정책

집단에너지 사업 : 효과적인 에너지 공급수단

등록일 2015-06-17 분류 환경 글쓴이 scaadmin
작성자
서울시청
소속
기후환경본부 환경에너지기획관 녹색에너지과 에너지공사설립추진팀
작성일
2015-06-17
최종수정일
2018-03-05

정책개요/비전

  • 집단에너지란 한 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 주택 및 건물에 난방시설을 개별적으로 설치하는 대신 지역 차원에서 건설한 1개 이상의 집중된 에너지 생산시설(열병합발전소, 열전용보일러, 자원회수시설 등)에서 생산된 에너지(열 또는 열과 전기)를 주거, 상업지역 또는 산업단지 내의 다수 사용자에게 일괄적으로 공급하는 사업이다. 집단에너지란 법률적인 의미에서 다수의 공급자를 대상으로 공급되는 열 또는 전기를 말한다.(집단에너지사업법 제2조)열병합발전은 동일한 연료를 사용하여 두 가지의 유형이 다른 에너지(열. 전기)를 동시에 생산하는 종합에너지시스템(Total Energy System)으로서 일반적으로 고온부는 전기, 저온부는 열로 사용하는 에너지 시스템으로서, CHP(Combined Heat and Power Generation) 및 Cogeneration 등으로 불리 운다.

  • 서울지역 집단에너지 보급 : ‘13년말 현재 공동주택 약 52만호 및 건물 517개소에 지역난방을 공급하고 있으며, 우리시(SH공사)는 공동주택 24만호 및 일반건물 259개소에 지역난방을 공급 중이며, 건물 34개소에는 지역냉방도 공급하고 있다.

  • 기대효과 : 에너지 이용효율 향상(일반 LNG복합화력 48% → 열병합발전 84%)에 의한 대규모 에너지 절감 및 온실가스 감축, 24시간 연속냉난방에 의한 쾌적한 주거환경조성, 분산형 전원확보로 국가 전력수급다양화 기여, 지역냉난방 보급확대로 하절기 및 동절기 전력 첨두부하 완화에 기여, 미활용에너지 활용 증대로 국가 에너지 이용효율 향상 및 석유의존도를 감소시키는 효과가 있다.

지역난방 공급흐름도를 나타내는 그림으로 열병합발전, 지역난방배관의 과정을 거쳐 아파트와 빌딩에 공급하는 것이다

추진 배경

  • 1970년대 두차례의 석유 파동이후 에너지 가격이 급격이 상승되어 세계적으로 에너지의 효율적인 이용의 필요성이 절실하게 되었으며 부존자원이 부족한 현실에서 에너지 이용 효율 향상에 따른 에너지 절감 정책 수립이 필요한 상항이었다.
  • 또한, 세계적으로 급격한 산업화 등으로 인한 이산화탄소 배출 등 지구기온을 상승시키는 온실가스의 대기중 배출을 억제, 지구온난화로 인한 지구환경피해를 방지하기 위한 국제적인 논의가 구체화 되고 있는 상황이었다. 
  • 이러한 시기에 우리나라에서도 고유가 및 기후변화에 대응하기 위한 에너지 절약 및 환경공해 저감을 위한 정책이 필요한 시점에서 우리시는 1983.5.3일 목동신시가지 개발계획을 확정하면서 난방방식을 국내 최초로 집단에너지에 의한 지역난방방식 채택하고, 목동신시가지 개발을 전담할 “목동지구개발사업소”를 설치하고, 집단에너지사업은 전문기술인력을 확보한 에너지관리공단과 1983. 12.20일 건설과 운영 일체에 대하여 업무위수탁협약을 체결하여 사업을 추진하여 왔다.

에너지 효율 향상과 온실가스 감축 효과

  • 1, 2차 석유파동으로 에너지 절약의 필요성 절감
1, 2차 석유 위기를 겪으면서 원천적인 에너지 절약 대책이 시급하다는 점을 인식한 정부는 에너지이용합리화법을 제정하고 각종 에너지 절약 촉진 대책을 강구했다. 서울시는 중앙정부의 움직임에 맞춰 1985년 5월 목동신시가지개발계획을 확정하면서 난방시설을 집단에너지 방식의 지역난방으로 채택하고 1987년 말 국내 최초로 공동주택을 대상으로 지역난방 공급을 시작했다.
 
