[투데이에너지 홍시현 기자] 한국에너지기술연구원(원장 김종남, 이하 에너지연)은 지난달 미국 에너지부(Department of Energy) 산하 국립에너지기술연구소(NETL)와 ‘순산소 연소 발전 기술’ 개발에 박차를 가한다.
에너지연은 국내 최초로 NETL과 지난 4월 ‘가스 하이드레이트 기술 공동연구’에 이은 공동연구로 한미 양국의 기술개발 협력 네트워크를 더욱 공고하게 다지게 됐다.
에너지연 FEP융합연구단(단장 이재구) 이효진 박사 연구진은 이번 NETL과의 협업을 통해 순산소 연소 발전소 모델링 및 공정 최적화 연구를 수행해 최적의 공정 구성 및 운전 조건을 찾고 경제성 평가를 통해 기존 기술과의 경제적 이점을 비교하기 위한 연구를 진행한다.
순산소 연소 발전소의 효율 향상을 위해서는 발전소를 구성하는 각 기기의 효율 향상뿐 아니라 각 기기를 연결해 전체 공정을 최적화 하는 것이 필요하다.
하지만 기존 상용 모사프로그램으로 연구를 수행하기에는 한계가 있어 에너지연은 공동연구를 통해 NETL에서 개발 중인 소프트웨어 ‘IDAES’를 이용해 순산소 연소 발전소의 전 공정 최적화 연구를 수행한다. 이번 연구를 통해 도출한 최적화된 공정 구성 및 운전 조건은 한국형 상용급 초임계 순산소 순환유동층 발전 플랜트 설계 기준으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
NETL은 이번 공동연구를 통해 순산소 연소발전 실험데이터를 기반으로 한 모델 검증을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 NETL은 에너지연의 IDAES를 이용한 모델링 및 최적화 연구를 위해 IDAES 공정모델을 제공하고 경제성 평가를 수행할 예정이다.
이번 국제공동연구가 추진 배경에는 FEP융합연구단의 우수한 순산소 순환유동층 연소 기술 개발 역량이 있다. FEP융합연구단은 국내 최초로 배가스 재순환 설비를 이용한 순산소 순환유동층 연소 기술 개발에 성공한 바 있다. 현재 에너지연 본원에 2MWe급 순산소 연소 발전 플랜트를 시운전 중이다. NETL도 미국에서 순산소 연소 개발연구를 수행 중에 있어 국제공동연구 통해 네트워크 및 인력교류를 강화하고 친환경 발전기술에 더욱 고삐를 당길 예정이다.
순산소 연소 발전: 연료 연소 시 공기 대신 순수한 산소를 사용함으로써 배기가스 내 이산화탄소 농도를 높여 손쉽게 이산화탄소를 포집하고 공기연소대비 굴뚝으로 배출되는 배기가스 양을 80% 감소시켜 초미세먼지 유발 물질인 대기 오염물질 배출량을 저감할 수 있는 초청정 고효율 미래 에너지 기술.