탄소중립에 가장 효율적 대안 부상, 동서발전 50%혼소 도전
동서발전, 수소 50% 혼소 기술개발 및 실증 위해 산·학·연 공동협약
산업부 주관 ‘300MW급 대형 가스터빈 수소혼소 실증사업 국책과제’선정
2027년 울산에 수소혼소 발전소 준공…국가 온실가스 감축 기여
수소혼소발전이 탄소중립의 중요한 대안 중 하나로 떠 오르면서 수소혼소발전 기술개발과 상용화가 본격적으로 추진되고 있다. 정부가 주도하고 각 발전사들과 민간기업이 힘을 합쳐 혼소 터빈을 개발하고 실증하며 상용화까지 가는 등 전 발전산업계는 수소혼소 발전 상용화 열기가 뜨겁다.
정부는 △USC급 미분탄 보일러 △발전용 순환유동층 보일러에 암모니아를 20% 혼소하는 기술개발 및 실증과제 △150MW(F급) 가스터빈과 300MW급(H급) 가스터빈에 수소를 50% 혼소하는 기술개발 및 실증과제를 추진하고 있다.
혼소발전은 기존 LNG와 석탄을 사용하는 발전터빈에 무탄소 연료인 수소(H2)와 암모니아(NH3)를 섞어 연소하는 개념으로, 한전 전력연구원은 해당분야의 연구를 선도한다.
산업부는 지난 1월에 제10차 전력수급기본계획을 통해 수소 50% 혼소와 암모니아 20% 혼소 발전을 도입해, 2030년 13.0TWh(수소 6.1TWh, 암모니아 6.9TWh), 2036년 47.4TWh(수소 26.5TWh, 암모니아 20.9TWh)의 수소‧암모니아 발전량을 제시한 바 있다.
이러한 가운데 기존 가스복합발전 연료인 LNG에 수소를 섞어 온실가스 발생을 획기적으로 줄일 수 있는‘수소 혼소 발전’기술이 울산 복합발전소에 적용된다.
한국동서발전(사장 김영문)은 한국남동발전·두산에너빌리티·한국전력·한국전력기술·한국기계연구원·울산테크노파크·발맥스기술·성산기업·유니콘시스템·인천대학교·인하대학교와 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원이 주관하는 국책과제 수행을 위해 ‘300MW급 친환경 가스터빈 50% 수소혼소 변환 기술개발 및 실증’협약을 16일 오전 10시 30분 경기도 성남시 분당구 두산타워에서 체결했다.
울산 복합발전소에서 진행하는 300MW급 친환경 가스터빈 50% 수소혼소 변환 기술개발 및 실증은 정부의 전력산업 연료전환 정책에 따른 국책과제로 의미가 있다. 국책과제는 동서발전은 이번 협약식을 시작으로 수소 가스터빈 개발 착수·수소혼소 시험 등 성능 테스트를 거쳐 2025년 6월에 발전소를 착공하고 이후 2027년 12월에 준공할 예정이며, 기술개발 및 실증을 위한 연구비는 약 180억원으로 예상한다.
동서발전은 순수 국내 기술을 활용해 친환경 에너지원인 수소를 50% 사용하는 수소혼소 가스터빈 원천기술개발이 실증에 성공하면 이산화탄소 배출을 현저하게 낮춰 국가 온실가스 감축에 기여할 수 있을 것으로 기대한다. 한국기계연구원에 따르면 LNG 가스발전소와 비교해 수소와 LNG를 50%씩 혼소하여 발전소를 가동할 경우 이산화탄소는 21.4% 감소하고, 100% 수소로만 가동 시 이산화탄소는 배출되지 않는다.
김영문 동서발전 사장은 “수소혼소 가스터빈발전소가 구축되면 국가기반 전력산업의 새로운 패러다임이 시작되어 울산을 중심으로 청정수소 산업 생태계 조성과 국내 수소경제 활성화에 크게 기여할 것”이라며, “산·학·연 공동협력을 통해 에너지전환을 위한 친환경 기술개발에 앞장서겠다”고 말했다.
한편 수소혼소발전은 발전산업계에 광범위하게 추진되고 있다.
한국서부발전은 대기업, 중소기업과 협력하여 세계 최고 수준의 기술 개발과 상용화에 도전한다는 각오가 대단하다. 한국서부발전은 올해 수소혼소율 발전 50%에 도전해 실증을 마무리한다는 계획을 세우고 있다.
남부발전은 세종시에 국내 최초 50%까지 수소 혼소 가능 가스터빈을 도입한 청정발전소를 건설 중에 있으며, 이번 기술 개발이 완료되면 현재 운영 중인 LNG 발전소에 대해서도 순차적으로 수소터빈으로 전환한다는 방침이다.
포스코도 인천에 운영 중인 발전기 중 3,4호기 발전기를 최신의 수소 혼소가 가능한 발전기로 대체하여 GW급 상업용 수소혼소 발전소 운영을 계획하고 있는 등 거의 모든 발전사들이 수소혼소를 추진 중이다.