고양시 일산으로 진입하다 보면 도시 속에 자리잡고 있는 발전소의 높은 굴뚝이 시야에 들어온다. 굴뚝에서 나오는 하얀 연기를 바라보며 오염물질 배출일까? 라고 생각했던 바로 일산열병합발전소이다. 물론 온실가스도 일부 나오겠지만 대부분이 물이 증발된 수증기라 한다. ^^
고양시의 발전설비는 화력발전이 담당하고 있다. 화력발전이란 석탄, 석유, 가스와 같은 연료를 태워서 나온 열에너지로 보일러에서 고온 고압의 증기를 발생시켜, 그 증기가 터빈에서 팽창하는 힘으로 증기터빈을 고속으로 돌려주고, 여기에 연결된 발전기가 회전하면서 전기를 만드는 발전방식을 말한다. 이러한 화력발전 방식에는 기력발전, 내연발전, 복합발전, 열병합발전으로 구분된다.
고양시는 그 중에서 열병합발전으로 이루어지고 있는데, 열병합발전소는 전력 생산과 지역난방 등의 열 공급 설비를 모두 갖춘 발전소를 말한다. 1990년에 일산 신도시 건설과 함께 계획이 세워져 1993년부터 상업운전이 시작되었고 90%는 컴퓨터로 운영된다.
백석동 경의선 전철 곡산역 앞에 자리 잡은 일산열병합발전처는 액화 천연가스(LNG)발전 및 난방열을 생산하여 수도권의 안정적 전력 수급 및 지역난방열 공급을 목적으로 하며, 고양시 및 서울 일원(약 16만 세대)에 난방열을 공급한다고 한다.
현재 총 액화천연가스(LNG) 복합화력 900MW(약 30만 가구에 공급) 설비용량을 갖추고 고품질의 전력을 생산하고 있으며, 지역 주민들에게 값싼 난방열을 제공하고 있다. 2011년 연간 기준 발전량은 3,477Gwh 이다.
열병합발전소는 일반 화력발전소와 같이 연료를 태워서 고온의 증기를 만들어서 터빈을 돌리고, 이 터빈에 연결된 발전기에서 전기를 만든다. 가스터빈을 회전시키고 나온 배기가스는 배열회수 보일러에 통과시켜 고온, 고압의 증기를 발생시키고 이 증기가 증기터빈(고압, 저압)을 회전시켜 연결된 발전기가 회전하며 전기를 만들게 된다.
일산 열병합발전소는 가스터빈 6기와 증기터빈 2기가 운전 중이며, 이렇게 생산된 전기는 고양시 및 수도권으로 보내지고 있다.
저압 터빈에서 일을 하고 나온 증기는 복수기에서 물로 변환시키고, 이때 필요한 냉각수는 냉각탑에서 냉각되어 재 사용된다.
주로 여름에는 전기 생산에 집중하고, 겨울에는 주변에 위치한 지역난방공사에서 열 공급을 필요로할 때에는 공급 하기도 한다.
난방열이 필요할 때는 배열회수 보일러에서 발생된 증기로 전기를 생산하는 대신 발전소에 있는 난방용 열교환기에서 지역난방 순환수를 가열하여 지역난방으로 공급한다. 이때 사용되는 증기(난방열)는 폐열이 아니고 아파트 지역의 난방열을 공급하기 위해 전력 생산을 적게하고 생산하는 난방열이다.
이러한 특성으로 종전의 발전방식의 에너지 사용 효율이 약 45%정도인데, 복합화력 발전방식은 에너지 사용 효율이 약 77%정도가 된다.
또한, 이곳에는 현재 일산연료전지 1단계(2009년 10월), 일산연료전지 2단계(2011년 4월)란 이름으로 각각 2.4㎿와 2.8㎿의 연료
전지발전소가 들어서서 가동되고 있다.
연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접에너지로 변환시키는 기술로 물의 전기 분해시 수소와 산소 발생의 반대 원리( H2 + 1/2O2 → H2O + 전기 )를 이용한다.
액화천연가스(LNG)를 개질해서 나오는 수소와 공기 중의 산소가 반응해 전기에너지와 고온의 물을 발생시키는 친환경 발전시스템으로, 전기효율이 47%에 이르며 부가적으로 생산되는 열(약 370℃)을 이용하여 지역난방용 온수를 공급할 수 있다. 전체 에너지효율은 최대 80%에 달해 다른 신재생 에너지보다 높다고 한다.
이 연료전지는 발전회사가 연간 전력 생산량의 일정 비율을 태양광·풍력 등 신재생에너지로 생산한 전력을 공급하도록 의무화한 제도인 '신재생에너지 공급의무화 제도(RPS : Renewable Portfolio Standards)' 때문에 캐나다에서 발전소를 건설하였는데, 특이한 사실은 이곳에서 운영하는 것이 아니라 캐나다에서 컴퓨터를 통해 원격으로 운영, 조정되고 있다고 한다.
하지만 신재생에너지공급의무화제도(RPS) 상에서 신재생에너지 공급 비율을 2013년 2%를 시작으로 2022년에는 10%까지 늘려야 하기에 의무목표량 달성을 위해 국내 기술을 이용한 3단계 연료전지발전소 건설에 적극 나서고 있다.
원문 : 지리! 새로움을 디자인한다. http://www.cyworld.com/geoi2010