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1. 화력 발전소의 정의
㈎. 화력 발전이란?
▶ 발전방식 : 석탄, 석유, 등유, LNG(액화천연가스), LPG(액화석유가스) 등의 화석연료를
연소시켜 발생되는 열에너지의 일부를 기계적 에너지로 변환하여 전기(전력)을 발생시키는
발전 방식이다. (작업 매체로 물을 사용)
▶ 기력발전소 : 보일러에서 증기를 발생시켜 이 증기가 증기터빈을 돌리고 증기터빈은 발
전기를 돌려 전기 에너지를 발생시키는 방식이다.
2. 화력 발전소의 장점과 단점
㈎. 장점
① 수력 발전에 비하여 단기간에 설치할 수 있다. (발전 설비의 용이)
② 수요가 많은 대도시 근처에 발전소를 만들 수 있다.
③ 대량의 전기를 한꺼번에 생산한다. (총 발전량의 절반을 공급)
④ 건설비가 적게 든다.
㈏. 단점
① 연료 자원이 고갈되고 있다.
② 소음을 일으키고 지속적인 연료 공급이 필요하다.
③ 효율이 많이 떨어진다. (열효율이 30~35%) 나머지 열은 모두 폐열
로 방출되어 주변 해양 오염의 원인이 된다.
④ 연료 수입으로 인한 무역 적자의 주요 원인이 된다.
⑤ 대기 및 수질 오염을 일으킬 수 있다.
화력발전소 주변의 심각한 오염
1. 발전소 측의 주장
▶ 매년 10%씩 전력 수요가 증가하고 있고 2010년에는 현재 전력의
250%가 필요하기 때문에 대형 발전소를 반드시 세워야 한다
▶ 발전소 설계 당시인 78년에는 유해 물질에 대한 규제가 약해 탈황·탈질
설비를 미처 갖추지 못했다.
▶ 1970년대 이후 법으로 사용이 금지된 PCB가 83년에 건설된 발전소
주변에서 검출됐다는 조사 결과를 받아들일 수 없다.
▶ 발전소 주변지역의 오염 원인을 주변 쓰레기 매립장과 각종 선박의 폐유,
생활 오폐수, 양식어장 등에 의해 오염이 유발된 것이다.
▶ 발전소 운영과정에서 필수적으로 나오는 황산화물·질소산화물·분진 등의
물질을 정부에서 규정한 규제치 미만으로 내보내고 있다.
▶ 발전소 인근 바다에서 조개와 멍게 등을 잡아 시식회를 갖으며 발전소를
가동해도 인근 바다에 오염이 없으며 생물이 서식하고 있다는 것을 입증하였다.
2. 발전소 주변의 환경오염 원인 및 피해 사례
(원인)
▶화력발전소들이 배기가스에서 황과 질소를 제거하는 배연탈황 장치를 전혀 갖추지 않고
운영하고 있는 등 공해 대책이 소홀한 데다 배출허용기준 마저 느슨하다. (현재 공해방지
시설이 완벽한 화력 발전소는 없다.)
예)삼천포 화력 발전소: 83년부터 85년까지 발전소를 설치하면서 배연탈황 시설없이 가동되
고 있다.
▶ 공해의 상징인 화력 발전소를 대규모로 추진하며 대기 오염의 주범인 유연탄의 비율을
해마다 높이고 있다.
▶ 굴뚝에서 막대한 양의 분진이 대기로 쏟아져 나오고 있다.
(피해 사례)
▶ 발전소 부근 일대의 생태계를 파괴하고 농가의 밭작물을 감소 시켰다. 밭작물이 황백화
현상과 함께 열매 끝 부분이 검게 썩는 현상이 반복돼 수확량이 이전에 비해 30% 수준으로
떨어지게 되었고 농작물과 나뭇잎들은 온통 진회색 석탄재로 뒤덮게 되는 일이 허다 하다.
이끼 상태를 조사한 결과 발전소를 마주보는 곳만 유독 이끼가 모두 죽었거나 병든 상태 였
다.
▶ 성비로 인해 동상은 부식되고, 시멘트 구조물은 침식되기 시작했다.
▶ 날씨가 맑고 메마를 때는 발전소에서 뿜어내는 먼지로 마을 전체가 뿌연 재에 휩싸여 빨
래조차 말리지 못하는 경우도 있다.
