“수소CHP+CCUS로 무탄소 친환경 발전소 구축”
“수소CHP+CCUS로 무탄소 친환경 발전소 구축”
  • 류희선 기자
  • 승인 2021.07.28 16:13
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한난, CCUS 0.1MW급 플랜트 판교지사서 실증

[투데이에너지 류희선 기자] 2050 탄소중립을 위한 CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage)의 역할이 더욱 전략화 되고 있다. 

환경부는 탄소중립을 위해 부문적 전략에 화석연료 발전 중심의 전력공급 체계를 재생에너지와 수소 중심으로 전환하고 CCUS기술을 적극적으로 활용해 전력부문의 탄소중립을 달성하겠다는 내용을 포함했다. 

또한 산업부는 CCUS 확산의 컨트롤타워이자 신산업화 역할을 할 민관합동 K-CCUS추진단을 발족했다.

추진단은 업계 기술개발 수요파악과 정책수요 발굴 뿐 아니라 CCUS 성과확산 및 산업 생태계 활성화 방안 등을 마련해 정부에 제안할 예정이다. 

도심에서 발전소를 운영하고 있는 한국지역난방공사도 지난 2011년부터 CCUS 기술 개발에 총력을 기울이고 있다. 최근에는 플랜트 실증에 들어갔으며 ‘CCUS R&D 중장기 로드맵’을 수립하고 수소전소 가스터빈 기반의 열병합발전(CHP)과 CCUS를 활용해 2050년 한난이 배출하고 있는 전체 온실가스 배출량의 83%를 감축하겠다고 발표했다.

■ 수소전소 가스터빈 개체 선행

정부는 탄소중립을 위해 수소 전소 및 혼소 가스터빈 개발에 착수했다. 산업부는 2040년까지 80MW, 380MW급 수소 전소 가스터빈 상용화를 목표로 수소 50% 혼소가 가능한 연소기 개발과 5MW급 수소전소 가스터빈 연소기 개발에 각각 착수하고 이를 통해 2028년까지 수소 혼소 대형 가스터빈 복합화력 실증도 추진한다고 밝혔다.

세부 계획과 내용은 올해 중 발표될 ‘수소 가스터빈 개발 기술로드맵’을 통해 담길 전망이다.

LNG복합발전을 하는 한국지역난방공사도 수소전소 가스터빈 개체를 통해 중장기적으로 이산화탄소 감축을 이뤄나간다는 방침이다.

한난이 발표한 CCUS 중장기 로드맵에 따르면 LNG발전소의 탄소중립을 위해서는 전체 연료를 수소로 대체할 수 있는 수소전소 가스터빈으로 개체해야 한다는 내용을 담고 있다. 

통상 발전소의 수명을 30년으로 가정했을 때 2050년 이전에 발전소 수명이 끝나는 7개 지사는 무탄소 전원인 수소CHP로 개체하겠다는 계획을 담았다.

이에 더해 현재 실증 중인 한난의 CCUS기술은 현재 개체를 진행하고 있는 4개 지사를 대상으로 탄소중립이 목표인 2050년 이후에 수명이 만료되기 때문에 이산화탄소 포집이 동반돼야 한다.

한난의 CCUS 중장기 시나리오에 따르면 양산지사 2025년, 대구지사 2035년, 청주지사 2040년, 수원지사 2045년에 각각 10MW급의 상용플랜트 설치를 통해 2050년 기준 79만톤의 이산화탄소를 감축하겠다는 목표다.

■ CCUS로 CO₂ 포집, 친환경발전소 탈바꿈

특히 CCUS플랜트는 수소 전소가 2050년까지 상용화되지 못하더라도 현재 가스터빈을 수소혼소용으로 개체하고 이에 CCUS기술을 적용해 이산화탄소를 포집, 탄소중립을 이행할 수 있을 것으로 보인다.

한난은 지난 2011년부터 미세조류를 활용, 이산화탄소를 저감하는 기술을 도입해 연구해왔다. 이후 생물전환, 광물화 등을 통한 고가물질 생산을 통해 이산화탄소를 감축하고 고부가가치 물질로 전환해 수익창출이 가능한 경제성이 입증됐다. 

또한 CCUS기술은 한난이 발표한 그린뉴딜 사업모델로 확대돼 주목받고 있으며 현재 판교 지사에서 0.1MW급 규모로 실증을 진행 중이다.

한난의 CCUS설비는 부지가 협소하고 지가가 비싼 도심발전소의 배기가스 내 이산화탄소 포집 기술로 적합해 주목을 받고 있다.

또한 CCUS 하이브리드 설비는 흡수제를 활용한 이산화탄소의 포집시스템을 사용하지 않기 때문에 발전효율에 영향을 주지 않으며 오히려 포집된 CO₂를 다양한 탄소자원화(광물화, 미세조류 등) 기술로 고가물질을 생산할 수 있다.

한난의 관계자는 “판교지사에 구축된 이산화탄소 컴팩트 포집장치는 배기가스 내 이산화탄소를 분리막설비로 포집, 분리하는 공정으로 이산화탄소 포집율이 80% 이상이며 이산화탄소 90% 이상 회수, 90% 이상 농축이 가능하다”고 설명했다.


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