국제유가가 오르면 정유사 실적이 나빠진다는 이야기는 많이 들어봤을 것이다.
그런데 정유사들이 실제로 가장 민감하게 관리하는 비용 중 하나는 의외로 원유가 아니라 전기요금이다.
그래서 일부 정유사와 석유화학 회사들은 한전에서 전기를 사는 대신 수천억 원을 투자해 직접 발전소를 건설한다.
전기를 사는 것이 훨씬 편할 텐데, 왜 이런 선택을 하는 것일까?
정유공장은 생각보다 엄청난 전기를 사용한다
정유공장은 원유를 휘발유, 경유, 항공유, 석유화학 원료 등으로 분리하고 가공하는 거대한 공장이다.
원유를 가열하고, 압축하고, 냉각하고, 수송하는 과정에서 막대한 전력이 필요하다.
특히 다음과 같은 설비들이 전기 사용량의 상당 부분을 차지한다.
- 원유 및 제품 이송 펌프
- 공정 압축기
- 수소 생산 설비
- 공랭식 냉각기
- 공장 유틸리티 설비
대형 정유공장의 경우 하나의 중소도시와 맞먹는 수준의 전력을 소비하기도 한다.
따라서 전기요금이 조금만 변해도 생산원가와 수익성에 큰 영향을 미친다.
전기요금이 오르면 정유사 수익성도 흔들린다
정유산업은 대표적인 에너지 다소비 산업이다.
유럽 정유업계 연구에 따르면 에너지 비용은 정유공장 운영비의 중요한 비중을 차지하며, 정유사들은 수십 년 동안 에너지 효율 향상과 비용 절감을 핵심 경쟁력으로 관리해 왔다.
최근에는 전기요금 상승이 새로운 부담으로 떠오르고 있다.
한국전력은 국제 에너지 가격 상승과 누적 적자 해소를 위해 2022년 이후 여러 차례 전기요금을 인상하였다.
산업용 전기요금은 2021년 대비 크게 상승하였으며, 에너지 다소비 산업 입장에서는 상당한 비용 부담으로 작용하고 있다.
정유공장은 하루에도 수백만 kWh 이상의 전력을 소비한다.
따라서 전기요금이 kWh당 몇 원만 상승해도 연간 수십억 원에서 수백억 원 규모의 비용 증가가 발생할 수 있다.
결국 정유사들은 단순한 절전을 넘어 전기를 직접 생산하는 방법까지 검토하게 된다.
정유사는 왜 발전소를 직접 지을까?
정답은 생산비 절감 때문이다.
정유사들이 주로 검토하는 발전 방식은 열병합발전(CHP, Combined Heat and Power)이다.
열병합발전은 단순히 전기만 생산하는 일반 발전소와 다르다.
가스터빈으로 전기를 생산한 후 배출되는 고온의 배기가스를 회수하여 스팀까지 생산한다.
즉,
- 전기 생산
- 스팀 생산
- 폐열 회수
를 동시에 수행하는 방식이다.
정유공장은 전기뿐 아니라 대량의 스팀도 필요하기 때문에 이러한 구조가 매우 유리하다.
한전 전기와 무엇이 다를까?
많은 사람들이 의문을 가진다.
"한전에서 전기를 사면 되는 것 아닌가?"
물론 가능하다.
하지만 전기가 생산되는 과정을 살펴보면 이야기가 달라진다.
국내 전력의 상당 부분은 LNG 복합화력 발전소와 원자력 발전소, 신재생 발전소 등을 통해 생산된다.
이 중 LNG 복합화력 발전소는 비교적 효율이 높은 발전 방식으로 평가받지만, 발전 과정에서 발생하는 열의 상당 부분은 활용되지 못한 채 버려진다.
예를 들어 LNG 복합화력 발전소의 발전 효율은 일반적으로 약 55~65% 수준이다.
즉 천연가스 100의 에너지를 투입하면 전기 60 정도를 생산하고 나머지 40 정도는 대부분 활용되지 못하는 열로 손실된다.
반면 정유공장의 열병합발전은 버려질 열을 다시 활용한다.
