국내 최초 800MW급 대용량 고효율 ‘친환경’ 화력발전 눈길
경기 인천시 선재도와 영흥도를 잇는 영흥대교를 지나면 수도권 전체 전력 사용량의 약 30%를 담당하고 있는 국내 최대 규모의 석탄 화력발전소인 영흥화력발전소가 대형 굴뚝 3개와 함께 그 웅장한 자태를 드러낸다.
2004년 이후 지금까지 3340MW 규모의 4호기를 준공해 수도권의 25%의 전력 수요를 담당하고 있으며 현재 건설되고 있는 각각 870㎿급인 5·6호기가 완공된다면 수도권의 35%의 전력 사용량을 담당해 거의 수도권의 전력 수요 반을 영흥화력이 책임진다고 보면 된다.
이러한 국내 최초·최대 화력발전소의 타이틀에 걸맞게 환경을 생각하는 노력 또한 끊임이 없다. ‘화력발전소’하면 떠오르는 검은 굴뚝연기와 폐수, 엄청난 소리의 기계음을 영흥화력에서는 절대 찾아볼 수 없었다.
석탄 화력에서 배출되는 산업 부산물까지 재활용해 버릴 것이라고는 하나 없는 친환경 영흥화력발전소를 운치 있게 안개가 낀 날 다녀왔다.
◇영흥화력, 국내 ‘최초·최대·최고 화력발전소’ 타이틀 획득
영흥화력은 ‘국내 발전소 중 최초·최대 화력발전소’ 타이틀을 얻었으며 동시에 ‘국내 최고 친환경 발전소’라는 성과도 이뤘다.
1995년 1월 영흥화력건설처가 발족돼 99년 영흥화력 1·2호기 착공 이후 5년4개월만에 결실을 이뤘다.
당시 수도권의 첫 석탄 화력발전소로 기존 500MW를 뛰어넘는 800MW 2기에 2조3천억원을 투입한 국내 최대 규모였다. 기전 시공사로는 두산중공업과 동아건설이, 토건공사는 현대건설이 참여해 2004년 본격적인 가동에 들어갔다. 이와 함께 같은 해 5월 3·4호기가 착공에 들어갔다.
영흥화력 3·4호기는 초임계압방식의 870MW급 국내 최대 석탄발전소로서 한국전력기술이 설계하고 두산중공업(보일러), 일본 히타치(터빈)가 주기기를 공급, 현대건설·SK건설·삼부토건이 시공을 담당했다. 2004년 5월에 착공한 이후 총 공사비 1조 5796억원과 연인원 265만명의 인력을 투입, 4년 6개월만에 완공됐다.
현재 영흥화력 1~4호기 옆에는 제4차 전력수급 기본계획에 반영된 영흥화력 5·6호기(호기당 870MW급)가 2014년까지 추가로 건설되고 있다.
지난해 착공된 영흥화력 5·6호기는 3·4호기와 마찬가지로 두산중공업(보일러), 히타치(터빈)가 주기기를 공급했으며 보조설비 토건공사 시공사로는 SK건설·경남기업·삼부토건이 선정돼 공사를 진행하고 있다.
영흥화력 5·6호기는 2014년 12월 준공 예정으로 완공되면 수도권의 전력 절반을 담당하게 된다. 이는 외화 절감은 물론 수도권의 전력수급 불균형을 해소할 것으로 기대되고 있다.
이와 함께 국내 환경설비 중 대기오염물질 최적 방지시설로 인정받은 1~4호기보다 더욱 향상된 최첨단 고효율 환경설비를 갖춰 대기오염물질 배출을 획기적으로 저감할 계획이다.
‘국내 발전소 중 최초․최대 화력발전소’라는 타이틀에 걸맞게 환경설비 기술 또한 ‘최고’ 타이틀을 얻기 위해 끊임없이 노력하고 있다.
◇버릴 것 하나 없는 산업 부산물, 돌고 도는 재활용시스템
남동발전 영흥화력본부는 석탄 화력발전소에서 배출되는 산업 부산물인 석탄재 등을 재활용해 연간 몇 십억의 부가 수익을 올리고 있다.
국내 최대 규모의 석탄 화력발전소인 만큼 하루에 사용하는 유연탄(석탄)양이 무려 3만톤. 이는 20톤 덤프트럭으로 계산하면 하루 약 1400대 분량이 연소되고 있는 어마어마한 양이다.
이렇다 보니 석탄 연소 후 배출되는 산업 부산물 또한 무시 못할 양이다. 하지만 영흥화력 발전소는 버릴 것 하나 없이 부산물 모두 재활용하고 있다.
석탄 연소 시 석탄에 함유된 유황이 산소와 결합해 발생하는 황산화물(SOx)은 석회석 슬러리에 흡수․반응시켜 약 97% 제거해내고 있으며, 이 과정에서 발생되는 고순도의 석고는 건축 자재와 시멘트 등의 자재로 활용된다.
또한 보일러를 596℃까지 올려 발생한 고온 고압의 수증기로 터빈을 돌려서 전력을 생산하는데 이때 더워진 터빈을 식히기 위해 바닷물을 냉각수로 사용하기도 한다.
한마디로 영흥화력은 석탄과 석회석, 바닷물을 소비해 다량의 폐기물을 양산하는 발전소로 오해할 수 있는 소지를 모두 불식시키고 석탄재와 석회석, 그리고 폐수 및 냉각수를 거의 전량 재활용하는 최첨단 친환경발전소로 자리매김했다.
