한국전력(사장 김동철), 한국에너지기술연구원(원장 이창근), 한국서부발전(사장 박형덕)이 유관기관과 손을 잡고 개발한 차세대 친환경 온실가스감축기술인 ‘3MWth 매체순환연소 증기생산 설비’의 준공식을 가졌다.

본 사업은 산업부가 지원하는 R&D사업인 한국에너지기술평가원의 ‘가스 발전·스팀생산 설비 연소 중 이산화탄소 포집･활용 기술개발사업’으로 추진되었으며, 주관사인 한국전력공사 전력연구원, 한국에너지기술연구원, 한국전력기술이 공동설계하고 현대중공업파워시스템이 제작설계, 제작, 설치를 수행했다.

본 설비는 울산시에 설치되었으며, LNG매체순환연소 설비로는 세계 최대규모이자 매체순환연소 설비 가운데 세계 최초로 스팀 생산을 시도한다.

본 3MWth 설비의 기술개발 목표(KPI)는 연료(NG)연소효율 95% 이상, 연료반응기(fuel reactor)에서 배출되는 연료연소배가스 중 CO2 순도 90% 이상, 연속운전 500시간 이상을 포함한 누적 운전 60일 수행이다.

2023년 10월부터 시운전, 2024년부터 본격적인 시험 운전을 시행하고, 운전결과를 반영하여 상용급 매체순환연소 발전시스템을 설계한 후, 한국서부발전에서는 향후 LNG발전에 적용할 계획이다.

본 연구과제 수행을 통해 하루 6ton의 액화 CO2를 생산할 계획이며, 생산된 액화 CO2는 CO2 활용연구에 공급될 예정이다

본 매체순환연소(Chemical Looping Combustion) 설비는 한국 고유 기술로 설계되었으며, 금속 입자의 산화·환원 반응을 통해 연료를 연소시키는 기술로서 기존 순산소연소 기술에서 발전효율의 저하와 높은 설비 투자의 주 요인이였던 산소분리기 (ASU : Air Separation Unit) 없이도 연료연소 후 배가스 중 CO2가 90% 이상 고순도로 원천적으로(inherently) 분리되어 배출되므로 저렴한 비용으로 CO2를 포집할 수 있으며 별도의 탈질 설비도 필요 없는 차세대 친환경 연소기술이다.

본 기술은 화석연료 기반인 연소기술로서 한국전력공사 전력연구원의 산소전달입자 기술과 한국에너지기술연구원의 순환유동층 공정기술이 함께 적용된 것으로, 35년 이상의 순환유동층 보일러 설계, 시공, 운전의 경험을 보유한 HPS 기술이 결합되어 빠른 시간 내에 상용화를 거쳐 가장 경제적인 대안으로 기후온난화 방지와 국내외 신규 시장을 선도할 것으로 기대 된다.

본 기술은 발전설비로서의 활용성뿐만 아니라 산업용 보일러를 포함한 전반적 산업 분야로도 확대 적용이 가능하여 글로벌 넷제로(Net-Zero) 달성을 위한 혁신 저비용 온실가스 저감 정책에 기여할 전망이다.

※ 관련기사 :

3MWth 세계 최대 매체순환연소 증기생산 실증플랜트 준공 (이투뉴스)

세계 최대 ‘매체순환연소’ 플랜트 울산서 준공 (전기신문)

온실가스 감축 신기술 '매체순환연소 실증 플랜트' (에너지신문)