'용인 반도체 국가산단에 1천MW 수소연료전지 발전단지' 제안

용인 첨단시스템반도체 국가산업단지의 안정적인 전력 공급을 위해 국가산단 안이나 인근에 2042년까지 1천MW 규모 수소연료전지 발전단지를 단계적으로 조성해야 한다는 제안이 나왔다.

경기연구원은 8월 3일 발간한 '용인 국가산단 반도체클러스터 수소연료전지발전단지 구축 방안' 보고서에서 반도체 메가클러스터 가동에 필요한 전력이 장기적으로 10GW 이상에 이를 것으로 보고 전체 전력수요의 10%가량을 지역에서 생산하는 분산형 전력 공급체계가 필요하다고 밝혔다.

용인 국가산단은 삼성전자가 입주해 세계 최대 규모 반도체 생산 거점을 구축하는 국가 핵심 사업이다. 정부는 산업단지 조성과 함께 도로와 용수 전력 등 기반시설을 지원하고 있다.

보고서에 따르면 국가산단 전체 가동 시기가 애초 계획보다 앞당겨지면서 전력 공급 일정도 빨라졌다. 2053년까지 공급하려던 최종 전력수요를 2042년까지 확보한다는 계획이다.

반도체 공장은 다른 산업시설보다 안정적인 전력 공급이 중요하다. 생산 과정에서 순간적으로 전압이 떨어지거나 정전이 발생해도 생산 차질과 큰 경제적 손실로 이어질 수 있기 때문이다.

국가산단 전력 공급은 3단계로 추진될 전망이다. 2030년까지 산단 안 액화천연가스(LNG) 발전소와 인근 송전선로 보강을 통해 약 3GW 규모의 전력 공급 기반을 갖춘다. 2036년까지 기존 선로의 공급 능력을 늘려 생산시설 확대에 대응한다. 2042년에는 영동·중부권에서 생산한 전력 등을 활용해 10GW 이상의 장기 전력 공급체계를 완성하는 것이 목표다.

외부 송전망 의존 줄이고 지역에서 전력 생산

경기연구원은 외부에서 생산한 전력을 송전선로로 공급하는 방식만으로 급증하는 전력수요에 대응하는 데 한계가 있다고 분석했다.

수도권 전력망의 부담이 커질 수 있고 송전선로 건설을 둘러싼 지역 갈등이 발생할 가능성도 있다는 것이다. 국가 전력망을 늘리는 것과 함께 산업단지나 인근에서 필요한 전력 일부를 직접 생산해 사용하는 체계를 갖출 필요가 있다고 봤다.

경기연구원이 제안한 대안은 수소연료전지다. 용인 반도체 메가클러스터가 필요로 하는 10GW 가운데 10분의 1 수준인 1천MW를 국가산단이나 인근 수소연료전지 발전시설에서 생산하는 방식이다. 지역에서 생산한 에너지를 지역에서 사용하는 '지산지소'형 전력 체계를 만들겠다는 의미다.

수소연료전지는 날씨에 영향을 크게 받지 않고 24시간 전력을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 장기적으로 탄소 발생량이 적은 청정수소를 사용하면 반도체 생산에 필요한 전력을 안정적으로 확보하면서 탄소배출을 줄이는 효과도 기대할 수 있다고 연구원은 분석했다.

2030년 300MW 시작해 2042년 1천MW로 확대

발전단지 구축도 3단계로 제안됐다. 1단계는 2030년까지 국가산단을 중심으로 300MW 규모 수소연료전지를 설치하는 것이다. 초기 전력수요에 대응하면서 액화천연가스를 활용한 수소 혼합 연소와 현재 생산 과정에서 탄소가 발생하는 수소를 이용한 실증사업을 병행한다.

2단계인 2036년까지 발전용량을 누적 700MW로 확대한다. 탄소배출이 적은 청정수소 공급체계를 마련하고 연료전지에서 발생하는 열을 산업 생산 과정에 활용하는 열병합 시스템도 도입한다.

2042년에는 발전용량을 1천MW까지 늘린다. 청정수소를 중심으로 발전체계를 전환하고 인공지능(AI)을 활용해 전력수요를 실시간으로 관리하는 에너지 관리체계를 갖춘다는 구상이다.

보고서는 수소연료전지 발전단지가 조성되면 국가 전력망에 대한 부담을 줄이고 용인 반도체 메가클러스터의 독립적인 전력 공급 능력을 높이는 데 도움이 될 것으로 봤다. 탄소중립과 수소산업 육성 효과도 기대했다.

문제는 사업비다. 경기연구원은 수소연료전지 발전시설을 짓는 비용이 기존 화석연료 발전소보다 약 2배 높은 것을 단점으로 꼽았다. 국가 차원의 탄소중립과 지역 분산형 에너지 정책을 고려해 추가 비용을 정부가 지원하는 차액보조금제도가 필요하다고 제안했다.

경기연구원의 이번 연구는 용인 반도체 국가산단의 전력 공급 문제를 송전망 확충만으로 해결하지 않고 국가산단 주변에서 필요한 전력 일부를 직접 생산하는 방안을 제시했다는 점에서 눈길을 끈다.

다만 1천MW 규모 수소연료전지 발전단지는 현재 확정된 사업이 아닌 경기연구원이 제시한 정책 제안이다. 실제 사업 추진 여부와 입지 사업비 마련 방식 등은 정부의 국가산단 전력 공급계획과 에너지 정책에 따라 결정될 전망이다.

덧붙이는 글 이 기사는 용인시민신문에도 실렸습니다.

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