화력발전소 상존하는SO2 간섭현상 발생시 ‘암모니아 측정기’ 동작 못하는데 방치!
암모니아분석기 도입시 별도로 분리해 실험했고, 실제 현장 변수는 고려한적 없어
화력발전소 상존하는 SO2수치 300ppm~1,000ppm 넘어! ‘정상 작동해도 에러’
자외선방식 암모니아분석기 동작 못하는데 방치! ‘NOX 배출여부 아무도 몰라

18일 국회 산업통상자원중소벤처기업위원회 소속 자유한국당 김규환 의원(대구동구을 당협위원장)이 국내 화력발전소의 질소산화물(이하 Nox) 배출이 빈번한 이유는 Nox를 저감시키는 기능을 가진 암모니아 분석기에 있다고 밝혔다.

암모니아 분석기의 주역할은 발전소 정상운전중 탈질설비(SCR) 후단의 암모니아 슬립(미 반응 암모니아)을 감시하여 암모니아 과주입량을 예방토록 하는 것이다. 미 반응 암모니아 과다 주입시 배기가스중 SO3와 반응하여 고형분의 황산암모늄염이 발생하고, 탈질촉매의 셀과 공기예열기의 틈새를 막아 압력 손실 등 부작용을 발생한다.

Nox 배출량 저감동작 기능으로는, 연돌 배기가스 중 Nox 농도를 측정하여 Stack Nox 보상기가 Nox 배출값이 자체관리값*을 초과할 경우 암모니아 주입량을 늘리고 반대로 Nox 배출값이 자체 관리값 보다 낮을 경우 암모니아 주입량을 감소시켜 NOx 배출량을 저감시키는 역할을 한다.

분석기에 문제가 발생하여 암모니아를 필요이상으로 주입시 황산수소암모늄이 발생하고 암모니아 소비가 증가하는 문제가 발생하게 된다.

관건은 분석기가 제대로 작동하는지에 대한 여부인데, 국내발전소 도입시 대부분의 암모니아 분석기의 기술규격서를 작성한 한국전력기술에 따르면 국내발전소가 현재 사용하는 암모니아 분석기는 UV광원을 이용한 흡광차분광분석법 형식의 제품으로 SO2가스 농도에 따라 간섭에 의해 측정 오차가 발생한다. 독일 제조사 또한 2014년 메일까지 보내 권고한 것으로 드러났다.

국내 5개발전사는 이 문제를 인정하고, “향후 분석기 교체시 타방식 설치후 상대비교 검증 등을 시행하겠다” 는 입장이다. 한국전력기술이 말하는 UV Type은 1,000ppm 미만의 SO2 가스 농도에서 사용할 수 있으며, 그 이상의 농도에서는 SO2 가스 영향이 미치지 않는 Laser를 이용한 측정방식의 분석기 사용을 추전 하고 있다.

그러나 이마저도 분석기 제작사별로 SO2 간섭범위가 상이한 문제가 발생하여, 최근 건설되는 발전소는 최악의 조건(범위탄, 설계탄별로 1,000ppm이상 SO2발생)을 고려하여, SO2 간섭이 적으면서 암모니아 검출이 가능한 제품으로 공급되도록 Laser Type으로 권고하고 있다.

그런데 국내 발전소 대부분에 납품된 암모니아 분석기는 SO2와 간섭현상이 발생하는 UV Type으로 설치되어있다. 국내 5개발전소가 제출한 자료에 따르면 문제의 암모니아 분석기가 65%이상 설치되어 있는 것으로 확인됐다.

이러한 문제로 화력 발전사의 대기TMS의 질소산화물(517건 최대) 등의 배출허용기준 초과가 빈번했던 것이다. 실제로 초과 현황 10년 치를 보면 총910건이나 발생한 것으로 나타났다. 오염물질별로 CO 39건, HCI 20건, NOx 517건, SOx 181건, TSP 153건이다.

더 심각한 문제는 최초 암모니아 분석시 검사기관인 한국산업기술시험원이 성적서를 발급해줄 당시 SO2가 상존하는 현장에서 실험을 진행하지 않았다. 별도로 분리해 진행한 후 시험성적서*를 발급해 준 것으로 나타났다.

국내 발전사들은 문제의 분석기를 한국산업기술시험원 내부 시험실로 가져가 실험을 진행하였고, 시험방법은 ‘환경측정기기의 형식승인 정도검사 등에 관한 고시’의 시험방법에 따라 제로드리프트, 스팬드리프트, 반복성, 직선성, 응답시간에 대한 시험을 실시하였다.

한편 한국산업기술시험원은 SO2 가스 영향을 받으면 암모니아 분석기가 정상작동을 하는지에 대해 “알수가 없다. 실제 가동조건에서 실험을 진행하지 않아, 정상 동작이 가능한지 여부를 알 수 없다” 는 답변을 내놨다.

또한 문제의 암모니아 분석기는 국립환경과학원 형식승인에 따르면 대기TMS에 설치를 해야 한다. KTL의 시험성적서를 받아 실험을 진행한 국립환경과학원의 자료를 봐도 ‘굴뚝배출가스자동측정기기’ 라고 형식승인을 받았다.

국립환경과학원은 해당 분석기 실험을 진행하면서 간섭성분의 영향을 ‘환경분야 시험에 관한법률 제9조에 따라(환경측정기기 구조 성능 세부기준) 진행했기 때문에, 이산화탄소 및 이산화질소가 함유된 표준가스를 이용한 시험만 진행했다고 밝혔다.

이는 측정범위의 NOx, NH3만 실험을 진행했다는 것인데, 형식승인에 따라 본 장비는 ‘굴뚝배출가스자동측정기 및 그 부속기기’ 이므로 공정설비에 부착하려고 실험을 진행한 것이 아닌 것이다. 그러나 해당 암모니아 분석기 수백 개는 발전사 공정설비 탈질설비(SCR)에 부착되어 있다. 이렇게 국내발전소들은 실제 환경에서의 다양한 변수와 SO2간섭 문제를 묵인하면서, 수억원(set 1~2억)의 장비를 도입했다.

이 문제로 한국산업기술시험원은 “2014년 2월 국민권익위원회 요청으로 관련시험을 위한 회의를 진행한 바가 있다” 고 말했다. 이는 국민권익위에 동 문제로 부패행위 신고가 들어왔다는 증거다. 국민권익위에 따르면 2014년 대검찰청에 수사 요청을 하였고, 대검에 따르면 2015년 3명을 기소 1명을 불기소 처리했다.

아울러 국민권익위는 2014년부터 15차례나 이 사안을 산업부에 이첩공문을 보내 처리 요청을 했다. 하지만 산업부는 아무런 통보도 없이 5년이 지난 현재까지 15차례나 요청을 거부했다.

이에 대해 김규환 의원은, “국민권익위가 5년간 15차례나 요청한 사건을 산업부에 질의했지만 권익위법을 내세우며 공개를 거부하고 있다” 며, “산업부가 부패행위 문제를 명백하게 알고 있음에도 밝히지 않는 이유는 공공기관의 심각한 문제를 감추려는 의도로 밖에 볼 수 없다. 공익을 위해서라도 공개해야한다” 고 비판했다.