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버려지는 열, 난방열로 사용되다
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R.E.F 27기 권준혁2025-12-16 14:45
흔히들 탄소중립 하면 화석연료를 청정에너지로 대체하는 것을 가장 먼저 떠올리지만, 사실 가장 기본은 에너지 효율를 높여서 필요한 에너지의 양 자체를 줄이는 것이라고 생각합니다. 이러한 관점에서 열병합발전은 정말 중요한 기술이라고 생각합니다. 이 기사를 통해 열병합발전의 원리와 장점, 그리고 낮은 주민수용성으로 인해 입지선정에 어려움을 겪고 있다는 내용까지 알게 되었습니다. 디젤, 가스, 증기 등 발전 방식에 따라 난방이 가능한 지역의 범위가 달라진다는 내용도 알게 되었습니다. 제가 최근에 SOFC에 관심을 가지고 공부를 하고 있는데, SOFC도 고온 폐열을 활용한 열병합발전을 굉장히 중요한 요소로 보고 있어서 더 관심 깊게 읽었던 것 같습니다. 좋은 기사 감사합니다 :)
조재경2025-12-17 15:45
효율적이고 냉정하게 생각하면 발전을 설치함으로써 이득을 보는 방향으로 나아가는 게 맞지만, 언급해주신 것처럼 부동산 문제 등 복잡한 사안들이 모두 연관되어 있기 때문에 이러한 점들에 대해서는 논의가 좀 더 필요한 것 같습니다. 생소한 개념에 대해 덕분에 쉽게 이해할 수 있었습니다. 좋은 기사 감사합니다.
R.E.F 27기 홍민서2025-12-17 15:48
에너지 전환으로 수소, 재생에너지 등에 대한 관심도가 높아졌음에도, 화석연료가 여전히 인류에게 핵심적인 에너지 수단임은 변함없는 사실인 것 같습니다. 열병합발전을 통해 에너지효율을 높이고 난방 열을 공급하는 등 에너지 효율을 높이는 다양한 방법들이 인상깊었습니다. 이러한 방안이 열병합발전에 대한 주민수용성을 높이는 데 실질적으로 기여할 수 있으면 좋겠네요. 좋은 기사 감사합니다!
R.E.F 27기 함예림2025-12-17 16:49
아직도 여러 토의해야할 거리들이 존재한다고 생각이 드네요. 특히 낮은 주민수용성으로 인항 입지선정의 문제가 가장 눈에 띄였고 시급하다는 생각이 들었습니다.
좋은 기사 감사합니다!
좋은 기사 감사합니다!
R.E.F 28기 이건혁2025-12-17 19:20
저는 궁극적으로 열병합발전이 중요할 것이라 생각합니다. 최근에 저도 정유공정에서 쓰이는 폐열을 이용한 아이디어로 공모전을 진행중에 있었는데, 폐열의 이용이 굉장히 까다로우면서도 중요한 기술로 자리매김하고 있는 것을 알게 되었습니다. 하지만 언급해주신 것과 같이 부동산 문제 등 복잡한 사유가 많다보니 격리된 공장에서 사용을 먼저 하는 것이 바람직하지 않을까 생각합니다. 좋은 기사 감사합니다!
이예영2025-12-17 21:39
모든 나라가 힘써 화석연료의 사용량을 줄이고있는 추세라지만, 여전히 인류는 화석연료와 뗄 수 없는 사이인 것 같습니다. 화석연료로부터 얻을 수 있는 폐열이나, 남는 에너지의 활용, 부생수소 등 여러가지를 잘 이용해서 최대한 효율적인 사용을 위해 나아가야한다고 생각합니다. 폐열에 대해 잘 알아갈 수 있었습니다. 좋은 기사 감사합니다!
R.E.F. 28기 민예슬2025-12-17 23:08
발전소 특성상 주민 수용성이 중요한데 열병합발전소가 주민들과 협력하여 탄소배출량을 줄이고 효과적인 발전시설로 인정받길 희망합니다. 폐열을 회수한다면 데이터 센터에서도 이용할 수 있으면 좋을 것 같네요..! 좋은 기사 감사합니다.
R.E.F 28기 정성엽2025-12-17 23:17
하나의 연료로 전기와 열을 동시에 사용하여 효율을 높이는 방식이 너무 좋은 것 같습니다. 산업단지 쪽이 스팀 단가가 더욱 좋고, 열은 안정적인 가격을 보인다고 들었던 것 같습니다. 또, 열병합발전을 기사를 읽다보니 지열히트펌프가 생각이 나네요. 물론 방식은 다르지만, 열을 활용한 냉난방 효율을 높인다는 방식이 똑같은 점에서 이를 함께 연계한다면 어떤 결과가 나올지도 궁금합니다. 열병합발전은 굉장히 중요한 기술이라는 생각이 듭니다! 좋은 기사 감사합니다!
