에너지/환경

중국 최초의 500kV 란시변전소 광전지 발전량 5,000kWh 돌파

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란시(兰溪)변전소는 국가전력망공사(State Grid) 산하 최초의 500kV 스마트 변전소로 2011년 4월 1일 기준 광전지 발전량이 5,042kwh를 기록했다. 란시변전소는 저장(浙江)성 란시시 산벙댄커우춘(三峰殿口村)에 위치해 있으며 부지는 99.7무(畝)이다. 국가전력망공사는 2010년부터 스마트 그리드 구축을 목표로 란시변전소를 대상으로 지능화 사업을 추진해왔다. 광전지발전소는 옥상에 설치하며, 설치면적은 200㎡, 설치용량은 20.8kW로, 연간 발전량 2만kWh로 예상된다. 태양광발전시스템은 태양전지판, 인버터, 전압 제어기, 태양에너지 직류 배전박스, 데이터 수집기, 역류방지장치, 환경 모니터링 시스템 등으로 구성되어 있다. 동 시스템은 태양빛을 직접 전기에너지로 변환하는 발전장치로서 햇빛을 받아 전기를 생성한 후 직류형태로 저장된 발전전력을 인버터를 통해 교류로 변환시켜주는 장치이다.    또한 필요에 따라 비상용 전원으로 사용할 수도 있으며 LED 조명 등 녹색 조명에도 널리 사용되고 있다.

