LNG플랜트 발주가 늘어난다면? 복합화력발전!

Summary

- 넷제로 사회를 향한 과도기적인 에너지원 'LNG'

- 에너지가 국가 안보와 탄소중립의 핵심으로 부상하며 LNG 복합화력발전 시장이 성장

- 특히 중동과 동남아시아 중심으로 발전플랜트 프로젝트들이 증가

- 탈탄소 정책으로 구조조정을 겪고 살아남은 업체들이 수혜를 입을 전망

 

© iStock

 

탄소중립 여정의 브릿지 ‘LNG’ 2002년 제레미 리프킨은 ‘수소 혁명’에서 석유시대의 종말은 머지않았으며 수소 에너지로 대체될 것이라고 예견했다. 그로부터 20년이 지난 지금, 전 세계 에너지 소비에서 재생에너지의 비중은 10%에 불과하다. 에너지 소비구조가 더디게 변화되는 가장 근본적인 이유는 에너지가 돈과 밀접하기 때문이다. 천연가스는 화석연료의 하나지만, 석탄 대비 탄소 배출량이 절반 수준이다. 또한 전 세계적으로 발전량의 40%를 차지하는 석탄 발전이 하루아침에 신재생에너지로 교체될 수는 없다. 따라서 LNG가 넷제로(Net-Zero)* 사회로 가는 과정에서 안정적인 전력 수급을 위한 브릿지 역할을 하는 에너지원이 될 전망이다. 석탄화력발전을 단계적으로 폐지하는 동시에 LNG 복합화력발전으로 대체하면, 이산화탄소 배출량을 최대 67% 삭감할 수 있다.

전 세계적으로 천연가스 발전량은 매년 늘어나고 있다. 여름 냉방용 전력 수요가 집중되면 급격히 증가하는 전기에너지 수요를 감당할 수 없어서다. 2021년 유럽에서 폭염으로 풍력발전이 중단되자, 가스 수요가 증가해 가격이 더 가파르게 상승했다. 부족한 전력량을 메우기 위해 각국 정부는 앞다투어 LNG 수급에 뛰어들었고, 이에 천연가스는 사상 최고가를 경신했다. 이렇듯 LNG 시장이 커지면서 관련된 밸류체인에도 관심이 높아졌다. 이에 따라 필자는 복합화력발전 관련 업체들에 주목해야 한다고 판단했다.

 

LNG: 발전과 산업용 수요 증가 자료: Total

 

*넷제로

: 배출하는 이산화탄소량과 제거하는 이산화탄소량을 더했을 때 순배출량이 0이 되는 것. 배출원이 배출한 만큼을 흡수원이 다시 흡수하도록 해 실질적 온실가스 배출량을 `0'으로 만든다는 것이다. `탄소중립(carbon neutralization)'이라고도 한다.

© 한경 용어사전

 

국내의 경우, 정부의 제 9차 전력수급 기본계획에 따라 국내 노후 석탄화력발전소 24기는 단계적으로 폐지되거나 LNG 복합화력발전소로 전환될 예정이다. 2034년에는 전력설비 용량의 30.6%를 LNG 발전이 차지할 것으로 전망된다. 이에 따라 LNG 발전은 궁극적으로 수소 에너지로 가기 위한 브릿지 역할을 할 것으로 기대된다.

LNG 복합화력발전소의 건설 기간은 24개월이기 때문에 다른 발전소 대비 빠른 공기로 지을 수 있다. 향후 수소 발전으로 사용하기 위해 수소를 LNG와 혼소하여 발전할 경우, 기존 화력발전소의 탄소 배출을 저감하면서 설비의 퇴출 시점을 탄력적으로 조절 가능하다.

대표적인 예로 일본의 경우, 2021년 8월 도쿄전력과 주부전력의 합작법인 ‘JERA’가 신규 수소 혼소 프로젝트에 대한 일본 정부의 승인을 받았다. 일본 내 상업용 LNG 복합화력발전소에 수소를 연료로 투입하는 최초의 프로젝트다. 2025년 3월 말까지 기운영 중인 상용 LNG 복합화력발전소에 대해 30%수소-LNG혼소발전을 시행하게 된다. 한국 정부도 2040년까지 300MW급 수소전소 가스터빈의 조기 상용화를 목표로 하고 있다. 이에 수소 혼소 대형가스터빈의 복합화력 실증 추진을 검토 중이다.

 

제 9차 전력수급 기본계획 중 석탄발전 설비 폐지 관련

 

중동과 동남아시아 시장이 커지고 있다 전 세계 2022년 전력 규모는 전년대비 2.9%(27,011TWh), 전력 소비 증가율은 전년대비 2.8%(24,815TWh) 증가할 것으로 전망된다. 이에 따라 전 세계 LNG 복합화력발전 시장은 2021년 약 190억 달러(27조 원)에서 2028년 약 320억 달러(47조 원)로 연평균 8.1% 성장할 것으로 예상된다. 특히 중동과 동남아시아 시장을 중심으로 크게 성장할 듯하다.

2022년 8월, 사우디 아람코가 발주한 자푸라 천연가스전 열병합발전소 개발 사업에 한국전력이 약 8,000억 원 규모로 우선협상 대상자로 선정됐다. 현재는 사우디 타이바 LNG 발전 사업(약 5.5조 원)의 수주를 추진 중이다. 그뿐만 아니라 카심 LNG 복합화력발전소 입찰 참여도 준비 중이다. 카심 LNG 복합화력발전소는 타이바와 함께 사우디정부가 추진 중인 대규모 LNG 발전 사업 중 하나다. 발전 용량은 3500MW로 사업 규모는 약 40억 달러(약 5조 5000억 원)로 추정된다.