인천 시민회관 앞에서 열린
영흥도 구속자 규탄대회 이후 행진하는 모습
3. 오염 물질의 종류와 그에 따른 피해 현황
▷석탄 수송과 연소 과정에서 나오는 각종 유해물질
ⅰ. TBT (삼부틸주석)
▶ 아주 강한 독성을 지닌 합성화합물로, 선박이나 해양 구조물의 해양생물 부착 방지를 위
해 사용되는 도료 중에 함유된 성분이다. 석탄을 싣고 발전소를 오가는 선박에서 나오는 것
으로 알려져 있다. 내분비 교란물질(환경호르몬)로써 내분비 계통에 장애를 일으키고 고둥
등 어패류 성별 교란의 원인이 된다. 잔류성이 강하고 심하게 오염되면 어류는 물론 패각도
기형화되고 성장도 아주 더디다. 뿐만 아니라 그 주변의 모든 자연산 어패류도 오염된다. 따
라서 따개비와 같이 부착생물 들은 페인트칠이 된 표면에 붙지 못하고 치사하게된다. 그러
나 선박에 칠해진 페인트 속에 들어 있는 TBT는 바닷물 속으로 녹아 나오게 되므로 부착
생물이 아닌 다른 생물들을 죽이거나 나쁜 영향을 미치게 됨으로써 문제가 되기 시작했다.
화력발전소 주변의 심각한 오염
▶ 화력 발전을 주축으로 한 발전 정책에서 벗어나 태양광, 풍력, 연료 전지 등 재생 에너지
를 상용화 시켜야 한다.
▶ 에너지 소비 효율을 증대시키는 방향으로 발전정책을 추진해야 한다. 에너지와 물자 사
용의 효율화 기술을 바탕으로 경제 성장을 하게되면 경제 문제와 환경 문제는 구조적으로
완화될 수 있다. 발전소 건설이나 유연탄 구입에 들어갈 수조원대의 예산을 에너지 효율화
부문에 투입을 한다면 단기간 안에도 발전소 건설에 버금가는 효과를 낼 수 있다.
▶ 중앙정부 부처인 통상산업부와 한국전력에 의한 전력 정책의 독점 구조를 깨야한다. 지
금의 전력정책은 전기 소비자에 입각한 정책이 아닌 공급자 위주의 정책이다. 따라서 아무
관련이 없는 지역 주민들이 피해를 일방적으로 당하게 되고 이로 인한 분쟁 해결에 들어가
는 행정 비용을 낭비해야 한다. 그러므로 한전을 민영화시키는 것과 함께 중앙정부 부처에
독점되어 있는 정책 결정권을 상당 부분 이양해야만 한다.
▶ 지역 주민들의 인권문제를 생각해야한다. 그동안 앞만 보고 달려온 우리 사회는 농어촌
주민들이 어떻게 살던 상관없이 대도시 위주로 모든 일을 진행시켜왔다. 전력의 주요 소비
자인 대도시 사람들을 위해 지역 주민들이 생활 터전을 파괴하고 보상금 몇 푼 쥐어주고 이
주시키면 그것으로 아무 문제가 없을 것이라는 사고 방식은 전력 시설 주변 주민들의 미래
를 짓밟아 왔다.
▶ 그동안 발전소 주변 바다만 어업 보상을 해 줬지만 조사를 통해 육지의 동·식물 등 광
범위한 피해가 확인된 만큼 육상 피해에 대한 전반적인 조사를 한 후 보상 대책을 세워야
한다.
▶ 농도 뿐만 아니라 배출량에 대해서도 규제가 필요하다. 화석 에너지 사용에 탄소세를 부
과하고 교역 상대국에 대해서는 그에 상응하는 규제 정책을 강요해야 한다.
▶ 건설공사시 발생되는 먼지로 인한 인근 주민들의 피해를 방지하기 위하여 방진망을 설치
하고 방진망 설치시에는 바람의 주풍향 및 주변지역의 지형을 이용할 수 있는 시설을 설치
한다. 발전소 기동, 정지시 발생되는 소음을 근원적으로 차단하여 발전소 구내에서도 규제치
이하의 쾌적한 환경조성을 조성해야 한다.
▶ 탈황 과정에서 부산물로 발생되는 석고와 석탄회는 시멘트 공장 등 지에서 전량 재활용
시키도록 한다.
ⅱ. PCB (다염화비페닐)
▶ 유기염소 화합물로 잔류성 독성물질이다.
1970년대 이후 법으로 사용이 금지된 것이지만 83년에 건설된 발전소 주변에서 검출됐다.