버려지는 열, 난방열로 사용되다
대학생신재생에너지기자단 28기 김서진
집단에너지 시스템의 핵심, 열병합발전
현대 사회에서 에너지는 효율적이고 안정적으로 공급되어야 한다. 이러한 요구를 충족시키는 대표적인 시스템이 바로 집단에너지이다. 집단에너지는 LNG, 유연탄 등의 연료를 사용하여 에너지를 생산하는 시설에서 생산된 열이나 전기를 주거 단지, 산업 단지 등 다수의 사용자에게 공급하는 시스템을 말한다. 열과 전기를 모두 생산한다는 점에서 집단에너지 사업은 도시가스 사업과 전력 사업의 특성을 동시에 지니는 사업이라고 할 수 있다.
그리고 이 집단에너지 시스템의 핵심이 바로 열병합발전이다. 열병합발전은 하나의 에너지원을 이용하여 열과 전기를 동시에 생산하는 방식으로 기존의 개별 발전 및 난방 방식보다 에너지 효율을 획기적으로 높일 수 있다. 이러한 동시 생산을 통해 전기만 생산하는 일반 발전 효율이 50%에 머무는 반면 열병합 발전은 에너지 효율을 최대 80% 수준으로 끌어올릴 수 있다. 열병합발전이 어떻게 에너지 효율을 높일 수 있는지, 그 원리와 가치에 대해 자세히 알아보자.
열병합발전의 작동 원리 및 주요 방식
[자료 1. 가스터빈 열병합발전소]
출처 : 한국전력기술
열병합발전의 핵심은 일반 발전소와는 다르게 버려지는 폐열을 회수하여 지역난방용 또는 산업공정용 등 유효한 에너지로 재활용한다는 것이다. 집단에너지를 위한 열병합발전에는 동력 기관에 따라 크게 세 가지로, 가스/디젤엔진 방식, 증기터빈 방식, 가스터빈 방식으로 구분된다. 이 중 국내에서 가장 많이 활용되고 있는 방식은 증기 및 가스터빈 발전 방식이다.
디젤엔진 또는 가스엔진에 의한 방식은 소규모 열과 전기를 공급하는 구역형 집단에너지에 활용되고 있다. 이 방식은 설비가 간단하여 전력 위주의 생산에 유리하지만 이용할 수 있는 열에너지가 적고 회수할 수 있는 온도도 낮아 대규모 열에너지를 필요로 하는 지역의 열원 방식으로는 적절하지 않다.
가스터빈 복합발전 방식의 경우, 열교환기를 장착하여 그 열을 난방열로 활용함으로써 에너지 이용 효율을 높일 수 있다. 먼저 연료, 주로 LNG를 연소시켜 고온, 고압의 가스나 증기를 만들고 이를 이용해 터빈을 돌려 전기를 생산한다. 이때 터빈을 거친 후 배출되는 고온 가스가 배열회수보일러를 통과하여 난방열을 생산한다. 여기서 배열회수보일러는 배기가스로 버려지는 에너지를 회수하여 이용하기 위한 설비를 말한다. 이 방식은 터빈에 냉각수가 거의 필요 없고 또한 기동과 정지가 용이해 대규모의 열병합발전에 많이 채택되고 있다.
열병합발전의 가치와 활용 현황
열병합 발전은 단순히 높은 발전 효율을 제공하는 것뿐만 아니라 사회에 다양한 경제적, 환경적 가치를 제공한다. 먼저 열병합발전은 도심 인근에 분산되어 설치될 수 있어서 대형 발전소나 송전망에 문제가 생겨도 일부 지역에 안정적인 열과 전기를 공급할 수 있는 분산형 전원으로서의 역할을 수행할 수 있다.
또한 열병합 발전은 다양한 방면에서 효율을 증대시키고 비용을 절감한다. 특히 동일한 연료 투입량을 통해 더 많은 유효 에너지를 생산하여 에너지 절감을 실현할 수 있다는 점이 주요 장점이다. 이 외에도 수요처와 가까운 곳에서 발전하므로 장거리 송전에 따른 전력 손실을 최소화할 수 있으며 송전 설비 투자 절감에 기여할 수 있다는 장점이 있다.
환경적인 측면에서도 이점이 있다. 동일한 에너지를 개별 생산하는 것보다 연료 사용량이 줄어들어 대기오염 물질 배출량을 감소할 수 있기 때문이다. 이처럼 열병합발전은 탄소중립을 달성하기 위한 핵심 수단으로도 인정받고 있다.
