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"화력발전소=대기오염 주범" 불명예 벗나...친환경 연소기술 국내서 잇따라 개발

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"화력발전소=대기오염 주범" 불명예 벗나...친환경 연소기술 국내서 잇따라 개발

한전·에너지기술연구원, 온실가스·미세먼지 배출량 70%~100% 줄이는 획기적인 발전소 연소기술 잇따라 개발 성공

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충남 보령시에 있는 한국중부발전의 보령화력발전소 전경. 사진=한국중부발전
화력발전소의 온실가스·대기오염물질 배출량을 70%대에서 많게는 100% 감축할 수 있는 획기적인 발전소 연소기술이 국내에서 잇따라 개발되면서 석탄과 액화천연가스(LNG) 연료 중심의 화력발전소가 대기오염의 주범이라는 인식에 대전환이 올 것으로 보인다.

17일 한국전력과 한국에너지기술연구원 등에 따르면, 지난달 말 한전은 LNG 화력발전소의 이산화탄소 배출량을 제로(0)로 하는 차세대 친환경 발전기술인 '매체순환 연소기술'을 개발하고 500킬로와트(kW) 설비의 가압 실증을 마쳤다.

매체순환 연소기술은 화석연료가 공기 또는 산소와 직접 접촉하는 기존 연소방식과 달리 2개의 반응기 내에서 산소전달 입자가 순환하면서 연료를 연소하는 기술로서, 연료 연소 시 순도 100%의 수증기와 이산화탄소만 생성되고 이 이산화탄소를 별도 포집설비 없이 제거한다.

해외 일부 선진국에서 연구 중인 매체순환 연소기술은 그동안 200kW 연속운전이 세계 최대 용량이었다.

이번에 한전 산하 전력연구원과 에너지기술연구원이 공동 수행한 500kW급 가압 실증이 세계 최대 용량이 된 셈이다.

한전은 앞으로 발전사들과 협력해 메가와트(㎿)급 매체순환 연소기술을 개발해 실제 발전소에 상용화할 수 있는 설계기술을 확보한다는 방침이다.

한전 관계자는 "매체순환 연소기술은 그동안 고가의 비용이 드는 이산화탄소 포집 공정을 저렴하게 대체하는 획기적인 기술"이라고 평가했다.
또한 에너지기술연구원 미래에너지플랜트(FEP) 융합연구단도 지난 12일 이산화탄소 배출량을 90% 이상 줄이고 초미세먼지 유발물질 배출을 70~80% 감축하는 친환경 발전기술인 '순산소-순환유동층 연소기술' 개발에 성공했다.

순산소-순환유동층 연소기술은 순산소 연소기술과 순환유동층 연소기술을 결합한 기술이다.

순산소 연소기술은 질소 비중이 70%인 공기를 활용하는 기존 연소방식 대신 순수한 산소를 활용, 미세먼지 유발물질인 질소산화물 발생을 원천적으로 막는 기술이다. 순환유동층 연소기술은 이산화탄소 등 배기가스를 다시 연소에 사용하는 기술이다.

순산소-순환유동층 연소기술을 활용하면 기존 공기연소 대비 이산화탄소는 90% 이상, 이산화황 80%, 산화질소 85%, 일산화탄소 76%를 줄일 수 있다는 게 에너지기술연구원의 설명이다.

이 기술을 상용화하기 위해서는 기존 화력발전소에 산소공급 설비와 배기가스 재순환 설비만 추가하면 된다.

이번에 에너지기술연구원이 개발한 기술은 석탄화력발전소에 적용할 수 있는 기술로, 현재 100kW급 개발에 성공했으며 산소 농도를 전체 산소·배기가스 혼합량의 60% 수준까지 높여 사용할 수 있다.

현제 일부 선진국이 개발한 순산소 연소기술은 산소 농도를 40%까지 사용하고 있다. 순산소 연소기술 역시 우리나라가 선도적인 위치에 있는 셈이다.

에너지기술연구원 관계자는 "올해 안에 2㎿급 미니 발전소 규모로 실증할 예정"이라며 "이후 순차적으로 국내 화력발전소에 설치해 향후 10년 이내에 국내 모든 화력발전소에 상용화할 수 있을 전망"이라고 말했다.

발전업계에서는 국내 기관들이 잇따라 차세대 친환경 발전기술을 개발하고 있는 만큼 앞으로 화력발전에 대한 부정적인 이미지가 크게 개선될 뿐 아니라 에너지전환의 기존 패러다임도 변화할 수 있다고 전망하고 있다.

발전업계 관계자는 "화력발전은 국내에서 발전비중이 가장 큰 발전원이자 앞으로도 수십년 이상 사용해야 할 경제적인 발전원"이라며 "대기오염을 이유로 화력발전을 무작정 줄이고 대체에너지 비중을 늘리기보다는 화력발전의 대기오염 배출을 억제하는 기술개발에 매진하는 것이 더 효과적일 수 있다"고 말했다.


김철훈 글로벌이코노믹 기자 kch0054@g-enews.com