가스발전소에서 이산화탄소를 원천적으로 분리할 수 있는 규모를 국내 연구진이 세계 최대 규모로 실증했다.
한국에너지기술연구원은 20일 류호정 박사 연구팀과 한국전력공사 전력연구원이 공동으로 세계 최고 수준의 매체 순환연소 기술을 개발, 세계 최대 규모의 3MW(메가와트)급 파일럿 플랜트를 구축해 연속 300시간 동안 실증했다고 밝혔다.
가스발전시설에서 온실가스인 이산화탄소를 포집하려면 흡수탑, 재생탑, 송풍기 등 여러 대형 설비가 필요하다. 이같은 설비 인프라를 구축하면 발전 비용이 오르고 에너지가 많이 소모되는 한계가 있다. 연구팀은 이런 이유로 2020년 공기 중 산소만을 흡수하는 금속 입자를 이용해 이산화탄소를 원천분리배출할 수 있는 ‘매체 순환 연소 기술’을 개발했다. 이 기술을 이용하면 화석 연료가 공기와 직접 접촉하지 않고 순수한 산소만 전달받을 수 있어 연료 이후에는 순수한 이산화탄소와 수증기만 남는다. 또한 공기 중 질소와 반응하지 않기 때문에 초미세먼지의 원료 물질인 질소산화물도 발생하지 않는다. 연구팀은 2023년 세계 최대 규모인 3MW급 파일럿 플랜트 규모 설비를 구축해 300시간동안 중단없이 운전 시켰고, 그 결과 이산화탄소를 기존 최고 성능 기록인 94%를 뛰어넘는 96% 이상 고농도로 분리 배출하는데 성공했다.
나아가 연구팀은 최초로 매체 순환 연소 기술을 이용해 전력 생산에 필요한 증기를 생산하는 데도 성공했다.지금까지 유럽연합, 중국, 미국 등에서도 매체순환연소 기술을 이용해 증기 생산에 성공한 전례는 없다. 연구원 측은 기존 100MW급 천연가스 발전 대비 연간 운영 이익은 144억 원, 발전 효율은 4% 상승할 것으로 내다봤다. 특히 연간 15만 톤이상의 이산화탄소 포집이 가능하며, 이산화탄소 포집 비용은 기존보다 30% 절감할 수 있어, 국가 탄소중립 달성에 크게 기여할 수 있을 것으로 내다봤다.
< 저작권자 ⓒ 서울경제, 무단 전재 및 재배포 금지 >
wise@sedaily.com
