서부발전 수소혼소발전에 선두, 수소혼소율 50%에 도전
남부발전, 국내 최초 대형 가스터빈수소혼소 기술개발 나서
국내 10개 전문기관과 국산 수소혼소 기술개발 및 실증 위한 협약 체결
‘탄소중립’ 발등의 불 떨어진 철강업계, 수소환원제철 기술 개발
환원제로 석탄 대신 수소 사용…철강업계 국제적 협업 모색 중
포항제철-현대제철 협력 수소환원제철 공법 개발 착수
수소산업을 선점하기 위해 공기업을 비롯한 산업계도 다방면에서 투자를 강화하고 있다. 수소혼소발전소에 집중적인 투자가 꼿히고 있으며 이는 발전사는 물론 가스터빈업체들도 열을 내어 개발에 나선다. 두산에너벨리티 등 대기업은 물론 중소기업들도 관련부품의 개발과 국산화에 적극적이다.
또한 그린수소의 생산과 활용에 다양한 아이디어와 기술을 접목하고 있다.
수소혼소발전소는 각 발전사들이 다 연구개발하고 있으나 서부발전이 가장 앞서 가고 있다. 일찌기 석탄가스화 발전소를 건립하여 운영해 온 노하우를 바탕으로 평택의 임기가 다 한 가스발전소를 수소혼소발전소로 전환하는 데 힘 쓰는 한편 혼소기술을 이미 완성단계로 이끌었다.
수소혼소란 가스터빈에 수소와 액화천연가스(LNG)를 혼합해 연소하는 친환경 발전 기술이다. 연소 중 혼합된 수소량에 비례해 배출되는 이산화탄소량이 줄어든다. 또 수명을 다한 가스터빈을 개조해 재사용하기에 발전설비 비용을 아깔 수 있어 경제적이다.
서부발전은 수소혼소율 50%에 도전하고 있다.
한화임팩트와 '수소혼소 발전사업 업무협약'을 체결하고, 최근 부터는 폐지된 평택 1복합 설비(80MW급)를 개조해 수소혼소 가스터빈을 개발, 실증하고 있다.
질소산화물 배출량을 10ppm 이하로 줄이는 친환경 기술 개발도 병행 중이다. 목표는 올해 상반기까지 수소혼소율 50%에 도전해 발전 실증을 마무리하는 것으로, 이를 달성하면 가스터빈 복합발전 대비 이산화탄소 발생량을 20% 이상 줄일 수 있다.
서부발전은 세계 최고 수준의 기술을 확보하기 위해 150MW급 가스터빈을 개조해 수소혼소율 70%에 도전한다는 계획으로 한화임팩트, Sk E&S와 수소혼소율 70% 설비로 바꾸는 데 주력한다. 이를 성공시킬 경우 연간 13만 톤의 이산화탄소 발생 저감 효과를 누릴 수 있다. 이는 중형차 약 5만 대가 1년동안 배출하는 분향의 이산화탄소를 없애는 것과 같은 효과다 .서부발전은 국내 중소기업과 협력해 수소혼소 연소기 등의 핵심 기자재를 국산화하는 데도 앞장서고 있다.
한편 남부발전은 국내 가스터빈 분야 최고 전문기관과 손잡고 순수 국내기술을 활용한 대형 가스터빈 수소연소 기술개발에 나섰다.
남부발전은 최근 경기도 성남시 두산타워에서 국내 가스터빈 분야 10개 전문기관이 함께 ‘국내기술 기반 친환경 가스터빈 수소연소 기술개발 및 실증사업’ 공동 추진을 위한 업무협약을 체결했다.
그린수소 생산 및 공급 수소연소 기술개발 및 연소기 제작 상업운전 중인 가스터빈을 활용한 실증 운전 등에 대해 포괄적으로 협력할 예정이다. 10개 전문기관은 남부발전, 두산에너빌리티, E1, 강릉원주대학교, 서울대학교, 인천대학교, 인하대학교, 홍익대학교, 한울항공기계, 삼원이엔지 등이다.
남부발전은 세종시에 국내 최초 50%까지 수소 혼소 가능 가스터빈을 도입한 청정발전소를 건설 중에 있으며, 이번 기술개발이 완료되면 현재 운영 중인 LNG 발전소에 대해서도 순차적으로 수소터빈으로 전환한다는 방침이다.
이를 통해 천연가스(LNG)를 사용하는 가스터빈에 수소를 50% 혼입할 경우, 기존 대비 약 23%의 탄소배출을 저감할 수 있어 수소경제 전환을 추진 중인 정부의 정책 이행에 큰 역할을 할 것으로 기대된다.
남부발전은 100% 국내기술로 그린수소 생산부터 발전까지 수소산업 밸류체인을 구축하는데 마중물 역할을 다할 것이며 우리나라가 전 세계 수소발전 시장을 선도할 수 있도록 노력할 방침이다.
철강업계도 수소의 활용에 팔을 걷어 붇치고 나섰다. 철은 지구온난화의 주범 가운데 하나다. 1톤의 철이 만들어질 때마다 1.8톤의 이산화탄소가 배출된다. 전체 산업 분야에서 배출되는 이산화탄소의 24%를 차지한다.
2050년 무렵에는 전세계적으로 연간 28억톤의 철을 생산할 것으로 예상되는데, 철 생산을 친환경적으로 바꾸지 못하면 매년 50억톤의 이산화탄소를 배출하게 된다. 이는 전체 온실가스 배출량 510억톤의 10%를 차지하는 막대한 양이다. 철은 인간에게 없어서는 안 될 자원이면서 동시에 인류를 기후위기로 내몰고 있는 이중적 존재다.
현재 철의 제조과정에서 발생하는 부산물인 이산화탄소는 지구온난화의 주범으로 꼽힌다. 석탄 대신 수소를 사용한다면 탄소발생을 크게 줄일 수 있어 철강업계는 수소환원제철 공법을 완성하기 위해 힘을 쏟고 있다 . 코크스 대신 수소를 넣으면 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 철을 생산할 수 있는 것이다.
이를 위해 포항제철과 현대제철은 협력관계를 맺고 연구개발에 총력경주해 나가고 있다.