, 기술경제성 변화, 열판매가격 등

다양한 조건을 지속적으로 주지하여 시장여건 변화를

반영한 가중치 조정을 통해 합리적으로 자원이 활용될

수 있는 환경을 구축해야 할 것이다.

표�7 �발전소�온배수�수열에너지의�기술경제성�분석결과

구 분공급인증서

가중치

대상에너지 및 기준

설치유형 세부기준

태양광에너지

1.2

일반부지에 설치하는 경우

100kw미만

1.0 100kW부터

0.7 3,000kW초과부터

1.5 건축물 등 기존 시설물을 이용하는 경우

3,000kW이하

1.0 3,000kW초과부터

1.5 유지의 수면에 부유하여 설치하는 경우

기타 신·재생에너지

0.25 IGCC, 부생가스

0.5 폐기물, 매립지가스

1.0 수력, 육상풍력, 바이오에너지, RDF 전소발전, 폐기물 가스화 발전, 조력(방조제 有)

1.5 목질계 바이오매스 전소발전, 해상풍력(연계거리 5km이하), 수열

2.0 연료전지, 조류

2.0 해상풍력(연계거리 5km초과),

지열, 조력(방조제 無)

고정형

1.0~2.5 변동형

5.5

ESS설비(풍력설비 연계)

2015년

5.0 2016년

4.5 2017년

Special Issues➍