[신년호] 석탄발전과 LNG발전 비교 분석

[에너지경제신문 최윤지 기자] 정부의 탈석탄 기조에 따라 신규 석탄발전소 건설 중단과 노후 석탄발전소 폐지가 추진되고 있다. 산업통상자원부는 2019년 6월 ‘제3차 에너지기본계획’을 통해 신규 석탄발전소를 더는 짓지 않고 노후 석탄발전소는 폐지하는 방안을 제시하는 한편 LNG(액화천연가스)발전 비중을 더 늘리는 ‘환경급전’을 도입할 예정이라고 밝힌 바 있다.

2018년 전체 발전량에서 석탄발전은 41.9%, LNG발전은 26.8%의 비율을 차지했다. 석탄발전과 LNG발전은 크게 발전비용과 미세먼지를 비롯한 오염물질 배출 측면에서 비교할 수 있다. 발전단가 측면에서는 석탄발전이 우세하지만 환경급전을 고려했을 때 격차가 줄어들 전망이다. 대기오염물질 비교 결과 LNG발전은 석탄발전과 비교했을 때 대기오염물질을 1/8배 배출하는 것으로 나타났다. 그러나 LNG발전 역시 연료를 연소시켜 에너지를 얻는 ‘화력’발전의 일종으로 소량이라도 대기오염 물질을 발생시키므로 청정에너지는 아니라는 시각이 있다.

◇LNG 정산단가 석탄보다 34원 비싸… 환경급전 고려 시 격차 해소

한국전력 전력통계속보에 따르면 2018년 국내 석탄발전량은 23만8435GWh(기가와트시)로, 전체 발전비중 41.8%를 차지했다. 이는 2017년 석탄발전량 23만8799GWh와 비슷한 수준으로, 2010년 20만GWh를 넘어선 이후 8년간 비중이 대체로 늘었다. 지난해 LNG는 15만2802GWh로 26.8%를 차지했다.

◇ 에너지원별 발전량 현황
(단위 : GWh, %)
		계	석탄	가스
2016년	발전량	540,441	213,803	121,018
	비중	100	39.6	22.4
2017년	발전량	553,530	238,799	126,039
	비중	100	43.1	22.8
2018년	발전량	570,647	238,967	152,924
	비중	100	41.9	26.8

LNG 발전의 전력 구매 정산단가는 2019년 1~9월 평균 1kWh당 121.2원으로 석탄발전 87원보다 34.2원가량 비싸다. 석탄발전을 감축하고 LNG 발전량을 늘리면 비용도 늘어난다. 비용 감당을 위한 전기요금은 정해진 수순으로 보인다.

◇ 연료원별 정산단가
(단위 : 원/kWh)
기간	유연탄	LNG
2019년 9월	76.5	102.6
2019년 8월	88.8	124.5
2019년 7월	86.2	120.4
2019년 6월	77.0	105.1
2019년 5월	73.7	94.1
2019년 4월	84.8	114.2
2019년 3월	94.5	136.0
2019년 2월	96.7	142.4
2019년 1월	104.8	151.8

그러나 환경급전을 도입하면 상황은 달라질 수 있다. 환경급전이 도입되면 저렴한 연료비 순서를 우선하는 경제급전과 대조적으로 생산단가에 반영이 안 된 온실가스 배출권, 약품 처리, 석탄폐기물 등 환경비용을 추가하게 된다. 이를 통해 석탄과 LNG의 가격 격차를 훨씬 더 줄이게 된다는 분석이 있다. 발전 단가는 LNG가 더 비싸지만, 석탄발전 가동으로 미세먼지, 온실가스 발생 등 사회적 비용까지 포괄하면 오히려 LNG가 더 저렴하다는 것이다.

이에 대해 정부는 "환경급전 도입은 이미 2017년 12월 제8차 전력수급계획에서 밝힌 바 있다"며 "급전순위 결정 시 기존 연료비와 발전효율뿐만 아니라 환경비용도 반영하는 환경급전 도입의 취지에는 업계도 공감하고 있다"고 설명했다. 이어 환경급전의 효과를 기대하며 "LNG 대비 유상할당량이 많은 석탄의 배출권 구매비용이 높기 때문에 환경급전 실시로 석탄의 발전량이 감축할 것"이라며 "향후 충분한 의견수렴을 통해 합리적인 방안을 마련할 계획"이라고 밝힌 바 있다.