  • 30년 만에 33%로 올라간 서울 지역 집단에너지 보급률
이후 약 30년 후인 2013년 말 서울시는 25개 자치구 중 16개구의 공동주택이 밀집되어 있는 지역의 51만8,000세대에 지역난방 열을 공급하고 있다. 이 수치는 서울시 전체 공동주택 154만6,000호의 약 33%에 달한다.

시대적 발전사

  • 80년대 : 집단에너지사업 도입기

    • 1,2차 석유 위기를 겪으면서 정부는 원천적인 에너지 절약대책이 시급함을 인식하여 에너지이용합리화법을 제정(‘78.12.28)하고 각종에너지 절약 촉진대책을 강구하였다. 1981년에는 제5차 경제사회개발 5개년계획(1982년∼1986년)에 에너지이용합리화 사업을 대폭 반영하였는데, 이때 중장기적인 에너지 절약 추진의 일환으로 지역난방사업이 포함되었다. 1980년대 후반에는 국민소득 향상에 따라 깨끗하고 안락한 에너지가 선호됨에 따라 집단에너지 부문에 더욱 관심을 두게 되었다.

  • 90년대 : 집단에너지 확장기

    • ‘80년대 후반부터 수도권의 인구급증과 아파트에 대한 선호 증가에 힘입어 집단에너지 공급은 1990년대에 획기적으로 확대되었다. 정부는 수도권의 주택 부족을 해결하기 위하여 분당, 일산, 평촌, 산본, 부천에 200만호의 주택을 건축하는 신도시 건설을 추진하였다. 정부는 신도시의 에너지 수요 충족, 쾌적한 주거환경 유지를 위해 에너지 이용효율과 환경 효과가 높은 열병합발전에 의한 지역난방을 도입키로 하였다. 그러나 이 당시에 대규모 집단에너지 사업의 추진에는 많은 제약요인이 있었다. 첫째 초기투자비가 과다하게 소요되나 투자비 회수 기간이 길다는 점, 둘째 집단에너지 사업은 전기와 가스, 수도 등과 같이 신도시의 기반사업으로 추진되어야 하나 적절한 추진주체가 없다는 점, 세 번째는 지역난방사업의 공공성에 대한 인식이 부족하여 시설 건설에 따른 인허가 절차가 복잡하고 금융 및 세제 지원 등의 법적·제도적 지원이 미흡하다는 점, 네 번째 택지개발 등 타 부처와의 개발공조 체계 부족, 다섯째 추진지원 법규 미흡 등이 그것이다. 이러한 문제점들을 해소하고 집단에너지 사업을 적극적으로 추진할 수 있게 하기 위하여 집단에너지사업법을 제정하고 한국지역난방(주)를 국영기업으로 전환하였으며, 집단에너지공급 기본계획을 수립하였다.

  • 2000년대 상반기 : 집단에너지 경쟁기

    • 1990년대부터 규제완화와 경쟁도입 흐름이 형성되자 독점 공기업 부문에서도 진입규제 철폐와 민간자본 참여가 진행되기 시작하였다. 1997년 발생한 아시아 외환위기는 한국지역난방공사를 포함한 국내 공기업의 민영화 추진을 활성화 시켰다. 또한 전기사업법의 개정으로 구역전기사업이 신설되고(‘03.12.30) 집단에너지사업자도 구역전기사업자로 의제됨에 따라 구역형 집단에너지(CES)공급에 대한 관심이 높아졌다. 한편 지역난방과 개별난방간의 경쟁이 심화됨에 따라 집단에너지사업자와 도시가스사업자간의 갈동도 높아졌다. 이에 집단에너지에 대한 정부주도의 확대정책도 경쟁을 고려하는 정책으로 전환되었다.

