제Ⅲ장 해외 신재생에너지 활용 집단에너지사업 사례 13
제Ⅲ장 해외 신재생에너지 활용 집단에너지사업
사례
<표 Ⅲ-1> 유럽연합 주요 국가들의 바이오가스 생산량
(단위 : ktoe) 주요 국가 연도1) 매립가스 하수슬러지
가스2) 기타
바이오가스3) 합계
독 일 2008 291.7 384.7 3,553.1 4,229.5
2009 265.5 386.7 3,561.2 4,213.4
영 국 2008 1,416.9 208.6 0.0 1,625.4
2009 1,474.4 249.5 0.0 1,723.9
프랑스 2008 379.3 45.5 28.3 453.1
2009 442.3 45.2 38.7 526.2
이탈리아 2008 339.8 3.0 67.2 410.0
2009 361.8 5.0 77.5 444.3
네덜란드 2008 44.4 48.8 132.5 225.7
2009 39.2 48.9 179.8 267.9
EU 전체 2008 2,888.3 955.7 4,155.3 7,999.3
2009 2,996.8 1,008.4 4,340.9 8,346.0
주 : 1) 2009년은 추정치임 2) 도시와 산업체 포함 3) 분산형 농업 플랜트, 지자체 고형 폐기물 메탄 플랜트, 중앙집중형 CHP 설비 등 포함
자료 : EurObserv'ER, The State of Renewable Energies in Europe, 2010.
<표 Ⅲ-2>에 나타난 바와 같이 바이오가스를 활용한 전력 생산량을
살펴보면, 유럽 전체적으로 바이오가스를 이용한 전력생산은 열병합발 전 설비보다는 전력 전용 생산설비의 비중이 훨씬 높게 나타나고 있 다. 이러한 가운데 네덜란드는 다른 국가들에 비해서 열병합발전을 활 용하는 비중이 높게 나타나고 있다.
한편 <표 Ⅲ-3>에 제시되고 있는 바이오가스 활용 열 생산량은 유럽
전체적으로 보면 열병합발전 설비가 난방전용설비보다는 비중이 높게 나타나고 있다. 그러나 핀란드의 경우 오히려 난방전용설비의 비중이 월등히 높으며, 독일의 경우는 이 둘이 비슷한 비중을 유지하고 있다.
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<표 Ⅲ-2> 유럽연합의 주요 국가들의 바이오가스에 의한 전력 생산량 (단위 : GWh) 주요 국가 연도1) 전력전용 설비 CHP 설비 총전력설비
독 일 2008 8,837.0 1,142.0 9,979.0
2009 11,325.0 1,237.0 12,562.0
영 국 2008 4,844.9 460.0 5,304.9
2009 5,064.7 526.8 5,591.5
이탈리아 2008 1,290.8 308.7 1,599.5
2009 1,374.1 365.5 1,739.6
네덜란드 2008 83.0 651.0 734.0
2009 82.0 833.0 915.0
프랑스 2008 605.6 94.7 700.3
2009 671.4 175.0 846.4
EU 전체 2008 17,364.9 4,049.7 21,414.6
2009 20,394.0 4,773.4 25,167.4
주 : 1) 2009년은 추정치임.
자료 : EurObserv'ER, The State of Renewable Energies in Europe, 2010.
<표 Ⅲ-3> 유럽연합 주요 국가들의 바이오가스에 의한 열 생산량 (단위 : ktoe) 주요 국가 연도1) 난방전용 설비 CHP 설비 총난방설비
독 일 2008 8.2 10.9 19.1
2009 15.2 15.4 30.6
덴마크 2008 5.4 19.5 24.8
2009 4.6 21.8 26.4
핀란드 2008 21.8 1.0 22.8
2009 18.7 1.2 19.9
폴란드 2008 0.4 12.7 22.1
2009 0.5 19.0 19.5
이탈리아 2008 0.0 16.4 16.4
2009 0.0 19.4 19.4
EU 전체 2008 52.2 108.3 160.5
2009 52.0 121.8 173.8
주 : 1) 2009년은 추정치임.