◇석탄재→‘인공경량골재’, 황산화물→‘건축자재’ 일석이조
화력발전소에서 석탄을 연소시키면 당연히 석탄재가 나온다. 석탄은 보통 85%가 연소되고 15% 정도가 석탄재로 남게 되는데 그 15%의 석탄재 중에서도 대부분은 가는 입자(Fly Ash)로, 나머지는 벽에 붙거나 무거워 떨어지는 입자(Bottom Ash)로 구분된다.
여기서 Fly Ash는 2009년도 기준으로 연간 약 50만8000톤을 시멘트 원료로 재활용 되고 있으며 시멘트와 레미콘 회사로 판매해 버는 수익은 연간 약 31억8000만원이다.
특히 Bottom Ash는 지금까지 대부분 석탄재 매립지인 ‘회 처리장’에 묻어 약 25여년의 매립 과정을 거쳐 육지를 만들고 공원을 조성하는 형태로 재활용해 왔으나, 이제는 인공경량골재를 만들어내는 기술로 건축자재로 재활용되고 있다.
이 외에 영흥화력에는 세계 최첨단 수준의 배연탈황설비, 배연탈질설비, 전기집진기, 배연탈질설비 등의 환경설비가 갖춰져 있다.
이는 발전소 총 건설비의 25%에 해당하는 약 8100억원을 투자하고 발전소원가의 약 4%를 환경설비 운영에 할애하고 있다.
‘배연탈황설비’는 황산화물(SOx)을 거르는 촉매제인 ‘석회석’이 탈황과정에서 황산화물질과 반응해 황산을 걸러냄과 동시에 고순도의 석고로 탈바꿈한다.
영흥화력은 처치곤란이었던 석탄재와 황산화물이 쓰레기에서 건축자재로 변모하게 됐을 뿐만 아니라 부수익을 남겨 1석2조의 효과를 얻고 있다.
◇국내 최초 ‘친환경 담수화’ 설비, 저렴한 비용으로 양질의 발전용수 공급
영흥화력은 그동안 수증기로 터빈을 돌리면서 전력을 생산하는 과정에서 반드시 필요로 하는 담수를 거의 110Km나 떨어진 팔당댐에서 끌어와 쓰고 있었다.
때문에 먼 거리에서 담수를 끌어와 설비 및 유지관리 비용 등 부가적으로 소요되는 비용이 만만치 않게 발생했다.
해수 담수화 설비는 생활용수나 공업용수로 직접 사용하기 힘든 바닷물로부터 염분을 포함한 용해물질을 제거해 순도 높은 음용수 및 생활용수, 공업용수 등을 얻어내는 일련의 수처리 과정을 말한다.
특히 영흥화력의 신재생 해수 담수화 설비는 역삼투식(RO) 해수 담수 플랜트와 증발식 해수 담수 플랜트를 최적으로 조합한 하이브리드 방식으로 1일 2000t의 담수를 생산하는 상용화 기술이다.
또한 발전소 냉각수를 재활용하고 담수 생산과정에서 발생하는 폐수를 다시 플랜트로 주입함으로써 발전소에서 발생하는 폐수가 외부로 배출되지 않는 선순환의 구조를 갖도록 설계 됐으며 세계 최초로 태양열을 이용한 친환경 담수 플랜트로 기존의 상수도 원가보다 저렴한 비용으로 양질의 발전 용수를 공급할 수 있다.
◇태양광·풍력 등 신재생에너지 투자도 ‘팍팍’
영흥화력 5․6호기 건설 현장을 지나 언덕 하나를 넘으니 거대한 풍차 2기와 약 5천장으로 이뤄진 태양광 모듈이 눈이 부실 정도로 반짝이며 기다리고 있었다. 2006년 준공을 마치고 전력생산에 들어간 국내 최대 규모인 1MW급 태양광발전단지였다.
또한 지난해 1월 국내 최초 순수 국산 기술력으로 건설한 풍력발전기 2기와 함께 오는 5월 준공을 목표로 총 건설비용 443억원의 사업비가 투입되는 2.5MW급 순수 국산 풍력발전기 8기(총 시설용량 20MW) 완공을 위해 공정을 서두르고 있다.
현재 화재사고로 철거된 유니슨 풍력발전기를 빼고 두산중공업과 삼성중공업의 국산 풍력발전기 2기가 힘차게 돌아가고 있었다.
◇지역주민과 함께 하는 아름다운 발전 하모니
영흥화력 초입에 들어서니 영화 상영을 무료로 알리는 플랜카드가 휘날린다. 영흥화력 에너지파크에서는 지역주민에게 매달 영화나 오케스트라 공연을 무료로 제공하고 있다.
취재 당일에도 최근 상영하고 있는 박해일, 김윤진 주연의 ‘심장이 뛴다’가 이틀간 상영되고 있었으며 오는 2월28일에는 오케스트라 공연이 예정돼 있었다.
지역주민과 함께하는 자리는 이 뿐만이 아니다. 인천 영흥도 주민과 영흥화력본부 발전소 임직원들로 구성돼 있는 ‘영흥하모니합창단’은 일주일에 한번 정기연습을 한다.
지난해 첫 정기공연 때는 합창단 전원 모두 맹연습을 하며 화력발전소와 인근 지역 주민들은 서로 대립할 수밖에 없다는 오랜 인식을 깨고 아름다운 하모니로 관객들에게 감동과 화합을 선사했다.
이와 함께 영흥화력본부는 에너지절약 홍보 및 대국민 봉사활동에도 적극 나서고 있다. 국내 최대 규모의 에너지·과학 체험 전시관인 ‘에너지파크’는 2008년 개장 이후 많은 관람객이 다녀갔다.
수도권 전력 대부분을 책임지고 있는 영흥화력은 깨끗하고 신선한 양질의 전기 생산을 위해 오늘도 심장이 뛰고 있다.