LNG 개질을 통해 운영되고 있는 연료전지발전소가 기존 LNG발전소보다 온실가스 배출량이 많고 경제성도 낮은 것으로 나타나 연료전지발전사업을 재검토해야 한다는 주장이 제기됐다.
양이원영 더불어민주당 국회의원(산업통상자원중소벤처기업위원회)은 10월19일 국내 연료전지발전소 현황을 조사한 결과 연료전지발전은 환경성과 경제성에 대한 문제점을 가지고 있는 것으로 나타났다고 밝혔다.
양이원영 의원이 산업통산자원부 전기위원회로부터 제공받은 자료에 따르면 발전사업 허가를 받은 3MW 초과 연료전지발전소는 전국 총 196개소로 이중 그린수소를 사용하는 사업자는 단 한곳도 없었다.
그린수소는 태양광, 풍력 등 재생에너지 전력을 활용해 생산하는 수소로 탄소배출이 없는 청정에너지다.
현재 사업을 개시한 3MW 초과 연료전지사업자는 27개소이며 발전사업 허가를 받고 사업을 준비 중인 사업자는 5,208MW, 총 169개소였다.
2020년 국내에 설치된 전체 연료전지발전소에서 배출된 온실가스량은 연간 190만톤에 달했으며 발전허가를 받고 설치를 준비 중인 연료전지발전소가 추가로 가동될 경우 온실가스 배출량은 연간 약 1,600만톤에 이를 것으로 추산된다.
이는 2020년 12월부터 지난 3월까지 제2차 미세먼지 계절관리제를 통해 감축한 온실가스와 맞먹는 양이다.
특히 5개 발전사 자료를 검토한 결과 그레이수소를 사용한 LNG개질 연료전지발전을 통한 온실가스배출량은 548g/kWh인 것으로 나타났다. 389g/kWh인 LNG발전소 배출량대비 1.4배 높은 수치다.
양이원영 의원은 “수소경제활성화 로드맵에 따라 2040년 확충되는 연료전지발전설비가 무려 8GW에 달한다”라며 “이를 모두 그레이수소로 가동하면 국내 온실가스는 2,500만톤 배출될 전망으로 연료전지발전이 탄소중립과 기후변화 대응에 오히려 후퇴하는 측면이 있다”고 지적했다.
이어 “그레이수소를 이용한 국내 연료전지발전을 청정에너지라고 정의할 수 있을지 의문”이라고 덧붙였다.
연료전지발전의 비경제성도 드러났다. 5개 발전사 자료에 따르면 2020년 연료전지 발전단가는 200.2원/kWh로 132.7원/kWh인 LNG발전에 비해 약 1.5배 높았다. 지난해 연료전지 연간발전량을 LNG발전단가로 단순 전환계산했을 경우 약 2,340억원을 절감할 수 있었다.
양이 의원은 “그레이수소 연료전지발전사업은 온실가스 배출은 물론 경제성도 떨어진다”라며 “그린수소 생산기반계획이 마련될 때까지 해당사업은 전면 재검토돼야 할 것”이라고 밝혔다.
산업부, “연료전지발전, 온실가스 배출량 낮아"
이러한 양이원영 의원의 주장에 산업부는 발전용 연료전지의 온실가스 배출량이 LNG발전대비 1.4배라는 주장은 현재도 사실이 아니며 앞으로 청정수소활용을 확대해 친환경 전원으로 발전시켜나갈 계획이라고 밝혔다.
산업부의 관계자는 “CO₂배출량 측정치는 해당 연료전지설비 모델, 설치 시점에 따라 상이할 수 있으나 현재 시장에서 주로 설치되고 있는 2가지 발전용 연료전지모델의 CO₂배출량은 각각 358g/kWh, 261g/kWh 수준”이라며 “이는 현재 국내 전력계통망의 CO₂배출계수 459g보다 낮은 수치이며 LNG발전 CO₂배출계수 389g대비 낮은 수준”이라고 말했다.
이어 “석유화학 등 공정에서 생성되는 부산물인 부생수소를 사용해 별도의 CO₂를 배출하지 않는 연료전지 발전소도 있으며 정부는 이러한 부생수소 사용을 권고하고 있다”라며 “1,600만톤의 CO₂배출은 기존에 허가된 5GW 이상 연료전지발전사업이 모두 실현될 것을 전제하고 있으나 연료전지를 포함한 신재생에너지원은 허가받은 전원 중 경제성을 확보할 수 있는 일부전원만이 시장에 진입할 수 있다”고 덧붙였다.
정부는 2019년 수소경제로드맵에 명시된 계획에 따라 발전용 연료전지를 단계적으로 보급할 계획이다. 또한 청정수소발전구매공급제도(CHPS) 도입을 통해 경제성이 높은 설비를 중심으로 로드맵상 보급목표에서 제시한 설비용량 내에서 보급해나갈 방침이다.