자료 : EurObserv'ER, Biogas Barometer, November 2010.
유럽의 경우, 바이오가스를 생산하는 시설들이 농가용으로 제작된 혐기성 소화조가 대량으로 보급되어 있다. 독일에서는 3,700개 이상, 오스트리아에서는 120개, 스위스에서는 70개 정도의 소형 혐기성 소화 조가 설치되어 있어서 단독 또는 마을 단위로 주택 및 축사의 난방과 전력생산에 소화조를 이용하고 있다. 바이오가스의 생산에는 주로 음 식물류 폐기물 및 가축분뇨를 이용하고 있으며, 잔류물은 액비나 퇴비 로 이용되고 있다.8)
국가별 특징을 살펴보면, 독일은 농업적 매탄화 설비를 발전시켜 농 산물의 바이오가스 처리를 증대하고 있어서 유럽 바이오가스 에너지
생산의 50.5%를 차지하고, 바이오가스 활용 전력생산의 49.9%를 차지
할 정도로 선도적 바이오가스 생산 국가이다. 독일의 바이오가스 협회 에 따르면 4,984개의 메탄화 설비가 존재하고, 이중 1,093개가 2009년 에 설치되었으며 1,893MW의 전력설비를 갖추게 되었다.
이러한 성과는 신재생에너지 발전차액지원제도(feed in tariff)의 이행 에 기인하고 있다. 2009년부터 메탄화 바이오가스에 적용되는 기본요 금은 설비용량에 따라 kWh당 0.079유로에서 0.1167유로에 이른다. 그 리고 2008년 2월에 인센티브 법이 시행된 이래로 천연가스망에 바이 오매탄가스를 공급하기 시작하였다.
한편, 이탈리아는2009년 유럽에서 4번째로 큰 바이오가스 생산국으
로서 444.3ktoe의 생산량을 기록하였다. 2009년 기준으로 약 200MW
의 바이오가스를 활용한 열병합발전 설비가 200여 개가 있으며, 향후
5년 내에 2,000MW의 설비가 계획되어 있다. 이러한 전향적인 농축산
바이오가스의 발전을 이행한 법적 근거는 2009월 7월에 마련된 농축
8) 박대원(2010), p. 108.
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산 바이오가스로부터 생산된 전력에 대한 발전차액지원제도의 시행이
다. 즉, 1MW미만의 설비에 대해서는 kWh당 0.28유로가 지급되고, 더
규모가 큰 설비에 대해서는 이탈리아의 녹색인증시스템에 대한 자격 이 주어지고 있다.9)
영국의 경우는 특히 매립가스로부터의 에너지 회수 의존도가 높게 나타나고 있다. 에너지기후변화부(Department of Energy and Climate Change)에 따르면 2009년 1,723.9ktoe의 바이오가스 생산 중 85.5%를 차지할 정도로 매립가스의 비중이 높다. 이러한 형태의 바이오가스는 신재생에너지 의무인증제(Renewable Obligation Certificates)로 알려진 영국의 녹색인증시스템을 통하여 충분히 활용되고 있다. 특히 영국의 제도는 비용 면에서 가장 효과적인 부문에 유리하도록 편향되어 있고, 매립가스가 다른 신재생에너지 부문보다 생산비용이 더 낮기 때문에 더 높은 관심을 유발하고 있다.10)
프랑스의 경우, 바이오가스는 생산잠재력에 비해서 거의 개발되지 않고 있다. 바이오가스로 생산된 에너지의 대부분이 위험하지 않은 쓰 레기 집하장에서 직접적으로 포집된 바이오가스로부터 생산된 것이며, 대부분은 여전히 이용되지 않고 있다. 300개의 매립가스 중 65개소만 이 바이오가스로 전환되고 있다. 또한 2009년 기준으로 74개의 도시 폐수공장과 90개의 폐수처리시설과 6개의 가정용 쓰레기 메탄화설비 등이 있다. 이에 따라 바이오가스 전력생산은 846.4GWh에 불과하였
다. 그리고 kWh당 0.078~0.093에 이르는 기본요금으로 구분되지만 유
인이 크지 않은 발전차액지원제도로 인하여 여전히 개발 중에 있으며, 이 요금 위에 메탄화 프리미엄 0.02유로와 에너지 효율성 프리미엄인
9) EurObserv'ER, The State of Renewable Energies in Europe, 2010, pp. 55~57.