  • 2010년대 하반기 : 집단에너지 전환기

    • 2000년대 들어 추진된 에너지 산업구조 개편은 부분적이나마 시장경쟁을 도입하게 하였고, 또한 규제 정책이 완화되는 계기가 되었다. 2010년도에는 한난의 증시상장과 한난의 자회사인 안산도시개발이 민영화되었다. 또한 전력산업구조개편과정에서 수도권 열병합발전 설비에게 지급되었던 전력산업기반기금의 지원이 여론 악화 등으로 인하여 2010년부터 중단되었다. 그리고 향후 집단에너지사업은 Micro 및 소규모 CHP, 연료전지 등 단위기술 분야에서 발전을 하고 있는 개별난방과의 경쟁이 심화될 것으로 전망된다.

  • 서울시

    • 2007.4월 발표한 “서울 친화경에너지선언”에서 2020년까지 온실가스 25% 감축, 에너지사용량 15% 저감 및 신재생에너지 10% 보급 목표를 설정하였고, 2008.9월 상위법이 없는 상태에서 전국 최초로 온실가스 감축을 저탄소 조례인 “서울시 기후변화대응 조례”를 제정하였으며, 2009.6월 제3차 지역에너지계획인 ”서울 친환경에너지기존계획 2030“ 및 2009.7월 “서울시 저탄소 녹색 성장 마스터 플랜“ 수립 시 기후친화도시 건설을 위한 주요 정책과제로 신재생에너지 보급 확대와 더불어 신규 뉴타운 및 주변지역을 대상으로 2015년까지 121만호, 2020년까지 150만호, 2030년까지 200만호에 대하여 집단에너지를 보급할 계획을 수립하였으나 뉴타운 사업 등이 재검토됨 으로서 집단에너지보급 확대사업 추진에 어려움이 있었다.현재는, 원전하나 줄이기(2단계) 종합대책 실행과제로 마곡지구 집단에너지사업, 집단에너지사업 확대 보급, 미활용 및 신재생에너지 열원 활용 계획을 수립 중에 있다.

정책소개

  • 정책 추진내용

    • 마곡지구 집단에너지공급시설 건설

    • 2018년까지 집단에너지 58만호 보급 목표

    • 미활용 및 신재생에너지 집단에너지 열원 활용

  • 곡지구 집단에너지공급시설 건설

    • 마곡개발지구 외 방화뉴타운 및 CJ부지 등 강서구 지역난방공급(사업비 4,460억원, 면적 27,164㎡, 공급세대 12천세대 및 86개 건물)

    • 병합발전시설(285MW), 하수열(30Gcal), 연료전지(20MW), 부천 GS 전폐열(130Gcal), 기타 열수송관 등 

  • 2018년까지 집단에너지 58만호 보급 목표

    • 기존 저효율 중앙난방방식 공동주택 및 건물, 주변지역 택지개발지구 열공급 확대

2013년을 기준으로 서울시 242천호, 한국지역난방공사265천호, 코원에너지 짐코㈜ 3천호로 총 521천호, 2018년을 목표로 서울시 282천호 ,한국지역난방공사 271천호, 코원에너지 26천호, 짐코㈜3천호로 총 582천호. 공급확대로는 서울시 40,000호, 한국지역난방공사 6,000호, 코원에너지15,000호로 총 61,000호이며 서울시는 마곡, 노원, 구로를 확대하며 한국지역난방공사는 마포, 강남보금자리를, 코원에너지는 문정,위례,강일을 확대할 목표이다.

  • 미활용 및 신재생에너지 집단에너지 열원 활용

    • 인근지역 열 수열로 마곡·목동·노원 및 구로·금천·영등포 등에 공급

2015년 11월 부천GS파워는 년 40만Gcal을 마곡지역에 공급, 2015년 11월 KT 목동 IDC는 년 5만Gcal을 목동지역에 공급, 2015년 11월 별내 발전열로 년 20만Gcal을 노원지역에 공급