해양 중금속 오염 구조 길은 어디에

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중국 최초의 ‘12.5’ 국가급 전문프로젝트 계획은 중금속 오염 퇴치에 초점을 두었다. 최근 국가환경보호부는 <중금속오염 종합퇴치 ‘12.5’규획>이 국무원의 허가를 받았다고 밝혔다. 중금속 오염 퇴치는 현재와 향후 일정 기간 환경보호의 최우선 대사이다. 최근 열린 중금속오염 종합퇴치 화상회의에서 저우성샌(周生贤) 환경보호부장을 비롯한 14개 중점도시의 책임자들은 각 지역에서 중금속오염 조성 기업, 특히 기술이 낙후하고 오염이 심각한 납산 배터리 생산, 납 제련 등 기업을 조사해야 한다고 지적했다. ◉ 닝버시 70% 해역은 심각한 오염 최근 발표된 <2010년 닝버시 해양환경공보>, <2010년 썅산항(象山港) 해양환경공보> 및 <2010년 닝버시 어업생태환경 상황공보>에 따르면 닝버시 인근 해역들은 약 70%가 오염이 심각한 것으로 나타났으며, 오염이 심각한 해역은 항저우시 완난안(湾南岸), 융쟝커우(甬江口), 베이룬-다세다오(北仑—大榭岛), 썅산항, 산먼완(三门湾) 등지에 분포된 것으로 조사됐다. 그중 닝버시 해양환경공보에 따르면 2010년 닝버시 인근 해역 양자강, 치엔탕쟝(钱塘江), 융쟝(甬江) 등의 영향을 받아 영양염이 심하게 오염됐으며 오염이 심각한 해역 면적은 6,625.76㎢로 전체의 67.9%를 차지한 것으로 집계됐다. 중간정도의 오염 면적은 1,790.24㎢로 18.35%를 차지했으며 경미한 정도의 오염 면적은 861.06㎢로 8.82%를 차지, 청정해역 면적은 480.94㎢로 4.93%에 그쳤다. 따라서 2009년 대비 오염이 심각한 해역과 중간정도 오염해역 면적은 다소 증가한 반면 경미한 정도의 해역오염 및 청정해역 면적은 감소한 것으로 드러났다. ◉ 화이허(淮河) 수질오염사건 1994년 7월, 화이허에서 대형 오염 사건이 발생, 2억㎥에 달하는 폐수가 유입되어 중하류 지역의 모든 담수 양식업에 막대한 피해를 끼쳤고 안후이(安徽) 북부 공업 생산이 중지되었으며 100만 명에 달하는 주민들이 식수난에 직면했다. ◉ 어떤 종류의 중금속이 해양오염을 조성하는지? 전문가에 따르면 중금속은 아주 위험한 오염물질로 현재까지 명확한 정의가 내려지지 않고 있지만 비중이 4.5g/㎤ 이상인 금속으로서 수은, 카드뮴, 납, 아연, 크롬, 구리 등이 있으며 독성이 강하고 자주 접할 수 있는 금속이기 때문에 주요 환경오염물질로 간주되고 있다. 인위적인 오염은 산업폐수와 광산폐수의 배출 및 중금속농약의 유실이며, 석탄과 석유 연소과정에 방출되는 중금속이 대기운반을 통해 바다에 진입한다. 중금속은 물속에서 분해될 수 없어 도처에 확산되어 어느 정도 기준에 도달한 후 해수요염을 조성한다. 다른 일부 중금속은 미생물의 작용으로 다양한 형태의 상호 전환과 집결을 통해 독성이 더욱 강한 금속화합물을 형성한다. 예를 들면 수은의 메틸화로 인해 메틸수은이 형성되어 수은중독을 초래하는 것이 가장 전형적인 사례다. ◉ 해양 중금속오염은 어디에서 주로 오는지? <2009년 중국 해양환경 품질공보>에 따르면 2009년 중국에서 청정해역 수질 기준에 도달하지 못한 면적은 14만 6,980㎢로 전년대비 7.3% 증가한 것으로 나타났다. 오염이 심각한 해역으로는 보하이완(渤海湾), 랴오둥완(辽东湾), 창쟝입구(长江口), 항저우완(杭州湾), 주장입구(珠江口) 및 일부 중대도시의 인근해역으로 조사됐다. 국지적인 해역의 침적물은 중금속과 석유오염 피해를 입었으며 부분적인 조개류의 체내 오염물 잔류수준은 여전히 높았다. 하천을 따라 바다에 진입한 오염물질총량은 전년대비 크게 증가했다. 바다로 들어가는 오폐수 배출구의 73.7%는 기준을 초과해 오염물질을 배출했으며, 일부 오폐수 배출구 인근의 해역은 환경오염이 갈수록 심각해지는 추세다. 또한 한 해 동안의 적조 발생 횟수는 68회, 누계 면적은 1만 4,100㎢에 달한 것으로 드러났다. ◉ 해양 중금속오염 해결책은? 해양 중금속 오염이 세계적인 환경문제로 부각되고 있는 가운데 전문가들은 해양 중금속 오염 해결책으로 내・외부 통제방법을 병행할 것을 지적하고 있다. 외부 통제방법으로는 광물채굴, 전기도금, 금속제련, 화공생산 등에서 배출되는 중금속 함유 폐수나 고형폐기물을 처리 및 감소시키는 것이며 내부 통제방법에는 용해성 중금속을 불용성 또는 난용성 금속화합물로 전환시키는 것과 중금속의 화학적 형태를 변환시키지 않는 역삼투, 전기투석, 이온교환, 증발농축 등 방법이 제기되고 있다. 그러나 해양 중금속 오염 퇴치는 주로 예방에 중점을 두고 오염원을 통제하는 동시에 제조공법을 개선하여 중금속 유실을 방지하고 회수율을 높여야 할 뿐만 아니라 관련 환경보호법규를 실질적으로 시행하고 모니터링을 강화하는 것이 필요하다. ◉ 깊은 바다의 물고기를 선호하는 자가 해양수은 중독의 가능성 커져 생선을 대량 섭취하면 총명해지고 쇠고기 돼지고기보다 지방과 콜레스테롤이 적어 많이 먹을수록 몸에 좋다는 정보를 장기간 동안 많이 접했다. 그러나 환자 치료과정에 생선 과다섭취로 수은중독에 걸리는 현상이 자주 발생하고 있다. 아직까지 생선을 너무 많이 섭취하여 수은중독에 걸릴 수 있다는 명확한 입증자려가 없지만 환자치료 과정에 원인을 찾을 수 없는 병이 대량 발견되어 추적해보니 대부분 환자의 음식습관이 황새치, 참치, 상어 등 원양어류를 선호하는 것으로 밝혀졌다. 이들 환자 체내의 수은함량은 상당히 높았으며, 의사 건의대로 생선 섭취를 중단하니 모든 증상이 완화되었다.

