가스발전소에서 발생하는 이산화탄소 96% 포집할 수 있는 국내 기술에 대한 대규모 실증이 완료돼 상용화를 목전에 두고 있다.
한국에너지기술연구원 류호정 박사팀은 가스발전소에서 이산화탄소를 96% 이상 분리할 수 있는 '매체순환연소'(CLC) 기술에 대한 대규모 실증사업을 마쳤다고 20일 밝혔다. CLC 기술은 한국에너지기술연구원과 한국전력공사 전력연구원이 공동개발한 포집기술로, 한국에너지기술연구원은 지난 2023년부터 울산 용연공업단지에서 3메가와트(MW)급 플랜트 설비를 구축하고 실증을 진행했다.
가스를 연소시키는 과정에서 발생하는 이산화탄소는 대기에 노출되면 질소와 결합돼 분리·포집이 어려워진다. 그러나 CLC 기술을 활용하면 가스에 산소를 직접 전달하므로 대기와 접촉없이 연소시킬 수 있어 순수한 이산화탄소만 모을 수 있다. 따라서 탄소포집을 하기 위해 대형 설비들을 갖출 필요가 없어서 비용은 줄이고 에너지효율은 높일 수 있다.
한국에너지기술연구원에 따르면 CLC 기술을 활용하면 연간 이산화탄소를 15만톤 이상 포집할 수 있고, 포집비용도 기존보다 30% 절감된다. 또 발전효율도 4% 상승할 것으로 예측됐다.
이번 실증사업에서는 CLC 기술을 활용하면 300시간 넘게 설비를 운전해도 이산화탄소를 96% 이상 고순도로 포집할 수 있다는 것이 확인됐다. 이산화탄소는 순도가 높을수록 활용도가 높다. 순도 95% 이상의 이산화탄소는 용접이나 반도체 세척 등 활용할 분야가 그만큼 많아지기 때문이다.
무엇보다 연구진은 세계 최초로 CLC 기술을 이용해 발전에 필요한 수준의 '증기'를 생산하는데도 성공했다. 천연가스가 연소되는 과정에서 이산화탄소와 수증기가 발생하지만 설비규모가 작으면 열손실이 많아 증기를 만들어내기 쉽지 않다. 또 설비 규모가 너무 크면 연소 효율이 떨어져 실용성이 없다. 이에 연구진은 열손실을 줄이고 효율을 유지할 수 있는 설계와 운영기술을 확보하고 증기를 생산하는데 성공했다. 이 증기는 터빈으로 전력을 생산하는데도 활용할 수 있다.
유럽연합(EU)과 미국, 중국 등 여러 국가에서 CLC 기술에 대한 실증을 진행하고 있지만 아직까지 증기를 생산하는데 성공한 나라가 아직 없다는 점에서 이번 연구의 의미는 매우 크다는 평가다.
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