  • 연료전지 발전시설 폐열 및 하수열의 잠열 이용사업

고덕(20MW)연료전지는 년 46천Gcal로 2014년 10월 강동구에 공급, 노을(20MW)연료전지는 년 46천 Gcal을 2015년 10월 마포구에 공급, 신내도봉(40MW)연료전지는 년 92천Gcal을 2016년 10월에 노원, 중랑, 도봉구에 공급할 목표, 탄천 하수열은 년 19만Gcal로 2014년 10월 강남구에 공급, 중랑하수열은 년 9만 Gcal을 2016년 10월에 노원,중랑, 도봉구에 공급 목표


<사진출처: 서울에너지 공사 홈페이지 http://www.i-se.co.kr/mass01>

<열병합 발전 개요>

<자료출처: 서울에너지 공사 홈페이지 http://www.i-se.co.kr/mass01>

소각 및 발전폐열 활용

서울시는 집단에너지를 보다 저렴하게 공급하기 위해 의정부시, 부천시 등 서울 인근 자치단체의 소각 및 발전폐열을 서울의 지역난방에 공급하는 사업을 추진했다. 2012년 3월 의정부시와 양해각서(MOU)를 체결하고 열수송관을 매립해 2012년 12월 1일부터 의정부시 자원회수시설에서 발생하는 소각폐열 6만Gcal(6,000TOE)을 서울 노원 지역의 지역난방 열원으로 활용하고 있다. 또한 서울시 하수처리를 담당하는 난지물재생센터에 2013년 3월부터 바이오가스를 이용한 3.1MW급 열병합발전소를 전국 최초로 설치해 운영하고 있다.

집단에너지 지역난방 계통도를 보여주는 그림으로 열생산 시설과 열수송시설, 열사용시설로 나뉜다.

서울지역 열배관망 및 공급권역을 나타내는 지도로 서울시는 노원 열병합 발전소와 목동 열병합 발전소에 직접 공급한다. 서울시와 의정부시 사이에 매립된 열수송관의 사진으로 공사 당시의 사진이다.

버려지는 하수를 열에너지로 활용

물재생센터에서 발생하는 방류수는 겨울철에도 10℃ 이상의 온도를 유지하고 있어 우수한 지역난방의 열원으로 활용할 수 있다. 이에 착안한 서울시는 강남구 일원동 일대 지역난방용수 개발을 위해 탄천물재생센터 방류수의 남은 열에너지 19만Gcal을 자원으로 회수하는 사업을 추진해 2014년 12월 상업운전을 시작했다. 또한 강서구 마곡지구 지역난방용수 개발을 위해 서남물재생센터 하수열 15만Gcal을 회수하는 사업을 추진하고, 2014년 6월 서남에너지 주식회사를 우선협상대상자로 선정해 2015년 8월 착공을 준비하고 있다. 이를 통해 공동주택 약 1만5,000세대에 난방열을 공급할 수 있게 되었으며, 시설비용 약 350억 원을 민간자본으로 유치함으로써 산업 활성화 기여도 기대하고 있다
 

서민층을 배려하는 에너지 공급

서울시는 민간기업이 공급하고 있는 지역을 제외한 24만2,000세대에 대한 집단에너지 사업의 공익성을 위해 서울시 특별회계 운영을 통해 사업을 추진하고 있다. 또한 저소득층의 에너지복지를 실현하기 위해 서민층이 거주하고 있는 임대주택 5만5,000세대에는 난방요금을 10% 저렴하게 공급하고 있다.
 

정책 실행경험 및 노하우

  • 예산조달

    • 서울시 집단에너지공급사업 예산은 특별회계로서 세입, 세출 균형예산으로 편성하여 집행함으로 추가 재원 부담은 없다.