칭장고원에서 최대 규모 태양광발전소 건설 한창

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건설이 한창인 10MW급 눠르카저(诺日喀则) 태양광발전소는 산동성의 티벳 지원 최대 프로젝트로서 투자규모는 8억 위안이다. 1기공사 부지는 400무(畝), 연간 발전량은 2,000만kW로, 오는 5월 말 계통연결형 발전을 본격적으로 가동한다. 동 프로젝트는 르카저시 10만 가구 농/목축민들의 한 해 동안 생활용 전력을 공급할 수 있어 현지용 전력부족난을 완화시킬 수 있을 뿐만 아니라 연간 7,000톤의 석탄을 절약할 수 있고 이산화탄소 1만 3,000톤을 감축할 수 있다. 이에 따라 이곳의 생태환경이 앞으로 크게 개선될 전망이다.

공업신식화부 스마트그리드와 특고압 송전망 구축에 박차

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3월 26일, 중국전력기업연합회 주관으로 개최된 '2011년 경제상황 및 전력발전 분석 예측회의'에서 쑤버(苏波) 공업신식화부 부부장은 신에너지 장비산업과 관련 핵심기술 개발에 주력해 저탄소 녹색성장을 촉진해야 한다고 밝혔다. 그는 이러한 목표를 달성하기 위해 고효율 청정석탄 발전장비, 특고압 송전기술, 스마트 그리드 등 3대 업종을 대대적으로 발전시켜야 한다고 명확히 제시했다. 이는 공업신식화부 고위 인사가 최초로 스마트그리드와 특고압 송전망에 대해 공식적으로 언급한 것이어서 주목받고 있다. 쑤버 부부장은 신에너지장비 분야에서 자체 지재권 보유 태양전지 및 태양열 이용 장비, 메가와트급 태양광 발전소 인터버 및 제어시스템, 메가와트급 풍력발전장비와 핵심부품 설계, 제조 기술을 본격적으로 발전시켜야 한다고 지적했다. 아울러 원전 분야에서는 첨단 원전 프로젝트를 통해 원자력발전 장비와 서비스산업의 발전을 촉진하고 대형 단조물, 압력용기, DCS(분산제어시스템), 원전용 밸브, 펌프의 자체 제조능력을 제고할 것을 요구했다. 저탄소 녹색성장과 관련해서는 고효율 청정석탄 발전장비와 특고압 등 대용량 첨단 송전기술・장비를 대대적으로 발전시켜 대규모 송전망 구축에 따른 전선 소모를 줄이고, 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환해 송배전 효율을 최적화하는 차세대 전력망인 스마트그리드 사업을 강화해야 한다고 강조했다. 또한 스마트그리드 표준시스템 구축과 기타 신에너지장비 연구개발을 강화할 것을 제시했다. 쑤버 부부장은 중국의 태양광전지 생산량이 세계 1위이나 스크린인쇄기, 고온 소결로 등 핵심설비는 여전히 수입에 의존하고 있어 독자적인 연구개발력 강화가 시급하다고 덧붙였다.

