열병합 에너지, 발전 후 폐열 활용해 만든 친환경 에너지 [지식용어]

[시선뉴스 문선아 인턴] 우리나라 주요 발전소는 대부분 화력 발전소와 원자력 발전소다. 이 두 발전소의 가장 큰 단점은 환경오염의 원인이 된다는 점. 그리고 전기를 생산할 때 발생하는 열의 손실이 크다는 것이다.

보통 화력 발전소나 원자력 발전소에서 발전을 위해 들어간 에너지 중에서 전기로 바뀌는 것은 35% 정도밖에 안 된다. 전기를 생산할 때 발생한 나머지 열은 모두 쓰지 못하는 폐열이 되어서 밖으로 버려진다.

이렇게 버려지는 폐열은 에너지를 낭비하는 것일 뿐만 아니라 바다로 들어가면 어장이나 바다 생태계를 망치기도 한다. 열병합 발전기는 화력발전소에서 버려지는 열을 이용할 수 있도록 만든 친환경 발전기다. 열병합 발전기의 규모는 큰 것부터 작은 것까지 다양하여 규모에 맞게 사용된다.

열병합 에너지를 만드는 구조는 화력 발전소에서 화석에너지(석탄, 석유)를 태워서 물을 끓인다. 끓은 물을 이용해 증기 터빈을 돌려 전기를 생산하고, 이 물로 냉각수를 이용해 난방을 하는 구조이다. 폐열을 이용하여 생산한 고압증기는 염색 등 생산 공정에, 온수는 주로 가정용 지역난방에 사용된다.

증기를 대량으로 사용하는 공장에서는 자가용 화력발전소를 이와 같이 운영하는 곳도 있다. 증기 터빈 이외에 가스 터빈이 쓰이는 경우도 있는데, 가스 터빈의 배기가스로 보일러에 열을 가하여 증기를 발생시켜, 냉난방·동력 등에 이용한다. 아파트 단지나 공동주택에서는 소형 열병합발전을 이용해 전기요금을 절약할 수 있다.

유럽 여러 도시에서는 열병합 에너지가 널리 이용되며, 각 가정에 전력과 함께 난방용 증기가 발전소에서 공급된다. 한국에서도 서울 마포구 당인동 서울화력발전소, 일산 열병합 발전소, 소수의 공장에서 그 예를 볼 수 있다.

열병합 에너지의 활용을 가장 잘하는 곳은 베를린의 열병합발전소다. 베를린에서는 열병합 발전소를 통해 나온 마지막으로 증기를 다시 한 번 열교환기를 통과시켜 난방 및 온수용 물을 만들어서 이용한다. 에너지의 90% 이용은 이렇게 세 차례에 걸쳐 에너지를 최대한 이용함으로써 얻어지는 것이다.

아직 우리나라는 원자력이나 화력 발전소에 의존도가 높다. 그러나 전 세계적으로 탄소배출권에 관한 이슈나 이웃나라 일본의 원자력 발전소로 인한 사고의 위험성을 생각하면 열병합 에너지와 같은 차세대 에너지에 개발이 시급하다.

앞으로 열병합 발전소 등의 차세대 에너지를 잘 활용하여 사람과 환경에 모두 이로운 에너지 발전이 되어야 될 것이다.