발전효율 측면에서도 LNG가 석탄을 앞선다. 석탄 발전효율은 통상 40% 수준이지만 LNG는 복합발전으로 50~60% 안팎의 발전효율을 기록하고 있다. 온수와 난방까지 만드는 열병합발전 단계까지 가면 발전효율이 80%를 웃돈다.

이를 의식한 듯 현재 여러 발전사에서 정부의 탈석탄 정책과 에너지 효율을 비교해 석탄화력발전소를 LNG발전소로 전환하는 작업을 추진하고 있다. 한국남동발전은 2019년 8월 삼천포화력 5·6호기를 LNG 발전소로 교체하는 안건을 통과시킨 바 있으며 한국서부발전 역시 2019년 9월 석탄화력발전소인 태안화력 3·4호기를 LNG 발전소로 전환한다고 의결한 바 있다. 이에 대해 서부발전은 "LNG 발전소가 석탄 발전소보다 미세먼지 등 오염물질 배출이 적은 점이 고려됐다"고 설명했다.

◇석탄발전 LNG발전보다 초미세먼지 최대 6.6배 배출

환경부 자료에 따르면 석탄발전이 LNG발전보다 초미세먼지를 최대 6.6배 배출하는 것으로 조사됐다. 2014년 이후 설치된 최근 LNG발전소(안동, 동두천)와 최신 석탄발전인 영흥화력의 배출량을 비교하면, 석탄발전이 LNG발전보다 초미세먼지(PM2.5)를 최대 6.6배 배출해 LNG발전이 석탄발전보다 친환경적인 것으로 나타났다.

1MWh(메가와트시)의 동일전력을 생산할 때 석탄발전소 평균 미세먼지 배출량은 116g으로 LNG발전소의 미세먼지 배출량 11g의 약 10배에 해당하는 미세먼지를 배출하는 것으로 확인됐다.

◇ 석탄 및 LNG 발전량 대비 오염물질 배출량 비교
(단위 : kg/MWh)
발전소	영흥 5·6호기	최신 LNG 복합	석탄발전	LNG발전
(준공연도)	2014	2014∼2015	전체	전체
대기오염물질	0.148	0.069	0.542	0.14
PM2.5 환산	0.033	0.005	0.116	0.011
* 최신 LNG  복합화력은 최근 방지시설이 설치된 안동 및 동두천 복합화력

LNG 발전은 황산화물과 먼지를 거의 배출하지 않아, 석탄발전보다 초미세먼지와 발전소 배출 대기오염물질인 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 총먼지(TSP) 대기오염물질 배출이 적다.

LNG 발전의 초미세먼지 배출은 석탄발전의 1/8배, 직접 배출되는 대기오염물질은 석탄발전의 1/3 이하 수준이다. 2017년 기준 석탄발전의 연간 초미세먼지 배출량은 2만7000톤으로 발전소에서 배출한 미세먼지의 90%가량 차지했으나 LNG발전은 1690톤에 불과했다. 대기오염물질 총량으로 비교해도 석탄발전은 12만5000톤이며 LNG발전은 석탄발전의 1/6 수준인 2만1000톤으로 집계됐다.

◇ 발전원별 대기오염물질 비교(2017년)
(kg/MWh)
	SOx	NOx	총먼지	총계	초미세먼지
석탄 발전	0.258	0.291	0.013	0.561	0.12
LNG 발전	-	0.171	-	0.171	0.015
* 초미세먼지는 직접배출  대기오염물질에 환경부 전환계수 적용

정부는 8차 전력수급계획 등에서 2030년까지 전력 부문 미세먼지 배출량을 2017년 대비 약 62% 감축될 것으로 전망하고 있다. 환경급전, 석탄발전의 LNG 연료전환과 환경설비 보강 등을 통해 석탄발전량과 그에 따른 미세먼지 배출이 감소하기 때문이라는 분석이다.

◇ 발전량 비중 및 미세먼지 전망
	원전	석탄	LNG	신재생	기타	미세먼지
2017년 (실적)	26.80%	43.10%	22.20%	5.60%	2.30%	3만4000톤
2030년 (8차 계획)	23.90%	36.10%	18.80%	20.00%	1.20%	1만3000톤 (62%↓)