특고압 송전공정 ‘12.5규획’에 편입

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투자규모 두 개의 삼협공정 해당 국가전력망공사(State grid)에 따르면 중국은 특고압 송전공정을 이미 '12.5규획'에 편입시켰다. 3월 16일 발표된 '12.5' 계획 요강에서는 대규모 송전망 구축 필요성과 신에너지 발전에 의해 생산된 전력을 기존의 전력망에 맞물리는 계통연결의 중요성이 부각되면서 현대화 전력망체계 구축 및 '서전동송'(西電東送) 규모 확대, 특고압 등 대용량과 고효율 및 원격 송전기술을 적극 발전시킬 것을 제시했다.그리고 정보, 제어, 에너지저장 등 첨단기술을 바탕으로 스마트 그리드 구축에 박차를 가하고 도시와 농촌의 전력망 구축 및 개조사업을 활성화하며 전력망의 최적화 배치능력과 전력공급의 신뢰성을 향상시킬 것을 요구하고 있다. 장커샹(张克向) 국가전력망공사 발전기획부 전문가는 제일재경일보(第一財經日報)와의 인터뷰에서 원자력발전, 풍력발전, 수력발전 등 신에너지 발전은 모두 특고압 전력망 구축이 뒷받침되어야 한다고 밝혔다. 2020년 중국의 풍력발전 설비용량은 1.5억kW 이상에 달할 것으로 추정되며 현재 8대 풍력발전기지의 설비용량은 전체의 80%를 차지하고 있다. 그중 5대 풍력발전기지는 화북, 서북, 동북지역에 위치해 있으며 신강, 감숙, 내몽고, 길림 등지의 풍력발전 설비용량만 8,000만kW에 달하고 있어 풍력발전에 따른 전력 소비가 큰 관심사로 떠오르고 있다. 따라서 이들 지역에서 생산된 전력을 화북, 중부지역으로 공급하기 위해서는 특고압 전력망 구축이 시급한 상황이다. 중국은 '12.5'기간 삼종삼횡(三纵三横) 특고압 교류 송전망과 11개 특고압 직류 송전망 구축에 삼협공정의 2배에 해당되는 5000억 위안을 투입할 계획이다. 그 중 특고압 교류 송전망에 대한 투자가 투자액의 2/3을 차지한다. 그러나 이에 앞서 전문가는 중국 정부의 특고압 송전공정 가운데 특고압 교류 송전망 투자에 대한 막대한 비용으로 수익 창출이 어렵다고 우려했다.

