청정수소발전 입찰 흥행 부진과 비상걸린 탄소 감축

정부가 세계 최초 시행이라며 크게 홍보하던 '청정수소발전 경쟁입찰 결과'가 지난달 22일 나왔습니다. 이번 입찰시장은 2022년 마련된 '청정수소발전 의무화 제도(CHPS)'에 따라 도입됐습니다.

올해 공고 물량은 6500GWh이며, 계약 기간은 상업운전 개시일부터 15년입니다. 입찰참여 대상 설비는 청정수소를 원료로 활용하는 ‘석탄·암모니아 또는 LNG·수소 혼소발전설비’ 또는 ‘전소 수소발전설비’입니다.

CHPS는 기존 석탄 또는 LNG 발전소에 수소·암모니아를 20% 혼소하는 방식으로 입찰이 진행돼 발전기의 전체 발전량 중 20%만 CHPS를 통해 정산받고 나머지 80%는 전력시장에서 정산받는 구조입니다. 즉 20%는 페이에즈비드(Pay-as-bid)로 입찰한 가격을, 나머지 80%는 용량요금(CP)과 전력량요금(SMP)을 받게 됩니다.

공고 물량이 GWh로 쓰여 있고 20% 혼소 방식으로 진행돼 설비 규모를  쉽게 가늠하기 어려울 것입니다. 이해를 위해 대략 계산해 보면 공고 물량 6500GWh에다 혼소물량 20%라면, 4GW급 석탄발전소가 입찰에 참여함을 의미합니다.  'LNG·수소 혼소 발전설비'는 제외하고 석탄·암모니아 혼소발전설비만 고려한 수치입니다. 민자석탄발전소의 일반적인 규모가 2GW급이므로 그 규모가 얼마가 큰 지 알 수 있습니다.

그런데 입찰 뚜껑을 열어본 결과 놀라운 점은 전체 입찰자 중 남부발전만 유일하게 우선협상대상자로 선정됐다는 것입니다. 남부발전은 삼척그린파워 1호기에 석탄과 암모니아를 20% 혼합해 연소하는 혼소 발전사업 관련 제안서를 제출했다고 합니다.

남부발전은 지난 4월 석탄-암모니아 혼소를 위한 발전사업 변경 허가를 받고, 암모니아 저장탱크 등 인프라 건설에 착수해 일찍부터 CHPS 참여를 준비해 와서 가격 경쟁력에서 우위를 보인 것으로 알려졌습니다.

남부발전 외에 남동발전, 중부발전, 동서발전, SK이노베이션 E&S가 참여했지만 모두 비공개된 상한선을 훌쩍 넘긴 가격을 써내며 컷오프(탈락)됐다고 합니다. kWh당 450~500원 사이였던 상한선에서 남부발전만 500원 미만으로 제안했고, 나머지 업체는 500원대, 600원대를 냈다고 합니다.

문제는 공고물량 6500GWh 가운데 750GWh의 발전량, 즉 목표 발전량의 11.5%만 확보하는 데 그쳤다는 점입니다. 이렇게 크게 미달된 결과가 큰 일이라고 하는데 그 이유를 알기 위해서는 시간을 거슬러 탄소중립과 NDC라는 개념을 살펴봐야 합니다.

시계를 3년여 돌린 2021년 10월로 가봅니다. 그해 10월은 국내 기후변화 정책에 몸 담는 많은 학자, 시민단체 등을 환호하게 했던 2가지 중대한 결정이 내려진 시기입니다.

하나는 2015년 체결한 국제 기후변화법제인 파리협정에 따라 2050년에 도달할 ‘탄소중립 시나리오’가 확정한 것이고  다른 하나는 2030년까지 2018년 온실가스 배출량(약 7.27억 tCO2eq.) 대비 40%를 감축하겠다는 ‘국가 온실가스 감축목표(NDC, Nationally Determined Contribution)’를 확정한 것입니다.

2018년 7.27억톤 온실가스 배출량을 40% 감축해 2030년 4.36억톤으로 줄인다는 게 쉽게 감이 오지 않을 것입니다. 우리나라 화력발전 시설이 1년간 배출하는 온실가스량이 약 2억톤입니다. 국내 최대 배출업종인 철강업이 1년에 배출하는 온실가스량이 1.2억톤이라니, 불과 9년 내 절감해야 하는 규모가 얼마나 과감하고 도전적인 목표인지 알 수 있습니다.