현재 네옴시티, 홍해 개발 등 대규모 인프라 프로젝트를 구상하고 있는 사우디나 유가 상승으로 재정 건전성이 높아진 다른 UAE 등 중동 국가들의 대규모 인프라 투자는 막대한 전력수요를 필요로 한다. 분산된 전력 시스템을 가지고 있는 중동 지역에서 이러한 프로젝트들을 수행하기 위해서는 LNG 복합화력발전의 건설이 요구된다. 특히 사우디, 카타르 등 여러 중동 국가들이 신성장 동력 확보를 위해 대규모의 태양광 발전 단지를 조성하려고 하는데, 태양광 발전의 간헐성을 보완하기 위한 백업 발전으로서도 LNG 복합화력발전 건설이 필요하다.

베트남 역시 전력 부족으로 주에너지원인 석탄을 LNG 복합화력발전으로 전환하고 있다. 국제금융공사에 따르면, 베트남의 전력수요는 2030년까지 매년 평균 8% 증가할 것으로 전망된다. 2020년까지 베트남 발전량의 50%가 석탄이었으며, 나머지는 수력 30%, 천연가스 14%, 비수력 재생에너지 5% 정도였다. 코로나19로 인한 베트남 북부지역의 석탄 채굴이 급감하고, 러-우크라이나 전쟁에 따른 석탄 수입가격이 급등하면서 LNG 수입 터미널 및 복합화력발전소 건설로의 전환이 이뤄지고 있다.

말레이시아 또한 재생에너지의 전력 발전 비중을 2022년 23%에서 2035년 40%로 높일 것이라고 발표했다. 재생에너지 전환 과정에서 탄소 배출 감축과 안정적인 전력 공급을 위한 방안으로 LNG 복합화력발전소 건설을 할 계획이다. 이와 같이 중동 및 동남아시아를 중심으로 글로벌 LNG 복합화력발전소 건설에 대한 수요는 급격하게 증가할 것으로 보인다.

 

중동 발전시장 발주 전망 © 업계 자료

 

중동 석유 가스 발주 프로젝트 전망 © 업계 자료

 

중동 주요 LNG 발전 프로젝트 전망 © 업계 자료

 

아세안 지역의 복합화력발전 시장 전망 © 업계 자료

 

살아남은 자들의 파티가 시작됐다 HRSG는 가스터빈에서 배출되는 고온의 배기가스 열을 회수해서 물을 데워 증기를 생성한 후 배관을 통해 생성된 스팀을 스팀터빈으로 보내는 복합발전소의 핵심 설비다. 높은 압력을 가진 증기의 힘이 스팀터빈에 날개를 회전시키고, 이 운동에너지가 전기를 생산한다. 고온의 배기가스를 버리면 환경 및 에너지 손실이 크지만, HRSG를 사용하면 생산성과 효율성, 자원 재사용에 따른 원가절감을 할 수 있다. 기존 LNG 발전 효율이 40-50%인데 반해, 복합발전의 효율은 최대 80%로 약 2배 정도 높다. 주로 복합화력발전은 LNG 발전에서 응용된다. 신재생에너지의 글로벌 HRSG 시장 규모는 2021년 약 12억 달러에서 2030년에는 약 20억 달러로 성장할 것으로 전망된다.

 

HRSG 글로벌 시장 전망

 

열교환기는 플랜트에서 활용되는 여러 물질의 온도를 높이거나 낮추는 장치다. 정유, LNG발전, 석유화학 플랜트에서 가장 중요하고 자주 활용된다. LNG를 생산하는 플랜트의 경우, 가스전에서 생산되는 가스의 온도가 높을 때 가스에 있는 액체를 응축시켜 분리하기 위해 온도를 낮추는 열교환기를 활용한다.

공랭식 열교환기는 냉각 용수 공급이 어려운 지역에서 많이 선택할 수 있다. 수냉식에서 필수적인 수처리 시설 등에 투자되는 비용도 절감할 수 있다. 또한 부식성이 적기 때문에 수냉식 대비 재질 선정이 덜 복잡하다. 셧다운 시간도 거의 요구되지 않으며, 공기로 청소할 수 있는 수냉식 대비 환경오염 문제에서도 자유롭다. 조업과 유지 비용은 수냉식 대비 1/4정도에 그친다.

피팅산업과 마찬가지로 최근 고유가를 바탕으로 한 중동쪽 에너지 기업들의 설비투자(CAPEX)가 증가하고 있다. 과거와 달리 석유플랜트나 고도화된 정제설비 투자가 늘어나고 있어서 공랭식 열교환기의 수요 증가가 기대된다.

과거 8년간 미국의 셰일가스 혁명으로 전 세계가 저유가 국면에 들어서면서 피팅산업과 마찬가지로 해외 발전플랜트 수주가 급감했다. 또한 친환경 재생에너지 트렌드로 인해 탈탄소 정책이 추진되면서 글로벌 발전설비업체들이 구조조정됐다. 그러나 2021년부터 코로나19 완화에 따른 리오프닝으로 유가가 상승하고 에너지가 국가 안보와 탄소중립의 핵심요소로 부상하며 판도가 뒤집히고 있다. 중동과 동남아시아를 중심으로 해외 발전플랜트 프로젝트들이 증가하고 있고, 국내 시장에서도 전력정책의 변화에 따른 발전플랜트 발주가 기대된다. 구조조정 이후 살아남은 업체들이 승자독식할 수 있는 턴어라운드 시기에 돌입한 듯하다. 이에 따라 HRSG와 열교환기 업체인 SNT에너지, 강원에너지, 비에이치아이 등의 수혜가 예상된다.