'12.5' 태양열산업 발전전망

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중국은 열에너지가 전체 에너지 소비량의 약 50~55%를 차지하고 있으며, 태양열 보급 활성화는 대체에너지 개발, 에너지안보, 저탄소 녹색성장을 실현하는 중요한 요소로 작용하고 있다. 중국은 '11.5'계획기간 태양열산업이 고속 성장을 거듭했으며 '12.5'계획기간에도 이러한 성장세를 지속 이어갈 것으로 전망된다. 1. '12.5'기간 태양열산업 발전목표 중국은 기술개발 강화, 응용분야 확대, 산업구조 고도화, 시장 확장을 향후 10년간 태양열산업의 발전목표로 하고 있다. 따라서 2020년에는 태양열이 전체 에너지 소비량에서 차지하는 비중이 크게 늘어나고 이산화탄소 배출량 40~45%를 감소한다는 목표치를 달성함에 있어서도 큰 기여를 할 것으로 예상된다. 태양열산업 발전계획에 따르면 2015년과 2020년 중국의 태양열산업 연간 생산량은 각각 13500만㎡, 27300만㎡에 달하고 연간 생산액은 각각 1,800억 위안, 3,800억 위안에 달하며, 태양열 온수기 설치면적은 각각 4.0억㎡, 8.0억㎡에 달하고, 태양열 에너지가 재생에너지 및 전체 에너지 소비량 중 차지하는 비중은 각각 16%, 2%에 달하며(표준 석탄 기준으로 1.22억 톤에 해당하며, 이산화탄소 배출 2.62억 톤 감소), 수출액은 각각 5억 달러, 10억 달러에 달할 것으로 추정된다. 이러한 목표를 달성하기 위해서는 신소재, 신공법, 신제품, 신장비 연구개발 강화 및 중국시장에 적합한 유리 진공관 태양열 온수기 보급 확대에 역점을 두고 아래와 같은 8개 기술개발에 주력해야 할 것으로 보인다. 구체적으로 첫째, 태양열 온수기 저온활용 요소기술로 집열, 열저장, 메카트로닉스, 건물일체형, 제어기술, 둘째, 고성능 평판형 태양열 집열기, 셋째, 분체형 태양열 온수 시스템, 넷째, 태양열 온수·난방 시스템, 다섯째, 태양열 중/고온 집열 장치, 여섯째, 태양열 주택, 태양열 조리기, 일곱째, 농업분야 태양열 응용기술, 공기집열기, 태양열을 이용한 건조기술, 해수담화 및 공업용 온수 기술, 여덟째, 태양열 에어컨, 태양열 발전기술 등이다. 또한 태양열 응용분야를 확대하는 동시에 선진 장비와 기업경영제도를 도입해 산업구조 고도화를 촉진하고 선두기업을 육성하고 관련 산업사슬을 완비하며 설계, 설치, 유지보수가 가능한 태양열 온수기 시공업체를 적극 육성하고 판매 대리상, 전문점, 백화점 등 유통채널과 서비스체계를 정비할 예정이다. 한편 건물일체형 태양열시스템과 태양열 난방 공사를 통일적으로 계획, 설계, 설치, 점검 및 관리하고 설치조건에 부합되는 신규 건물에는 태양열 온수기를 설치할 것을 요구하고 있다. 아울러 정부의 가전하향 정책과 녹색 마을 시범사업과 연결시켜 농촌지역 태양열 온수기 확대 보급을 추진함과 더불어 해외시장 개척에도 적극 나설 계획이다. 따라서 2020년 중국의 태양열 온수기 수출액은 10억 달러를 상회할 것으로 추정된다. 2. '12.5'기간 태양열산업 육성정책에 대한 건의 '12.5'계획기간 태양열산업 발전목표 달성을 위해 아래와 같이 건의한다. 첫째, 태양열산업이 국가 에너지체계에서 차지하는 전략적 지위를 명확히 한다. 중국은 태양열산업에서 독자적인 지적재산권을 보유하고 있으며 연간 생산량과 전체 보유량 부문에서 독보적인 우위를 확보하고 있다. 또한 친환경, 에너지 절감, 배출 감소에도 크게 기여하고 있다. 따라서 정부는 태양열 온수기를 에너지절감제품, 친환경제품에 포함시키는 등 태양열산업에 대한 지원을 강화하는 것이 바람직하다. 둘째, 태양열산업 육성정책을 마련하는 것이 시급하다. 구체적으로 1) 세제지원정책: 태양열 온수기업체는 하이테크기업이자 친환경기업이며 이들을 대상으로 금융, 재정, 대출, 세수 등 방면의 지원책을 강화하는 것이 필요하다. 2) 건물일체형 태양열 온수기 보급정책: 중국은 2008년부터 일부 시범지역을 중심으로 건물일체형 태양열 온수기 보급정책을 실시해 왔으며 현재는 실시범위가 점차 전국으로 확산되는 추세이다. 따라서 재생에너지법과 각지의 구체적인 실정을 토대로 건물일체형 태양열 온수기 실시세칙 마련이 시급하다. 3) 보조금 지원정책: 태양열 온수기 기술개발, 도시와 농촌의 건물일체형 태양열 온수기 보급 및 설치 등을 대상으로 보조금 지원정책을 마련해야 한다. 특히 공업생산에서 태양열 온수장치 도입을 적극 독려하고 그중 날염, 방직, 식품, 제약, 제지, 가죽 등 중/저온 온수기제조업체들에 대해서는 강제적인 도입정책을 실시하고 에너지절감・배출감소 효과에 따라 보조금을 지원하는 방법을 강구해야 한다. 4) 태양열 온수/난방기술을 건물에너지절감기술에 포함시키고 각종 우대정책을 제공해야 한다. 5) 중고제품을 새 제품으로 교체할 때 보조금을 지원하는 태양열 온수기 이구환신(以舊換新) 정책을 실시해야 한다. 셋째, 선두기업 육성에 주력한다. 향후 3~5년간 태양열 온수기 연간 생산규모를 400만㎡로 끌어올리고 독자적인 기술력과 국제 경쟁력을 갖춘 5~10개사에 달하는 핵심기업을 중점 육성하여 규모화 생산을 실현해야 한다. 현재 태양열 온수기 제조업체는 주로 베이징, 산둥, 장쑤, 저장, 광둥, 윈난 등지에 집중돼 있다. 따라서 중부지역, 허베이, 허난, 동북, 서부 등지를 중심으로 약 40억 위안을 투자하여 생산규모가 2000여만㎡에 달하는 신규 산업기지를 구축함으로써 태양열 온수기 산업화 수준을 높여야 한다. 또한 핵심장비 연구개발에 대한 지원을 강화한다. 최근 몇 년간 중국은 유리진공 집열관, 세척장비, 물탱크, 보온소재 등 자동화 생산설비 개발에 성공하고, 생산효율을 30%~40% 향상시키고 에너지 절감률을 20%~30% 끌어올렸다. 그리고 최첨단 핵심기술 연구를 집중적으로 지원하는 '과푸양광계획(夸父阳光计划)' 등을 통해 중국의 태양열산업의 선두지위를 고수해야 한다. 마지막으로 시범프로젝트를 추진해 시장수요를 견인해야 한다. 전국적으로 1,000개 현, 현당 10개 마을을 선정해 보조금을 지원하는 방식으로 약 45억 위안을 투입해 총규모가 300만 ㎡에 달하는 태양열 공중목욕탕을 건설하는 '천현만촌양광(千县万村阳光)' 프로젝트를 추진해야 한다. 태양열 온수기 보급 확대를 위해 '백성양광계획(百城阳光计划)'을 가동하고 전국 600개 도시 중 100개 도시를 선정해 시범사업을 실시함으로써 이들 시범 도시에서의 태양열 온수기 보급률을 30%로 늘려야 한다. 한편 공농업 생산에서 태양열 온수응용공정을 추진해야 한다. 특히 날염, 제지, 방직, 의약, 식품 등 업종에서는 중/저 온수를 대량 사용하는 태양열온수시스템을 보급시켜 에너지절감과 배출감소를 도모해야 한다.