가스터빈 배기가스를 열회수보일러(HRSG)로 보내 공정용 스팀을 생산하기 때문이다.
정유공장은 원래 스팀 사용량이 많기 때문에 이 스팀을 그대로 공정에 활용할 수 있다.
결국 동일한 천연가스를 사용하더라도 더 많은 유용한 에너지를 얻을 수 있다.
왜 열병합발전이 경제적일까?
열병합발전의 가장 큰 장점은 높은 효율이다.
일부 산업용 열병합발전 시스템은 전체 에너지 활용 효율이 80~90% 수준까지 도달한다.
쉽게 말하면 같은 연료를 사용하더라도
- 전기는 더 많이 생산하고
- 스팀도 함께 생산하며
- 폐열은 최소화하는
구조다.
결과적으로
- 전력 구매 비용 절감
- 스팀 생산 비용 절감
- 연료 사용량 감소
효과를 동시에 얻을 수 있다.
그래서 열병합발전은 정유사 생산비 절감의 대표적인 수단 중 하나로 평가받는다.
효율이 높을수록 탄소배출도 줄어든다
열병합발전이 주목받는 이유는 경제성 때문만이 아니다.
최근에는 탈탄소 관점에서도 중요성이 커지고 있다.
탄소배출량은 기본적으로 연료 사용량과 비례한다.
즉 같은 전기와 스팀을 생산하는데 필요한 연료가 적을수록 탄소배출도 감소한다.
만약 외부 발전소에서 전기를 공급받고 별도의 보일러에서 스팀을 생산한다면 더 많은 연료가 필요할 수 있다.
반면 열병합발전은 동일한 연료로 전기와 스팀을 동시에 생산하기 때문에 에너지 효율이 높고 탄소배출량도 상대적으로 적다.
에너지 효율 향상이 곧 탄소배출 저감으로 이어지는 이유다.
그래서 많은 글로벌 정유사와 석유화학 회사들이 열병합발전을 탄소중립 전략의 일부로 활용하고 있다.
그런데 왜 모든 정유사가 발전소를 짓지는 않을까?
답은 투자비 때문이다.
열병합발전소 건설에는 수천억 원 규모의 투자가 필요하다.
또한 경제성은 다음 요소에 따라 크게 달라진다.
- 천연가스 가격
- 전기요금
- 스팀 수요
- 설비 가동률
따라서 대부분의 기업은 수개월 이상의 타당성 검토를 수행한 후 투자 여부를 결정한다.
AI 데이터센터 시대에는 전기의 가치가 더 높아질 수 있다
최근 전 세계적으로 AI 데이터센터 건설 경쟁이 치열해지고 있다.
생성형 AI와 대규모 언어모델 운영에는 막대한 전력이 필요하다.
국제에너지기구(IEA)를 비롯한 여러 기관들은 향후 데이터센터가 전력 수요 증가의 주요 원인 중 하나가 될 것으로 전망하고 있다.
전력 수요가 지속적으로 증가하면 전기 가격 상승 압력도 커질 수 있다.
정유사 입장에서는 현재의 전기요금뿐 아니라 미래 전력 시장의 변화까지 고려해야 한다.
따라서 열병합발전 투자는 단순한 에너지 절감 프로젝트가 아니라 미래 전력 가격 리스크에 대응하기 위한 전략적 투자라고도 볼 수 있다.
정유사의 경쟁력은 결국 에너지에서 나온다
많은 사람들은 정유산업이 원유를 싸게 사서 비싸게 파는 사업이라고 생각한다.
하지만 실제 현장에서는 원유 구매만큼 중요한 것이 에너지 비용 관리다.
같은 원유를 처리하더라도
- 전기를 얼마나 효율적으로 사용하는지
- 스팀을 얼마나 효율적으로 생산하는지
- 폐열을 얼마나 회수하는지
에 따라 수익성이 크게 달라진다.
그래서 정유사들은 AI 기반 공정 최적화, 폐열 회수, 열병합발전과 같은 기술에 지속적으로 투자하고 있다.
결국 미래 정유사의 경쟁력은 원유 확보 능력보다 에너지를 얼마나 효율적으로 활용하는가에 의해 결정될 가능성이 높다.
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