흡수량이 단기적으로는 미량이라고 하더라도 오랜기간에 걸쳐 그것을 흡수하게 되면 체내
지방에 용해·축적되어 몸밖으로 배설되지 않는다.
ⅲ. Dioxin
▶ 유독성 화학물질로서 암을 유발하고 인체에 치명적이다.
피부병·간손상·심장기능 저하·기형아 발생 등의 질환을 유발시킬 수 있다.
ⅳ. 변이원성물질
▶ 암과 돌연변이를 유발한다.
흡입 또는 섭취되거나 피부를 통하여 흡수될 때 유전자변이 또는 결함을 유발하거나 그 발
생율을 증대시킬 우려가 있는 물질
ⅴ. Fly ash (비산먼지)
▶ 유연탄을 수입한 뒤 발전소까지 운반하는 과정에서 발생하거나 석탄 연소 보일러에서 회
성분 입자가 연소 가스와 섞여 흐르다가 포집되는 회를 말한다.
발전소 주변 지역 곰솔(일명 해송) 기공을 전자 현미경으로 조사한 결과 기공의 배열 상태
가 불규칙 적이고 세포도 파괴 상태가 심했다.
특히 1년생은 비교적 형태가 뚜렷했지만 2~3년생은 파괴 상태가 심하고 석탄 분진 등이 흩
어져 있었다.
ⅵ. 온배수
▶ 냉각수로 쓰인 고온의 물이 하천으로 유입되면서 수온을 상승시키게 되어 발전소 배출구
주변 바다의 수온은 7℃나 높게된다. 따라서 수중 용존 산소량이 감소하게 되어 이곳에 사
는 생물, 미생물이 적응하지 못하고 멸종할 뿐만 아니라 발전소 배수구 주변 5km 이내 바
다 속 동식물 플랑크톤 밀도는 먼바다 보다 20~60% 적다. 밀도가 적으면 적조 가능성이 크
다.
ⅶ. 아황산가스
▶ 연탄을 피우거나 갈 때 나는 자극성 있는 냄새. 호흡기 질환을 일으키는 대기 오염 물질
로 석탄 중의 유황이 연소 과정에서 산화하여 아황산가스를 만든다. (아황산가스 배출량의
절반에 해당하는 유황이 대기 중에 배출된다.) 아황산가스는 대기 중에서 수증기와 결합하
여 황산으로 변하는데 바로 이 황산이 호흡 장애를 일으키고 식물을 죽이고 돌과 금속을 부
식시킨다. 농산물을 낙과시키며 기관지 질환을 발생 시킨다. 산성비의 주요 원인이며 토양의
산성화와 삼림 파괴를 야기한다. 천식, 기관지염을 일으키는 것 말고도 눈을 따끔거리게 하
며 목구멍이나 소화기 계통을 통해서 혈액에 들어가 혈액의 산성도를 높이고 뼈에서 칼슘을
빼앗아 뼈의 발육을 방해하며 이의 상아질을 녹인다. 이 가스를 들이마시면 기침, 가래가 생
기며 눈물이 난다. 국내 화력발전소는 지난해 미국 기준치의 16배의 아황산가스를 내뿜었다.
ⅷ. 이산화황
▶ 물에 대단히 잘 녹는 자극적인 냄새(썩은 달걀냄새)가 있는 무색 기체로서 황이 공기 중
에서 연소될 때 발생한다. 황산 제조의 원료, 살충제, 살균제, 표백제, 환원제로 쓰인다. 대기
오염의 주된 원인으로 공기 중의 수분과 반응하여 황산으로 변하게 되는데 이것이 비와 섞
여 떨어지면 산성비가 된다. 산성비는 호수, 산림을 산성으로 만들어 황폐화시키며 금속, 대
리석, 건축물들을 부식시키고 토양을 산성화 시켜 농작물에 큰 피해를 주고 있다. 급성피해
로는 불쾌한 자극성 냄새, 생리적 장애, 압박감, 기도저항 증가 현상이 나타나고, 만성피해로
는 폐렴, 기관지염, 천식, 폐기종, 폐쇄성 질환 등이 나타난다
간단한 화력발전의 개요
보일러---(열에너지)---터빈---(기계에너지)---발전기---전기에너지
연소 C + O2 -- CO2 + 열
이 중에서 기력발전이 가장 중요한 발전방식이다. 내연력발전은 디젤기관을 원동기로 하는
것이 예비전원으로 오래 전부터 사용되어 왔다. 가스터빈발전은 내연력발전과 더불어 주로
자가용으로 사용되어 왔다. 원자력발전은 연료가 원자력에 의한 열이라는 점을 제외하면 석
탄이나 중유에 의한 발전과 같으며, 기력발전에 포함된다. 지열(地熱) 발전은 지하에서 분출
되는 증기로 발전하는 방식이며, 이것도 기력발전에 포함된다. 기력발전은 수력발전과 함께
중요한 발전방식인데, 과거에는 연료로 석탄이 주로 사용되었으나 최근에 와서는 중유와 혼
용하는 방식이 많이 쓰인다.