위 표는 2018년 부문별 배출량을 2030년까지 감축하는 목표를 보여주고 있습니다. 기존 NDC는 2021년 10월 목표안이고, 수정 NDC는 윤석열정부 들어 2023년 3월에 수정 제시한 목표안입니다.

부문별 감축목표에서 발전부문에 대한 부분만 살펴보면, △발전산업 등 전환부문의 경우 석탄발전 감축 및 원전 재생에너지 확대 등 청정에너지 전환을 가속화해 온실가스를 45.9% 감축하도록 목표를 상향했고, △수소부문의 경우 수소차 보급 확대 및 청중수소 발전 비중 확대를 고려해 감축 목표를 제시하고 있습니다.

다음은 신재생에너지와 청정수소 발전 비중 목표입니다.

[전환] 신재생에너지 발전비중 확대: (2021년) 7.5% → (2030년) 21.6% + α
[수소] 청정수소 발전비중 확대: (2022년) 0% → (2030년) 2.1%

산업통상자원부는 ‘제10차 전력수급기본계획(2022~2036년)’을 통해 청정수소·암모니아 발전 비중을 2030년 2.1%, 2036년 7.1%로 설정했습니다. 수소 50% 혼소와 암모니아 20% 혼소 발전을 도입해 2030년 13.0TWh(수소 6.1TWh, 암모니아 6.9TWh), 2036년 47.4TWh(수소 26.5TWh, 암모니아 20.9TWh)의 청정수소·암모니아 발전량을 공급한다는 계획입니다.

그 첫발이 이번 청정수소 물량 6500GWh였습니다. ‘수소발전 입찰시장 연도별 구매량 산정 등에 관한 고시’에 따라 2025년 CHPS 경쟁입찰은 예정 물량인 3000GWh에 2024년 유찰 물량인 5750GWh를 합한 8750GWh 규모입니다. 발전소 건설 및 준비 기간(3년)을 고려하면 2029~2030년에 상업운전 개시를 위한 로드맵입니다. 올해 미달한 물량을 포함한 내년 입찰이 또 미달돼 늦어진다면 2030년 NDC 달성에 '빨간 불'이 들어왔다고 볼 수 있습니다.

앞으로 추가 미달을 막기 위해 무엇이 흥행에 악영향을 줬는지 살펴볼 필요가 있습니다. 현재 흥행에 악영향을 준건 전력당국이 발전단가 가격에 ‘비공개 상한선’을 둔 점이라 할 수 있습니다. 수소·암모니아의 도입 단가가 워낙 비싼 연료인 점을 고려하면 상한선 내에서 실제 낙찰 물량은 시장의 기대보다 제한적일 것이란 우려가 현실화된 것을 이번 결과에서 확인했습니다.

계약기간 15년 동안 연료 공급사가 연료공급 리스크를 발전사업자에 전가하는 탓에 연료 도입가가 높게 형성될 것이고, 이러한 영향으로 발전사들이 정부가 제시한 전력 도입 단가를 맞추지 못했기 때문이다.

그렇다고 정부가 2025년에는 상한선을 kWh당 500원 이상 올려 입찰하기도 쉽지 않습니다. 비싸다는 해상풍력, 특히 부유식 해상풍력도 400원을 넘기 어려운 환경입니다.

그렇다면 NDC 달성에 소위 “펑크난” 감축량을 무엇으로 대체할 지 정부의 속내는 복잡할 것입니다. 남은 대안으로 윤석열정부가 미는 무탄소 전원인 원자력이 있는데, 단기간 내 대체하기는 불가능합니다.

책상 밑에 넣어 둔 태양광발전 활성화 카드를 만지작거릴 수밖에 없는 이유입니다. 단기간 내 실효적인 결과를 얻기에 그 이외의 대안 찾기는 쉽지 않을 것입니다. 물론 태양광으로 대체하기에는 어림없이 부족한 규모입니다.

1년 후 다시 한번 입찰 흥행을 지켜본 다음 대안을 마련하려면 늦을 겁니다. 미리 '플랜B'도 준비하는 지혜를 기대해봅니다.