메틸알코올에서 저탄소 알켄을 제조하는 신기술 산업화로 매진

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중국은 독자적인 연구로 '메틸알코올에서 저탄소 알켄을 추출 제조하는 새로운 기술(DMTO-Ⅱ)' 개발에 성공하고, 2010년 10월 26일 베이징에서 이를 산업화하는 계약을 체결하였다. 중국 산시석탄업화공그룹(陕西煤业化工集团), 중국과학기술원 다롄화학물리연구소(中科院大连化学物理所), 시노펙 뤄양석유화학공정공사(中石化洛阳石化工程公司)는 산시푸청청정에너지화공유한공사(陕西蒲城清洁能源化工有限公司)와 정식으로 계약을 체결하였다. 산시푸청청정에너지화공유한공사는 중임을 짊어지고 석탄 이용 메틸알코올 연간 생산량을 180만 톤으로, 메틸알코올 이용 알켄 연간 생산량을 67만 톤으로 끌어올릴 예정이다. 선화(神华)기업은 2011년 1월 1일 내몽고 바오타우(包头)에서 60만 톤 규모의 석탄 이용 알켄 제조 산업화시범프로젝트를 정식 가동하고, 상업화 운영에 들어갔다. 이번에 산업화에 성공한 MOTO-Ⅱ기술은 산시석탄업화공그룹과 중국과학원 다롄화학물리연구소 등이 공동 개발한 것으로 대내외적으로 큰 주목을 받고 있으며, 2011년 1월 19일 중국과학원 원사와 중국공정원 원사들에 의해 2010년 중국 10대 과학기술 대표성과로 선정되었다. 류중민(刘中民) 중국과학원 다롄화학물리연구소 부소장은 본지와의 인터뷰에서 "중국과학원 다롄화학물리연구소는 1980년대 초부터 세계 에너지 발전추세를 예의주시하면서 DMTO 연구팀을 구성하고, 30년간 연구개발을 지속적으로 추진해온 결과 오늘과 같은 수준에 이르렀다."고 밝혔다.