전력원(電力源)의 중요도는 1940년대(제2차 세계대전) 이전과 1950년대(대전 후)는 크게 변
했다. 제2차 세계대전 전에는 수력발전이 주이고 기력발전은 종(從)이 되어 첨두부하(尖頭負
荷:peak load)시의 보급용이나 전력계통 고장시에 예비 발전설비의 구실을 하였으나, 최근에
는 수력과의 입장이 정반대로 되어 연간 발전 전력량도 주력을 이루게 되었으며, 1949년부
터는 기력발전량이 수력발전량보다 많아졌다. 또 발전설비도 1981년에는 기력이 681만kw로
전설비(全設備)의 69%를 차지하고 있다.
한편 원자력 발전설비는 1981년에 58만kW로서 6% 정도이나 해마다 비약적으로 증가하고
있다. [그림]은 기력발전소의 주요한 설비를 표시한 것이다. 그림에서 연료는 중유나 석탄
이지만, 최근에는 대용량의 기력발전소에서는 중유만 사용하는 곳이 많으며, 중유와 석탄을
혼용하는 예는 적다. 그러나 탈석유(脫石油)라는 뜻에서 앞으로는 석탄 전소방식(全燒方式)
을 많이 채택하려는 경향이다. 또 자가용 발전에 있어서는 중유와 가스를 혼용하는 경우도
있다.
연료를 연소시켜 발생한 열로 물을 가열하여 압력은 100~200 atm 이상, 온도는 500 ℃ 이상
의 고온 ·고압 증기를 발생시키고, 이 증기를 증기터빈에 보낸다. 터빈에서 얻어지는 동력
(動力)이 대규모인 것은 10만 kW가 되고, 소용량인 자가용 발전에서도 대개 1만 kW 이상
이 된다. 터빈을 통과한 증기는 복수기(復水器)에서 복수된다. 이렇게 하기 위해서는 많은
냉각수가 필요하게 된다. 복수기에서 배출된 물은 다시 가열기에서 가열되어 보일러로 보내
진다.
증기터빈은 발전기를 구동하여 터빈 내에서 고온 ·고압의 증기가 보유하고 있는 에너지를
기계적 에너지로 바꾸고 다시 발전기에서 전기적 에너지로 바꾼다. 터빈과 발전기는 축(軸)
을 직결시키고 있으며 발전기의 회전속도는 매분 1,800 또는 3,600회전 하여 60Hz의 주파수
를 가진 전압을 발생시킨다. 발전기의 출력은 60~70만kW가 최대이며, 발전기에서 발생시키
는 전압은 1만 2000~2만 2000V이다. 이 전압은 발전소에 근접한 변전소에서 10~35만V로 높
여져서 송전선을 통하여 먼곳에 있는 수용지역으로 보내진다.
한편, 보일러에서 물을 가열시킨 열가스는 연도(煙道)와 굴뚝을 통하여 공기 속으로 배기된
다. 이때 연도에는 집진기를 설치하여 굴뚝에서 나가는 배기가스 속에 공해를 일으키는 먼
지 같은 것을 제거한다. 기력발전소를 건설하는 적합한 장소는 부하의 중심과 가까운 곳, 연
료를 운반하기에 편리하며 재처리가 쉽고, 복수기용 냉각수를 얻기 쉬우며 양질(良質)의 보
일러 용수를 얻을 수 있는 곳, 발전소 건설에 필요한 용지의 값이 싸고 보상하는 데 복잡한
문제가 없는 곳, 발전소에서 발생하는 분진이나 연기 ·진동 등의 공해가 다른 설비에 영향
을 미치지 않는 곳, 송전선의 건설비와 송전선에서의 전력손실이 작고, 전력수요가 많으며,
대도시에 가까운 장소나 해안에 흔히 건설한다
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