10) EurObserv'ER, The State of Renewable Energies in Europe, 2010, p. 57.
0.00~0.031유로가 더해진다.
다음으로 목재 및 폐목재와 다른 고형 임산물을 포함한 고형 바이오 매스를 살펴보면, 유럽의 경우에 고형 바이오매스의 연소에 의한 에너 지 생산은 2009년 기준 72.5Mtoe로서 전력과 열 생산목표 수준을 달 성하기 위해서 다수의 국가들이 이 에너지에 의존하고 있다.
고형 바이오매스로부터의 전력생산은 2001년 20.8TWh에서 2009년
62.2TWh에 이르기까지 연평균 14.7%로 꾸준하게 안정적으로 증가하
고 있다. 특히 고형바이오매스의 발전소는 지난 5년 동안 2배의 증가 세를 보여 왔다. 현재 약 7.1GW의 열병합발전 설비용량을 가진 약 800개의 바이오매스 발전소가 있다.
<표 Ⅲ-4> 유럽연합 주요 국가들의 고형 바이오매스 생산량 (단위 : Mtoe)
주요 국가 2008 2009
독 일 10.007 11.217
프랑스 9.551 9.795
스웨덴 8.306 8.608
핀란드 7.412 6.473
폴란드 4.739 5.191
EU 전체 70.300 72.500
자료 : EurObserv'ER, The State of Renewable Energies in Europe, 2010.
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<표 Ⅲ-5> 유럽연합 주요 국가들의 고형 바이오매스에 의한 전력 생산량 (단위 : TWh) 주요 국가 연도1) 전력전용 설비 CHP 설비 총전력설비
독 일 2008 8.213 3.080 11.293
2009 7.882 3.474 11.356
스웨덴 2008 0.000 8.932 8.932
2009 0.000 10.057 10.057
핀란드 2008 1.588 8.469 10.057
2009 0.870 7.532 8.402
폴란드 2008 0.000 3.200 3.200
2009 0.000 4.907 4.907
네덜란드 2008 1.228 1.335 2.563
2009 1.764 1.786 3.550
EU 전체 2008 22.300 35.600 57.900
2009 23.300 38.900 62.200
주 : 1) 2009년은 추정치임.
자료 : EurObserv'ER, The State of Renewable Energies in Europe, 2010.
<표 Ⅲ-6> 유럽연합 주요 국가들의 고형 바이오매스에 의한 열 생산량 (단위 : ktoe) 주요 국가 연도1) 난방전용 설비 CHP 설비 총난방설비
스웨덴 2008 0.766 1.413 2.179
2009 0.774 1.328 2.102
핀란드 2008 0.246 1.019 1.265
2009 0.191 0.942 1.133
덴마크 2008 0.312 0.223 0.536
2009 0.337 0.269 0.606
오스트리아 2008 0.219 0.314 0.533
2009 0.228 0.292 0.521
독일 2008 0.110 0.149 0.259
2009 0.140 0.196 0.336
EU 전체 2008 1.980 3.454 5.434
2009 1.991 3.483 5.473
주 : 1) 2009년은 추정치임.
자료 : EurObserv'ER, Solid Biomass Barometer, November 2010.
