당진시는 화력발전과 철강업체가 밀집되어 있어 온실가스 배출량이 국내 최고라고 한다. 즉 충남 발전연구원은 당진화력발전소 9, 10호기가 완성되는 2015년에 온실가스 배출량이 5,220만 톤으로 전국 1위인 전남 광양시의 연간 3,552만 톤보다 1,698만 톤(48.2%)이 많이 배출된다고 밝혔다.

사실상 당진에서 생산되는 전력규모는 9,413MW로 국내 최대 규모이다. 이는 국내에서 가장 규모가 큰 태안화력발전 6,470MW와 비슷한 6,060MW이면서 민자 발전회사인 GS EPS가 LNG복합 화력발전소 1~3호기 1,503MW, 5호기 950MW, 바이오매스 발전소 100MW 등이 있다. 이어서 현대제철의 부생가스를 활용하여 발전하는 현대 그린파워 1 -8호기 800MW가 있는 것이다.

여기에 당진에는 현대제철 1, 2, 3고로가 연간 1,200만 톤의 철을 생산할 수 있는 일관 제철소를 보유하고 있다. 이어서 국내 굴지의 철강업체인 동부제철, 동국제강, 환영철강 등이 입주하여 있어 조강능력은 2,125만 톤으로 포항의 1,935만톤, 광양의 1,810만 톤을 넘어서는 국내 최대 규모의 철강단지가 조성되고 있다.

이와 같이 석탄을 원료로 하는 화력발전과 철강 산업이 밀집되어 있어 국내 최고의 온실가스를 배출하는 것은 너무나 당연한 일이다. 그렇지만 사용되고 있는 에너지의 60%이상이 폐열로 버려지고 있는데 이를 회수하고 있는데 이를 재활용할 수 있는 아무런 기술개발을 추진하고 있지 않은 것이다.

일본에서는 현재 사용되는 에너지의 약 60%가 대기 또는 하천에 버려지고 있는데 이 폐열 에너지를 열펌프나 열교환기, 파이프라인을 이용하여 열원이나 온수로 재활용하고 있다. 특히 도쿄 내에는 민간 생활용 열 수요에 거의 맞먹는 연간 43조㎉에 달하는 폐열 에너지를 이용하여 기존 냉난방 시스템을 대체하려는 프로젝트를 추진하고 있다.

이것이 실현될 경우 질소산화물을 60~80% 삭감할 수 있고 2020년까지 일본의 CO₂증가량을 약 10%감소시킬 수 있다고 한다. 이런 움직임이 국내에서도 확산되고 있어 당진시에서 폐열 회수시스템을 도입한다면 당진경제 활성화에 크게 도움이 될 것이다.

국내 최대 철강업체인 포스코는 전력량의 58%를 폐열과 폐가스의 전기로 충당하여 쓰고 남은 에너지 가운데 9%는 자회사인 포스코 켐텍 등에 팔아 수입을 올리고 있다. 그리고 제철소에서 발생하는 폐열을 온수로 재생산해 지역난방용으로 공급하여 포항지역 5천 가구 주택단지와 포항공대 등 지역 곳곳에 폐열 난방을 공급하고 있다.

현대제철(당진 제철소)은 고로와 코크스 설비, 제강설비 등에서 발생하는 고온의 부생가스를 활용해 시간당 400MWh의 전력을 생산한다. 이는 고로 제철소 전력소모량의 75 -80%에 해당되는 연간 350만MWh의 전력을 생산하고 있다.

화석연료를 사용하여 이 정도 규모의 전력을 생산하려면 연간 약 113만 톤의 석탄이 소요된다. 실제로 당진 제철소에서 발생하는 부생가스양은 970만Gcal 중 560만Gcal 열원 등으로 재활용되고 나머지 410Gcal는 제철소 내 자기발전을 통해 재활용되고 있다.

2017년, 당진시 온실가스 배출량은 7200만여톤으로, 이는 전국 229개 기초지자체 가운데 온실가스 배출량 1위인 11.3%를 차지하고 있다.

이 중에서 온실가스 직접배출량은 에너지 산업에서 61%를 차지하는 4,176만여톤을 배출하고 있으며, 이 중에 발전소(전기를 만들어 사용하는 발전시설 등)가 3,959만톤(95%), 산업 연소(일반 공장) 130만톤(3%), 수송이 64만톤(2%) 순이다.

