미국 가스기술연구소와 공동연구…미세먼지·이산화탄소 저감

한전 전력연구원(원장 김숙철)은 미국의 가스기술연구소(Gas Technology Institute)와 함께 미세먼지와 이산화탄소 배출이 없는 친환경 발전기술인 ‘순산소 가압유동층 발전기술’ 개발에 착수했다.

이를 위해 전력연구원은 지난달 11일 미국 시카고에서 가스기술연구소와 함께 공동연구 기술개발 협약을 체결했다. 미국 가스기술연구소는 1941년 설립된 가스화학분야 연구에 특화된 비영리 연구소로, 2017년 1286억원의 수익을 올렸다.

‘순산소 가압유동층 발전기술’은 높은 압력의 유동층에서 공기 대신 산소만을 사용해 연료를 연소함으로써 CO2만 배출되므로 별도의 CO2 분리가 필요 없는 친환경 고효율 발전기술이다.

유동층 연소 기술은 연료가 모래와 섞여 연소되기 때문에 잘 타지 않는 연료도 사용할 수 있으며, 연소 온도가 850℃ 이내로 환경오염물질(SOx, NOx) 발생이 적은 장점을 갖고 있다.

또 높은 압력조건에서 운전되므로 동일 발전용량의 화력발전소에 비해 발전소 크기가 4분의 1에 불과해 플랜트 부지·건설 비용을 줄일 수 있다. 더불어 상용급 발전소 건설 시 자동차 80만대에서 나오는 CO2를 저감하는 효과가 있다.

이 국제공동연구를 통해 2020년까지 전력연구원과 미국 가스기술연구소는 15MWth급 순산소 가압유동층 발전시스템의 기본 설계, 설계프로그램을 공동 개발할 예정이다.

이와 함께 국제공동연구 성과물의 실증을 위해 이달 중순에 한전, 미국 가스기술연구소, 한국동서발전, 현대중공업 파워시스템과 기술협력 양해각서(MOU)를 체결할 계획이다.

전력연구원은 순산소 가압유동층 발전시스템 실증을 통해 기술 검증이 완료되면 세계 에너지 생산의 12%를 차지하는 바이오매스 발전시장에 진출할 방침이다. 바이오매스 자원은 풍부하지만 대규모 연료수송 인프라가 부족한 동남아 국가에서 중소형 분산형 발전방식으로 인기를 끌 것으로 예상된다.

전력연구원 관계자는 “바이오매스를 연료로 쓰는 순산소 가압유동층 발전은 이산화탄소 저감 측면에서 가장 앞선 기술”이라며 “앞으로 글로벌 기관과의 연구협업을 통해 국내외 온실가스 문제 해결에 노력하겠다”고 말했다.

한편 전력연구원은 이산화탄소와 미세먼지 배출 제로화를 위해 1980년대부터 대학·국내 산업체와 함께 친환경 발전기술을 연구하고 있다. 지난해 국내 발전사와 함께 대용량 친환경 순환유동층 보일러 기술 개발에 성공했다.