고형 바이오매스 발전의 주요 생산 국가들은 북유럽의 산림국가들을 비롯하여 독일과 오스트리아 등으로 이들 국가는10년 이상 동안 바이 오매스를 활용한 전력생산에 보조금을 지급하여 왔다.
한편 핀란드에서는 2005~2010년 사이에 펄프 및 제지 산업 활동이
약 10~20% 줄어들고, 제련 산업 활동이 10% 이하로 감소함에 따라
2009년 바이오메스의 생산량이 전년대비 약 12.7% 하락했다. 그러나 이런 추세와는 달리 2010년 5월 핀란드의 가장 큰 바이오매스 발전소
인 Kaukaan Voima Oy가 운영되었고, 이에 따라 바이오매스가
385MW의 열공급설비에서 사용될 연료의 80%를 차지하고 125MW의
전력설비를 공급할 계획이다. 핀란드는 바이오 정제 기술 프로그램을 통하여 바이오매스의 잠재력을 증가하기 위해 새로운 회수 기술을 발 전시키는 한편, 에너지생산과 원료로서의 우드칩 사용을 보다 용이하 도록 하여 2020년에 12백만m3까지 현 수준의 3배로 증가시킬 계획 이다.
스웨덴은 1991년 열소비에 대한 탄소세의 도입으로 대규모의 신재 생 열에너지를 발전시켜 왔다. 주택 및 서비스 부문에서 탄소세는 CO2
1톤당 27유로에서 2009년 108유로로 증가되었으며, 그 결과 바이오매 스가 2008년 주택난방의 주요 열원이 되었다. 그리고 녹색인증제도는 신재생에너지 전력생산의 발전에 적용되고, 2010년에 목표가 수정되 었는데 2002년 수준 대비 2020년에 25TWh의 신재생에너지 전력을 증 가시키는 것이다.
독일은 고형 바이오매스 활용 에너지 생산에서도 유럽의 바이오매스 생산 국가들 가운데서 최고수준을 기록하고 있다. 2009년 이래 기본적 인 바이오매스 전력의 발전차액지원은 150kW이하의 설비용량에 대해
제Ⅲ장 해외 신재생에너지 활용 집단에너지사업 사례 21
서 kWh당 0.1167원이 지급되고, 500kW까지에 대해서는 0.0918유로로
하락하고, 5MW까지는 0.0825유로, 20MW까지는 0.0779유로로 지급된 다. 이러한 지급 수준은 특정 신재생에너지 원료와 열병합발전으로부 터 혁신기술을 사용한 전력생산에 대하여 부가금을 지급하는 방식으 로 강화되고 있으며, 지급은 20년 동안 보장되고 매년 1%씩 낮아지는 것으로 되어 있다.11)
나. 폐기물 에너지 활용 사례
폐기물 에너지는 도시의 쓰레기 소각로와 고형 폐기물 등에서 활용 되는 에너지가 포함되어 있다.
유럽의 소각 폐열 에너지 이용은 일찍부터 시작되어 기술 수준은 높은 편이지만 상용화 경쟁력에서는 일본에 비해 미흡한 수준이다. 최 근 유럽에서는 폐기물의 발생을 억제하고자, 배출단계에서 선별한 폐 기물로부터 가능한 한 물질이나 에너지를 회수하고, RDF 또는 MBT 등에 의해 에너지 회수율은 높이고 폐기물의 최종 발생량을 감소시키 는 등 매립양을 최소화하는 기술을 중점적으로 개발·보급하고 있다.12) 유럽의 2009년 도시 폐기물에서 발생되는 에너지 생산량은 약
7.7Mtoe로 추정되며, 소각로에서 생산된 전력은 15.4TWh이고, 난방
공급망에 판매된 열생산량은 1.9Mtoe에 해당된다.
11) EurObserv'ER, Solid Biomass Barometer, November 2010. pp. 129~131.
12) 곽연호(2010), p. 126.