“탄소포집 비용 낮추려면 발전소 늘려 ‘규모의 경제’ 실현해야”

한전경영연구원, LCOE 절감 방안 제시
발전소 규모↑, 비용요소 낮은 지역 운영
"석탄화력발전소, 포집 비용 상대적 저렴"

동해가스전을 활용한 중규모 CCS 사업 조감도/한국석유공사

탄소 포집(CCS)이 석탄화력발전소 탈탄소화의 핵심 대안으로 부상하고 있는 가운데 탄소포집비용(LCOE)이 걸림돌이라는 지적이 나오면서 발전소 규모를 늘려 '규모의 경제'를 실현해야 한다는 전문가 주장이 제기됐다.

2일 한전경영연구원에 따르면 LCOE 절감을 위한 방안으로 △발전소 규모 늘려 규모의 경제 실현 △인건비, 연료 및 전력가격 등 비용 요소 가격 낮은 지역에서 CCS 운영 △기술혁신을 통한 포집률 향상 등이 제시됐다.

CCS는 발전소 및 산업체 등이 화석연료를 사용할 때 발생하는 이산화탄소를 포집한 후 압축·수송 과정을 거쳐 육상 또는 해양 지중에 저장하는 기술이다.

석탄화력발전소는 2022년 기준 전 세계 발전량의 약 38%인 1만1000TWh(테라와트시)를 생산했지만, 약 94억t(톤)의 이산화탄소(CO2)를 배출하면서 전력 부문 총배출량 72.3%를 차지했다. 석탄 화력 부문의 탈탄소화 및 LCOE 절감이 필요한 이유다.

박주원 한전경영연구원은 "현재 화석연료 발전 중 탄소 배출량이 가장 많고, 가스 발전 대비 포집 비용이 상대적으로 저렴한 석탄화력발전소 중심으로 CCS 기술이 우선 적용되고 있다"면서 "발전소 규모가 커질수록 연간 배출되는 탄소량이 많아져 CCS의 LCOE가 하락할 수 있다"고 지적했다.

실제 2014년 캐나다에서 가동을 시작한 바운더리 댐(Boundary Dam) 석탄화력발전소에 적용된 포집 기술 및 설비를 기반으로 LCOE를 산정한 결과, 가스 복합 발전소 CCS의 CO2 1t당 LCOE는 92달러로 집계됐다. 석탄화력발전소는 30%가량 낮은 64달러 수준으로 나타났다.

이는 연소 가스 내 CO2 농도가 높을수록 포집률이 상승해 LCOE가 낮아지기 때문이다. 가스 발전의 연소가스 내 CO2 농도는 약 4.1%인데 비해 석탄화력발전의 경우 3배가 넘는 12.5% 수준이어서 석탄 발전 LCOE가 상대적으로 낮게 나타난다.

인건비, 연료 및 전력가격 등 비용 요소 가격이 낮은 지역에서 CCS를 운영하는 경우에도 LCOE를 낮출 수 있다. 가스 발전의 포집 비용은 미국에 비해 브라질에서 15%가량 낮았으며, 석탄발전의 경우 인도가 미국보다 약 28% 낮게 나타난 것으로 분석됐다. 실제 CO2 포집률이 10% 상승할 때 LCOE는 6.2%~7.6% 하락했다.