산업부의 관계자는 “현재 국내·외를 막론하고 그린수소가 사용화되지 않아 과도기 연료로 추출수소를 사용하고 있으나 CO₂배출에 대한 주장은 2040년까지 그레이수소를 사용할 것을 전제해 CO₂배출량을 산출했다”라며 “정부는 최대한 조기에 청정수소로 연료전환을 추진코자 하며 이는 2030 국가온실가스감축목표에 국내 수소공급 중 CO₂가 배출되는 추출수소 비율을 40% 미만으로 줄여나갈 계획으로 반영됐다”고 밝혔다.
이어 “이를 위해 정부는 CHPS 및 ‘청정수소인증제’ 도입을 통해 연료전지의 연료를 청정수소로 최대한 조속히 전환할 것”이라며 “연료전지발전은 CO₂배출 측면 외에도 미세먼지의 원인인 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 저감 측면에서 청정에너지 발전원으로 종합적으로 고려할 필요가 있다”고 덧붙였다.
양이원영 의원, "산업부 제시자료, 비교대상 설정 오류"
산업부의 반박에 양이원영 의원은 "연료전지발전의 온실가스 배출량은 LNG발전의 온실가스 배출량보다 높다"라며 ”산업부가 수치를 교묘히 이용해 진실을 가리고 있으며 그레이수소를 사용하는 연료전지의 온실가스 배출문제를 해결해야 한다”고 재차 주장했다.
이어 “산업부가 주장하는 발전용 연료전지모델 중 하나의 CO₂배출량 261g/kWh는 열 활용률 72%를 기준으로 산정한 배출계수로 전력 온실가스배출계수에 열활용까지 더하면 당연히 온실가스배출계수는 절반가량으로 낮아질 수밖에 없다”라며 “같은 양의 연료를 사용해 전기만 생산하고 열은 버리는 경우와 전기와 열을 함께 사용하는 경우를 비교하는 것은 어불성설로 이와 같은 논리라면 열을 활용하는 연료전지 온실가스배출계수의 비교대상으로 LNG발전이 아닌 열병합 가스발전이 돼야 한다”고 덧붙였다.
양이 의원은 또한 “산업부가 주장하는 다른 발전용 연료전지모델의 CO₂배출량 358g/kWh는 불룸에너지 홈페이지에 있는 789파운드/MWh를 환산한 수치로 연료전지 업체의 이론적인 수치를 중앙정부 부처가 주장하고 있는 것”이라고 지적했다.
양이원영 의원실에서 제시한 수치는 발전 5개사로부터 받은 27개의 발전기의 2020년 실제 발전량과 CO₂ 배출량을 통해 계산한 실측데이터로 전체 5개 발전사의 연료전지 발전별 온실가스 배출량을 연간 생산하는 전력량으로 나눠 산출했다.
또한 5개 발전사에서 제공한 2018~2020년 발전사별 연료전지 온실가스배출계수 평균값을 계산해도 503.6g/kWh로 산업부의 수치와는 큰 차이를 보이며 LNG발전의 온실가스배출계수 389g/kWh보다 월등히 높다.
양이원영 의원은 “산업부는 부생수소가 석유화학공정의 부산물로 추가 온실가스 배출이 없다는 점을 강조하지만 최근 5년간 허가받은 177개 연료전지발전 중 부생수소를 이용한다고 발전허가를 받은 곳은 단 한곳밖에 없다는 것이 현실”이라며 “연료전지는 기술별로 발전효율이 달라 온실가스배출계수가 다르며 그렇다 하더라도 미국 에너지부 자료에 따르면 연료전지 발전효율은 39~57%로 최고 발전효율이 57%를 넘지 못하는 반면 LNG 복합발전의 효율은 57~63%에 달한다”고 밝혔다.
이어 “연료전지는 가스를 바로 사용하는 가스발전과 달리 가스를 개질해 추출한 수소를 사용하므로 에너지효율이 더 떨어지므로 온실가스가 더 배출된다는 것은 당연한 논리”라며 “비싸고 비효율적인데다가 경직성 전원인 연료전지발전이 그레이수소를 사용해 온실가스가 더 나오고 있으며 이를 어떻게 개선시킬지 방향을 제시하는 것이 산업부의 역할이 아닌지 생각해보기 바란다”고 덧붙였다.
LNG 개질을 통해 운영되고 있는 연료전지발전소가 기존 LNG발전소보다 온실가스 배출량이 많고 경제성도 낮은 것으로 나타나 연료전지발전사업을 재검토해야 한다는 주장이 제기됐다. 
특히 5개 발전사 자료를 검토한 결과 그레이수소를 사용한 LNG개질 연료전지발전을 통한 온실가스배출량은 548g/kWh인 것으로 나타났다. 389g/kWh인 LNG발전소 배출량대비 1.4배 높은 수치다. 
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