예산조달 방법

구  분

2009년

2010년

2011년

2012년

2013년

세 입

2,050

2,239

2,094

2,227

2,223

세 출

1,919

2,180

2,076

2,215

2,216

세입-세출

131

59

18

12

7

  • 갈등관리

    • 집단에너지공급지역 주민 열요금 인하 요구 민원 해소

      • 11.1월 기준으로 서울시(SH공사) 지역난방 열요금이 한국지역난방공사(이하 ‘한난’)보다 약 11% 비싼 결과 노원지역에서 열요금 인하 민원 발생하여 우리시는 ‘11.2월 노원구청의 건의로 “한난보다 11% 높은 열요금을 2012년부터 단계적으로 요금격차를 해소하여 2014년까지 한난과 같은 수준이 되도록 하겠다.”라고 발표하였고(’12년 요금격차 8%, ’13년 요금격차 5%, ’14년 요금격차 0%) 지역난방 열요금 민원을 해소하기 위하여 ‘11년 이후 연차적으로 열요금을 조정하였으며, ’13.8.1일 한난수준으로 열요금을 조정하여 당초 발표보다 조기에 실현하였으며,‘14.1월 현재 서울시(SH공사)의 지역난방 열요금이 한난과 대비하여 분양아파트는 동일하며, 임대아파트는 약 10.1% 저렴하여 요금 격차 해소를 조기에 달성하게 되었다.

  • 제도개선

    • 불합리한 LNG 요금제도 개선으로 비용 절감

      • 100㎿이상 대형에 비해 불리한 소형 열병합용 LNG 요금제도 개선 국회 청원 등을 통하여 ‘14.1월부터 석유수입부과금 환급제도가 도입, 100㎿ 이하 소형 열병합용에 한해 3년간 환급받음으로서 연간 약 27억원의 연료비 절감 효과가 있었다.

집단에너지 보급률 45% 달성 목표

서울시는 원전하나줄이기 사업의 목표인 2020년 전력자급률 20% 달성 계획의 일환으로 2020년까지 마곡지구 열병합발전소 (285MW) 건설 등을 통해 집단에너지 및 자가열병합 전력 생산을 1,998GWh 확대할 계획이다. 전력 생산 확대에 따라 전력 생산으로 발생하는 열을 집단에너지 열원으로 이용해 2018년까지 마곡지구 등 신규주택 건설 지역과 구로, 금천, 영등포구 등 기존 지역의 공동주택 6만6,000호, 업무용 건물 177개소에 추가로 보급할 예정이며 2020년까지 보급률을 45%로 높일 계획이다.

서울 인근지역 저가의 열 활용

집단에너지 열원 확대를 위해 2014년부터 경기도 내 부천시와 남양주시에 소재한 열병합발전 시설로부터 각각 연간 47만Gcal, 20만Gcal를 수열하며, 2015년에는 민간 IT기업인 KT의 데이터센터로부터 서버 냉각 시 발생하는 열 5만Gcal을 인근 아파트에 공급하고, 2018년에는 수도권 광역 열 배관광과 연계해 연간 35만Gcal을 공급할 계획이다. 또한 신재생에너지 활용을 위해 서울시 지하철차량기지 및 서남물재생센터 등에 설치된 연료전지(195MW)발전소에서 발생되는 배열(78Gcal/h)도 집단에너지 열원으로 활용할 계획이다. 더불어 자원회수 시설 굴뚝(연돌)에서 배출되는 배기가스의 열(약 180℃)을 회수해 주변지역의 열원으로 공급하는 방안도 추진한다. 2015년 마포자원회수 시설의 굴뚝 배기가스 폐열회수 사업을 시작으로 2018년에는 32개소로 확대해 주변 아파트에 열을 공급할 계획이다.(고온의 배기가스를 80℃까지 낮추어 회수한다.)

결과 및 평가

  • 집단에너지 보급으로 에너지 사용을 절감하고 환경공해를 감소시켜 주민들에게 쾌적한 주거환경을 제고하고 기후환경변화에 능동적으로 대처하였으며, 에너지소비 취약계층인 임대주택 및 사회적배려자를 대상으로 에너지복지를 시행하고 있다.  다만, 연료비 인상에 따른 열요금 인상 요인에도 불구하고 에너지복지 실현을 위하여 열요금 인상에 어려움이 있어 경영수지 악화 요인이 있으나, 성공적인 마곡 친환경에너지사업 및 저렴한 인근지역 미활용에너지 활용을 추진하여 보다 저렴한 집단에너지를 보급할 계획이다.

참고 문헌

추진조직 및 연락처

  • 기후환경본부 환경에너지기획관 녹색에너지과 에너지공사설립추진팀  /   02-2133-3571

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