열병합발전(CHP) 증설이 사실상 막히면서 집단에너지 업계가 기존 설비를 보완할 수 있는 외부 열원과 사업모델을 찾는 데 집중하고 있다.

최근 집단에너지 업계에서는 기존의 LNG 중심 열공급 구조만으로는 중장기 정책 환경에 대응하기 어렵다는 인식이 확산되면서 기존 설비와 네트워크에 현실적으로 결합 가능한 열원을 모색하는 움직임이 이어지고 있다.

이런 흐름은 집단에너지 시장의 약 절반을 차지하는 한국지역난방공사의 올해 사업 방향에서도 확인된다. 한난은 올해 중점 추진 과제로 ▲미활용열 이용 확대 ▲P2H 등 섹터커플링 확대 ▲전남권 스마트시티(솔라시도) 에너지사업을 제시했다.

미활용열 분야에서는 반도체 및 데이터센터에서 발생하는 폐열 활용 사업을 추진 중이다. 삼성전자와 업무협약을 체결했으며 오는 2027년부터 열 공급을 시작할 계획이다.

또한 화성지사에 20MW급 P2H 실증사업을 추진하고, 전남 지역에서는 전극보일러 기반 P2H를 적용해 기존 열원을 대체하는 ‘무탄소 지사’ 모델도 검토 중이다. 솔라시도 스마트시티에서는 미활용열과 재생에너지 전력을 연계한 ‘열·전력 통합형 스마트 에너지허브’ 구축을 추진할 예정이다.

이처럼 한난을 중심으로 집단에너지 업계 전반에서 미활용열과 P2H(Power to Heat) 확대가 주요 대안으로 거론되는 분위기다.

미활용열은 신규 설비 투자 부담이 상대적으로 낮고, 연료비 변동성 완화에도 기여할 수 있다는 점에서 현실적인 대안으로 평가된다. 실제로 2024년 기준 외부 수열 가운데 발전소 발전배열이 51.6%로 가장 큰 비중을 차지했고, 폐기물 소각열이 36.0%, 산업폐열이 11.0%, 하수열이 1.4% 순으로 나타났다.

다만 미활용열은 열원이 인근에 존재해야 하고, 열의 품질이 일정 수준 이상 유지돼야 한다는 제약이 따른다. 미활용열 활용이 입지 여건에 크게 좌우된다는 얘기다. 실제로 도심에 위치한 지역난방 사업자의 외부 수열 비중은 43.2%에 달하는 반면, 산업단지는 7.2%에 그쳐 입지별 활용 여건의 차이가 뚜렷한 것으로 나타났다.

P2H는 재생에너지 확대에 따른 잉여전력 문제를 흡수하는 동시에 간절기 열수요 변동에 대응할 수 있는 수단으로 주목받고 있다.

히트펌프도 정부가 적극적인 정책 시그널을 보내면서 업계의 검토 대상에 올랐다. 집단에너지 업계는 그동안 산업폐열과 발전배열 회수에 히트펌프를 활용해 왔지만 대부분 소규모에 그쳤다. 지역난방 기준 100℃ 내외, 산업용 180℃ 이상의 대용량 히트펌프는 추가적인 기술 실증이 필요한 상황이다. 초기 도입비와 전기요금 등 경제성 역시 해결해야 할 과제로 꼽힌다.

이러한 업계 움직임의 배경에는 LNG 기반 열병합발전의 확장성이 제한되고 있다는 현실이 자리한다. 신규·증설 CHP는 LNG 용량시장의 방향성이 불투명한 상황에서 사실상 멈춰선 상태다. 시장이 열리더라도 공급 물량이 제한돼 경쟁이 치열해질 것이란 관측이 우세하다.

여기에 정부가 열에너지 탈탄소화를 주요 정책 과제로 설정하고, 청정열·미활용열·전기화 기반 열전환 기술을 중심으로 정책 시그널을 강화하고 있다는 점도 업계 판단에 영향을 미치고 있다.

다만 이러한 정책·시장 환경 변화 속에서도 집단에너지 열공급 구조는 여전히 열병합발전에 크게 의존하고 있다. 한국에너지공단에 따르면 2024년 말 기준 집단에너지 총 열생산량 9157만3000Gcal 가운데 자체 설비에서 생산한 열이 80.9%, 외부 수열이 19.1%를 차지했다.

자체 설비 중에서는 CHP 비중이 63.4%로 가장 높았고, 열전용보일러가 7.6%, 연료전지·히트펌프 등 기타 설비가 9.9%를 차지했다. 사실상 집단에너지 열공급 구조가 CHP를 중심으로 형성돼 있음을 보여준다.

때문에 이 같은 구조를 단기간에 전면적으로 전환하기는 현실적으로 쉽지 않다. 이에 따라 업계의 관심은 CHP를 대체할 새로운 주력 열원보다는 기존 설비와 네트워크에 결합 가능한 보조 열원으로 모이고 있는 것이다.

업계 한 사업자는 “CHP를 유지하면서 무엇을 얼마나 붙일 수 있는지가 관건”이라며 “열공급 안정성을 중심으로 설비 운영 방식과 비용 회수 구조 전반의 변화를 염두에 두고 사업 전략을 검토하고 있다”고 말했다.

출처 : 전기신문(https://www.electimes.com)