나머지는 전기로를 이용하는 철강업체들이 많아 간접 배출량이 3,024MW나 된다. 만일 직접 배출량인 4,176만여톤에서 나오는 폐열을 100%활용한다면 2,505MW나 되는 것이다.

이는 전체 배출량의 35%를 차지하고 있는 것이다.

그런데 당진시 가 2050 탄소중립 시나리오를 살펴보면 2050년까지 신재생에너지로 100% 전환하는 것이다. 이는 재생에너지 기반 RE100 산업단지 및 마을·단지에 스마트 그리드를 통한 친환경 에너지로 완전히 전환하며. 또한 수소환원제철 공법을 확대해 수소경제 시대와 산업공정의 고효율화를 이루며, 친환경자동차 충전소와 관련한 인프라를 확충해 내연기관 차량을 전량 퇴출하는 것이힝다. 그리고 2030년에는 온실가스 배출량이 2017년 대비 4,300만여톤이나 감소시켜 나간다는 것이다.

그런데 우리나라 전기료가 다른 선진국에 비교하여 2배나 높기 때문에 실질적으로 신재생에너지를 통한 온실가스 감축은 어렵다는 결론이다. 이에 윤석열 정부는 탈원전을 들고 나왔지만

핵폐기물에 대한 처리기술이 개발되지 않은 상황에서 이 역시 실현되기 어려운 실정이다.

결국 에너지 효율을 통하여 탄소감축을 도모하지 않으면 아무런 대책이 나올 수 없는 상황인 것이다.

이를 위해서는 우선 전문기관에 위탁하여 당진산업단지에 폐열원 실태를 정확하게 파악하여야 한다. 그리고 폐열 배출업체는 회수 가능한 한 자체 설비에 재활용할 수 있는 방안을 우선적으로 검토해야 하고 나머지 여유분을 활용하여 당진경제에 기여할 수 있는 방안을 모색하여 나가야 한다. 당진경제 활성화를 위해서 폐열회수시스템은 다음과 같은 방향에서 방안을 마련해야 될 것이다.

첫째, 미 분양된 당진산업단지의 기업유치를 위한 수단으로 활용할 수 있다.

당진 산업단지에는 아직까지 미분양된 부문이 많아 기업을 유치해야 될 입장이다. 폐열을 활용할 수 있는 ‘스팀 하이웨이’가 구축된다면 입주업체들은 저비용으로 에너지를 사용할 수 있게 되어 그만큼 생산단가를 낮출 수 있는 계기가 마련된다. 따라서 기업을 유치하는데 큰 강점으로 작용하게 될 것이다.

국내 최대 산업단지인 울산 미포산업단지에서는 버려지는 열에너지를 주변의 다른 기업에 새 에너지원으로 활용할 수 있게 공급하는 ‘스팀 하이웨이’가 구축되어 있다. 공단 내 다른 6개 기업이 연간 72만 톤, 시간당 100만 톤씩 실어 나르고 있다. 이로써 기업들은 연간 210억원의 비용을 절감할 수 있다고 한다.

앞으로 인근 잉여 폐열발생기업(공급자)과 폐열수요자(사용자)가 스팀 하이웨이에 접속배관만 연결하면 더 많은 스팀네트워크가 구축될 수 있어 미포 산업단지 내 기업들에겐 생산원가를 절감시킬 수 있는 계기가 마련되고 있다고 한다.

둘째, 전문 농업단지를 구축할 수 있는 유리온실 등의 에너지원으로 활용될 수 있다.

당진시는 당진항만 건설과 수도권 요충지로 발전하면서 2030 도시기본계획을 수립, 30만 명품자족도시를 건설하고자 하는 목표를 갖고 있다. 그렇지만 전통적인 농촌경제의 모습은 여전히 지니고 있어 폐열을 활용하여 전문농업단지를 구축한다면 저비용으로 농작물을 경작할 수 있어 규모화와 상품화를 촉진시킬 수 있는 계기가 되어 농촌경제를 되살릴 수 있는 밑거름이 될 것이다.

