[연재] (29) 석유에너지산업의 안전 및 건전성 확보 방안
[연재] (29) 석유에너지산업의 안전 및 건전성 확보 방안
  • 승인 2007.10.12
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CO2 배출량 저감 기술
▲ 쉘 장치안전팀장 김동섭 박사
지난주 플로리다주에 있는 조그만 휴양지 마르코 섬에서 열린 차세대 화력발전을 위한 신소재에 관한 심포지움에 참석했다. 비록 석유화학분야는 아니었지만 신기술 개발에서는 공통점을 발견할 수 있어 아주 좋은 대화의 장을 만들었다. 또 응용분야는 다르지만 전문가들과 대화를 나누는 좋은 기술적인 토론의 장이었고 비슷한 연구 관심사를 발견해 많은 동료들을 사귀고 앞으로도 지속적인 교류를 약속했다.

석유화학분야에서 새로운 에너지 개발을 위한 신기술 혁신 소재를 수년 동안 개발하다보니 이제는 어느 분야에 가도 서로 알아보는 사람들이 있어 세계는 점점 좁아지고 있구나 하는 느낌을 받았다. 하지만 한편으로는 일본 기술진들이 많은 논문을 발표하고 중국의 몇몇 전문가들도 논문 발표 및 열심히 의견을 교환하는데 비해 한국인은 한 사람도 논문 발표를 하지 않는 것을 볼 때 안타까운 생각도 들었다. 우리나라도 이런 장에서 우리가 개발한 기술들을 발표하는 날이 어서 오길 기대해 본다.

현재 화력발전이 겪는 고충중 하나가 바로 환경오염방지 대책이다. 가장 최근 미국에서 발표된 보고서에 따르면 2005년 석탄 화력발전이 미국 발전량의 51.3%를 차지했는데 2030년에는 이에 대한 비중이 57.6%로 증가할 것이라고 전망했다.

그 이유는 절대 발전량이 약 50%정도 증가하고 원자력에 의한 발전은 상대적으로 20%에서 16.6%로 줄어들 것이기 때문이라고 한다. 이러한 전망을 통해 보더라도 앞으로 20~30년이 지나도 석유자원에 대한 의존도가 높은 화력발전에 혁신적인 기술이 개발되지 않는다면 장래에는 이산화탄소 배출저감 규정에 의해 심각한 대기 오염 및 페널티를 각오해야만 할 것이다.

에너지절약형 화력발전 주목
CO2 분리 저장 기술도 대안

새로운 화력발전소 하나를 건설하는데 약 1조원의 건설비가 소요되는 것을 감안할 때 발전산업이 당면한 과제는 어떻게 기존 발전소를 개조해 열효율을 높이고 환경오염을 줄일 수 있는 발전소로 개조할 것인가이다. 그래서 개발된 대안이 소위 USC(ultra super critical steam)이다. 온도를 760℃까지 올리고 사용압력을 35Mpa에서 발생되는 스팀을 사용하는 산소 공급형 화력발전설비를 만들면 열효율이 9% 정도 높일 수 있으며 이산화탄소 방출량을 22%까지 줄일 수 있다고 한다. 이렇게 고온고압의 화력발전이 되려면 이에 부응하는 재료들이 함께 개발돼야 하는데 전문가들의 의견으로는 경제성이 있는 재료가 곧 개발될 것이라는 전망이다.

우연히 본인이 개발하고자 하는 신재료의 사양과 공통점이 많이 있어 이에 대한 개발에 관심을 가지고 있다. 사실 가장 큰 관심사항은 앞으로 점점 전력 수요는 많아지는데 ‘과연 현실적으로 이산화탄소의 방출을 줄일 수 있을까’하는 문제인데 이도 기술개발에 의해서 비록 전력 사용은 지금보다 50%가 증가하더라도 이산화탄소 방출 총량은 지금보다 50% 정도로 줄일 수 있다고 생각된다.

사실 재생에너지의 의존도를 높이거나 원자력 에너지 또 각 가정의 에너지 절약 등도 이산화탄소의 배출량을 줄이는데 도움은 되지만 이로 인한 전체 이산화탄소 감소량은 아주 미미한 수준에 불과하다. 무엇보다 이산화탄소 배출량을 줄이는 가장 효과적인 방법은 위에서 말한 USC형 차세대 화력발전설비를 개발하는 것이며 그보다 더욱 큰 것은 바로 이산화탄소를 분리하고 저장하는 기술을 개발하는 것이다. 즉 효율 높은 에너지 자원을 어떻게 개발할 것인가와 어떻게 하면 이산화탄소를 분리해 땅 속으로 다시 묻어버리느냐가 앞으로 집중해야할 연구 과제라는 생각이다.

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