[자료 1. 지역난방공사 열병합발전소 현황]
출처 : 지역난방공사
이러한 열병합발전에서 생산된 열을 대단위 지역에 일괄적으로 공급하는 도시 기반 시설이 바로 지역난방이다. 아파트, 업무, 상업용 건물들에 개별 열 생산 시설을 설치할 필요 없이 열병합발전소 등의 열 생산 시설에서 생산된 열을 공급받아 사용하는 것이다.
지역난방은 국내에서 활발하게 활용되고 있으며 한국지역난방공사가 대표적인 공공 사업자로, 전국적으로 2000km 이상의 열 수송 관망을 구축하였다. 한국지역난방공사 외에도 GS 파워, 나래에너지서비스 등의 민간 기업도 지역난방을 제공하며 시스템을 발전시키고 있다.
열병합발전의 주요 과제, 앞으로의 미래는?
열병합발전은 앞서 언급한 것처럼 높은 발전 효율과 사회에 다양한 경제적, 환경적 가치를 제공하며 그 중요성은 점차 커지고 있지만 발전소에 대한 주민 수용성은 오히려 후퇴하는 양상을 보이고 있다. 특히 현재 집단에너지 사업을 새로 추진하는 지역은 주민 수용성 문제가 가장 높은 장벽으로 작용하고 있다. 주민들이 열병합발전소를 반대하는 주요 이유는 유해 물질 배출, 부동산 가치 하락 등으로 도시의 난방과 온수를 책임지는데 반해 전국 곳곳에서 기피 시설로 낙인찍혔기 때문이다.
열병합 발전소는 유럽과 미국 등에서는 탄소중립 이행을 위한 대체 불가 시설로 분류되고 있다. 하지만 국내에서는 여전히 대중 인식의 괴리와 더불어 관련 제도 미비로 주민 수용성 문제에 대한 효과적인 대응책 마련이 쉽지 않은 상황이다. 따라서 앞으로 열병합발전이 지속가능성을 확보하기 위해서는 주민들의 의견과 우려를 충분히 반영하고 주민들과의 긴밀한 협력과 상호 이해가 필수적이라고 할 수 있다.
또한 기술 혁신과 정책적 지원도 필요하다. 수소 또는 암모니아 혼소 등 무탄소 연료를 활용하는 기술 개발과 더불어 지역난방 제도적 기반 마련 등 기술 개발 및 지원이 절실한 시점이다. 이러한 노력을 통해 문제가 해결된다면 열병합발전은 에너지 안보와 효율, 환경 문제라는 세 가지 이점을 가지고 있는 핵심 기술로서 미래 에너지 시스템의 중요한 역할을 담당할 수 있을 것이다.
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참고문헌
[집단에너지 시스템의 핵심, 열병합발전]
1) 나래에너지서비스, "집단에너지사업", https://www.skens.com/narae/content/view.do?cate=energy
2) 열병합발전협회, "열병합소개", http://www.kcga.or.kr/kcga/kcga/kcga.php?id=cogen&page=cogen
[열병합발전의 작동 원리 및 주요 방식]
1) 행정안전부 국가기록원, "열병합 발전", 2007.12.01, https://www.archives.go.kr/next/newsearch/listSubjectDescription.do?id=006616&pageFlag=A&sitePage=1-2-1
2) GS EPS, " LNG 복합화력발전 원리", https://www.gseps.com/contents.php?pno=135?mid=17
[열병합발전의 가치와 활용 현황]
1) 나래에너지서비스, "집단에너지사업", https://www.skens.com/narae/content/view.do?cate=energy
2) 한국지역난방공사, " 한국지역난방공사 2025년 브로슈어", https://www.kdhc.co.kr/kdhc/prCnter/cyclb/list.do?prTargetSe=1&menuNo=200128
[열병합발전의 주요 과제, 앞으로의 미래는?]
1) 윤철순, "정부, 집단에너지 공급지역 신규 지정...열병합은 필수인데, 기피시설 낙인", 투데이에너지, 2025.09.02, https://www.todayenergy.kr/news/articleView.html?idxno=288176
2) 윤철순, "[초점] 도시 필수 인프라 ‘열병합발전소’, 주민 반발에 좌초 위기…정부 해법 시급", 투데이에너지, 2025.07.31, https://www.todayenergy.kr/news/articleView.html?idxno=286785
3) 차기영, "주민 반발로 흔들리는 집단에너지사업…주민수용성에 고심", 전기신문, 2024.07.25, https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=340693
4) 한국전력기술, "수소 및 암모니아 혼소", https://www.kepco-enc.com/menu.es?mid=a10303020400