경남 하동군에서 화력발전소의 부산물인 온배수 폐열과 이산화탄소(CO2)를 활용해 첨단 그린영농단지를 운영하는 시범사업을 추진하고 있다. 즉 하동화력의 온배수 폐열과 CO2를 활용해 CO2 Village 영농단지 시범사업을 민관 공동을 추진함으로써 자원과 에너지를 절약하고 지역상생 모델을 개발하는 프로젝트가 진행되고 있다.

그린영농시범단지는 하동화력 제1회사장 압성토부지 4만5000㎡에 최첨단 유리온실 또는 시설하우스와 폐열회수 히트펌프, CO2 주입 및 양액 재배시설, 모니터링 설비 등을 갖춰 하동화력에서 나오는 폐열과 CO2를 에너지원으로 사용하게 된다.

그린영농시범단지는 지역 농업인과 원예나라 등을 대상으로 조합원을 모집해 농업 영농법인 SPC를 설립, 운영하게 된다. 이를 위해 협약기관은 발전소 온배수를 활용한 첨단 시설원예·양식단지 공동개발 및 지원 계획을 수립·건설하는데 상호 협력하고, 선진 영농기술 및 농수산물 생산시설 운영을 통해 농어촌 경제 활성화 및 정보·인적 교류에 노력하고 있다.

또한 발전소 주변지역의 지원 사업 발굴 및 확대를 통해 농업인의 소득증대와 고용창출, 지역발전에 공동 노력하며, 영농·영어 기술인력 양성을 위한 교육·훈련 및 홍보 지원에도 협력하기로 했다. 이 사업이 추진되면서 발전 부산물을 활용한 지역 농어업과의 상생경영 실현은 물론 농어업인의 소득증대 및 일자리 창출을 통한 농어업 경쟁력 강화에 크게 기여하고 있다.

셋째, 시민들이 활용할 수 있는 복지시스템에도 활용 될 수 있다.

경기도 용인시에서는 시민체육센터의 스팀사용료, 즉 냉난방 시설을 가동하는 데 필요한 비용은 전부 무료이다. 때문에 인근에 거주하고 있는 주민들은 전체 시설에 대해 기본 사용료의 60% 할인된 가격으로 이용할 수 있는 특권이 주어진다. 수영장과 헬스장, 스쿼시 등을 이용하는 주민들은 2만원대의 사용료만 지불하면 된다. 이는 지자체에서 운영하는 소각폐열을 활용하기 때문에 가능한 일이다.

소각폐열이란 생활쓰레기 등에서 나오는 가연성 폐기물을 쓰레기 소각장의 소각로에서 태우며 발생하는 연소열을 말한다. 우리나라에서는 이 열을 가지고 증기나 온수, 전기 등의 에너지로 회수해 이용하고 있다. 최상의 시설을 갖춘 헬스장부터 수영장, 스쿼시, 골프연습장, 사우나까지 모두 한 곳에 모여 있다. 이곳은 아이부터 어르신까지 하루 1,000여명에 달하는 시민들이 이용하고 있다고 한다.

일반적으로 사용되고 있는 열 회수장치의 종류는 ·히트펌프 설치 (흡수식, 압축식 등)·잉여 또는 공정폐증기 이용장치·증기터빈 (폐증기 이용 복수터빈, 감압터빈 등), 응축수 회수장치 (Flash Vessel, 탈기기시스템, 고온고압펌프 등), 폐열보일러 (공정폐열회수, 소각폐열회수, 가열로배가스열회수), 폐열열교환기 (공기예열기, 절탄기, 축열식 열교환기) 등 각종 폐열활용 기술을 이용할 수 있다, 당진시는 당진산업단지의 입주기업들의 에너지 효율성을 높이고 온실가스를 감축시켜 나갈 수 있는 폐열 활용방안을 적극적으로 마련, 실행해야 할 것이다.

이와 같이 국내 최고의 환경오염을 우려하는 당진시에게 폐열 회수 재활용이라는 새로운 기회가 주어지고 있다. 이를 적극적으로 활용한다면 기업유치. 농촌경제 활성화, 저렴한 복지시스템에도 도움이 될 것이다. 따라서 당진시민들이 적극적으로 나서서 환경오염을 감축시키고 당진경제를 활성화시킬 수 있는 폐열 회수시스템을 도입시켜 나갈 수 있도록 노력해야 할 것이다.