한화(000880)가 한국서부발전과 함께 개발한 세계 최초 중대형급 가스터빈의 50% 이상 수소 혼소 발전 실증 시험이 성공했다.
한화임팩트는 대산사업장에서 중대형(80MW) 가스터빈의 수소 혼소율 59.5% 실증을 성공하고 21일 실증 기념식을 열었다. 행사에는 김희철 한화임팩트 대표이사, 이옥헌 산업통상자원부 수소경제정책관, 전령식 충남도 정무부지사 등 관계자들이 참석했다.
이번에 달성한 수소 혼소율은 현재까지 세계 최고 기록이다. 59.5% 혼소율로 발전하는 동안 액화천연가스(LNG) 전소(100%) 발전 대비 배출가스 내 이산화탄소 저감율은 22%를 기록했다. 대기오염물질(NOx) 배출량은 6ppm 이하로 줄였다. 국내 LNG 가스터빈 발전소의 대기오염물질 배출허용기준 대비 30% 수준을 별도 저감장치 없이 달성한 기록이다.
현재 수소 혼소 기술은 미국, 유럽, 일본 등 선진국을 중심으로 활발하게 연구되고 있다. 하지만 기술적 장벽이 높아 실제 상업 운전이 가능한 60% 수준에 육박하는 수소 혼소 발전 실증에 성공한 것은 한화가 첫 사례다.
이 같은 성과는 한화가 수십년 간 연구한 수소 연소기 기술과 화염 제어 기술에 기반했다. 대기오염물질은 화염 온도가 높아질수록 더 많이 배출된다. 수소는 LNG보다 화염 온도가 높다. 한화는 별도 저감장치 없이 연소 조건을 제어해 저공해 연소가 가능하도록 하는 연소기 기술을 개발했다. LNG보다 8배 빠르게 연소되는 수소 특성상 화염 역류 현상이 심한데 한화는 제어 기술을 통해 역류를 원천 차단하는 데 성공했다.
이번 수소 혼소 실증 성공으로 수명이 20년 넘어간 LNG 가스터빈도 수명 연장이 가능할 전망이다. 수명 연한이 도래해 버려질 LNG 가스터빈을 수소 혼소 및 전소 발전이 가능하게 개조할 수 있는 것이다.
한화는 대산 실증 사업으로 확보한 수소 혼소 기술 국산화에 더해 국내 8개 중소중견기업과 국책 사업을 통한 제작 국산화를 완성한다는 계획이다. 장기적으로 수소 100%를 연료로 사용하는 무탄소 발전 계획도 수립하고 있다.
김희철 한화임팩트 대표이사는 이날 기념사에서 “LNG 가스터빈을 활용한 수소혼소 발전이 국내에서도 실제로 가능하다는 것을 입증해 보인 것으로 상용화에 한 걸음 더 다가섰다”며 “한화는 여기서 멈추지 않고 수소 100% 전소 발전을 위해 도전해 나갈 것”이라고 말했다.
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