[기획] 화력발전소의 원리

안녕하세요? 스티밋 뉴비 @kunastory입니다.
이제부터는 제가 알고 있는 (전기)에너지 분야에 대한 전문적인(?) 포스팅을 해보고자 합니다. 앞으로 계속해서 관련 포스팅을 이어나 갈 계획이구요. 우리 생활에 없어서는 안될 마치 공기와도 같은 존재인데 그 중요성에 대해 간과하는 부분이 없지 않은 것 같습니다. 또 관련업계에서는 안정적인 전력공급을 위해 물밑에서 부단히 물길질을 하고 있다는 부분에 대해서도 부각할려고 합니다;;;

그 첫번째 시간으로 "화력발전소의 원리"에 대해 포스팅하겠습니다.

에너지원별 발전비중은?

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먼저 발전 연료에 따른 비중을 보시면 석탄이 가장 많은 부분을 차지하고 있습니다. 이 석탄을 연료로 전력생산을 하는 발전소가 설명하게 될 화력발전소(기력발전소)입니다. 석탄은 상대적으로 값싸고 매장량이 풍부해 전 세계 전력생산의 큰 부분을 차지합니다. 최근 들어 파리 기후협약에 의한 세계 각국의 이산화탄소 감축의지와 환경적인 이슈로 점점 그 비중이 줄어들고 있는게 현실입니다.

화력발전소의 이해

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우리나라는 97%의 에너지를 수입에 의존하는 에너지 자원 빈국입니다. 그러다 보니 산업경쟁력 확보를 위해 위해 값싼 전기생산이 필요했습니다. 자연스레 초창기 석탄이 주연료가 되어 산업화를 이끌어 왔습니다. 70~90년대 급격한 산업화의 배경에는 석탄화력의 안정적인 전력 공급이 그 밑바탕이 되었습니다.

화력발전소의 원리

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일반적인 기력발전소(증기의 힘으로 발전기를 돌리는 발전소)의 계통도입니다. 우리나라의 대부분의 화력발전소가 해안에 위치하고 있습니다. 그 이유는 수입된 석탄(연료)을 이용할 수있는 최적입지이며(추가 운송비 절감), 대용량의 냉각수인 '해수'를 이용하기 때문이죠.

발전 순서를 말씀드리면, 석탄을 아주 작게 분쇄합니다. 그 다음 컨베이어벨트를 통해 보일러라는 곳으로 이송하게 되구요. 보일러에서 석탄 연소를 통해 고온 고압의 증기를 만들게 됩니다. 이 고온고압의 증기가 터빈을 돌리고 같은 축에 물려있는 발전기를 돌림으로써 전기가 만들어 지게 됩니다. 하지만 발전기에서 나온 전기는 전압이 낮아 변압기를 통해 승압과정을 거쳐 송전탑을 통해 변전소 및 수용가로 보내지게 됩니다.

송전과정에서 송전손실이 발생하게 되는데 승압을 하면 그 손실이 줄어들게 됩니다. 우리나라의 주요 화력발전소는 해안(서쪽, 남쪽)에 대부분 분포되어 있고 주 소비처인 서울, 경기권으로 전기를 보내주게 되는데요. 이 과정에서도 북상조류라고 하는 전기의 쏠림 현상이 생기기도 합니다.

화력발전소의 미래

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우리나라 에너지 정책은 정부 주도로 이루어지고 있습니다. 공공성 강화에는 도움이 되지만 변화에 발빠르게 대응하기에는 부족한 점이 있습니다. 지금 세계는 에너지 패러다임의 전환이 이루어지고 있구요. 현 정부에서는 그것을 인지하고 탈석탄, 탈원전 등의 구호를 외치며 업계를 압박하고 있는 형국입니다. 업계 종사자로서 세계적인 흐름에 발맞춰 나가는 것은 당연하다고 생각됩니다.

현 정부는 "신재생 3020"이라는 정책으로 신재생 에너지로의 전환을 꾀하고 있습니다. 제가 생각하는 입장은 더 강하게 드라이브를 걸어야 한다고 생각하구요. 그런 과정에서 관련 산업도 함께 발전하여야 국제경쟁력을 키울 수 있습니다.

하지만 현실적으로 보면 어려운 측면도 있습니다. 다들 아시다시피 태양광이나 풍력은 여러 제한성이 있습니다. 그것을 기술의 발전으로 극복해야 하는 것이 시급한 과제구요. 그에 따라 화력발전소의 입지는 점차 줄어들게 자명하다고 생각합니다. 곧 3~6월 있을 석탄화력발전소 셧다운도 그 궤를 같이 합니다(미세먼지 이슈로 정지한다는 정부정책)

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석탄화력발전소의 폐쇄는 전기요금의 상승과도 연관지을 수 있습니다. 전기요금 상승과 미세먼지 감축은 서로 충돌하는 측면이 있습니다. 근래 들어 소득수준이 올라가고 친환경에 대한 국민적 열망으로 어느 정도 요금 상승을 수용하는 사회적 분위기이기도 합니다. 석탄화력의 급진적인 폐쇄보다는 신재생에너지로의 전환을 위해 점진적인 폐쇄가 지배적인 입장입니다.

또한, 경제성장률의 정체 내지 침제는 전력 수요의 감소를 불러오기도 하구요. 이번 8차 전력수급계획을 보면 발전설비 증가 비중을 크게 두지 않았습니다. 정부에서는 에너지 저소비 구조로의 전환 및 에너지 이용 효율화 정책에 대한 추진의지가 크다고 생각할 수 있습니다. 미래 사회에는 에너지 자가 생산, 자가 소비도 주요 이슈가 될 거라 예측합니다.

아무튼 97% 에너지를 수입하는 우리나라의 에너지 절약 및 효율화는 중요하게 다루어야할 문제라고 생각됩니다. 쓰다보니 너무 두서없이 되어버렸네요 ㅠㅠ 다음 번에는 좀 더 진중한 글이 되도록 노력하겠습니다 ^^;;;

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