현대중공업-한전, 폐열 발전 세계 첫 차세대 원천기술 개발

폐열 이용 → 이산화탄소 가열 → 전기 생산

효율 30%이상…크기는 3분의 1

영국 로이드선급협회(Lloyd’s Register),

‘2MW급 초임계(超臨界) 이산화탄소 발전설비’ 기본 승인(AIP, Approval in Principle)

   현대중공업과 한국전력이 폐열을 이용, 이산화탄소를 가열해 전기를 생산하는 발전기술을 세계 최초로 개발했다. 

기존 증기 발전설비와 초임계 이산화탄소 발전설비의 작동원리. /현대중공업 제공

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현대중공업과 한국전력이 엔진 배기가스 폐열(廢熱)을 이용한 차세대 발전설비 원천 기술을 개발했다.

현대중공업은 1일 영국 로이드선급협회(Lloyd’s Register)로부터 ‘2MW급 초임계(超臨界) 이산화탄소 발전설비’의 기본 승인(AIP, Approval in Principle)을 받았다고 밝혔다.

기존 증기 발전설비와 초임계 이산화탄소 발전설비의 작동원리. /현대중공업 제공

초임계 이산화탄소 발전 설비는 물 대신 이산화탄소를 가열해 터빈을 구동한다. 이산화탄소는 물을 가열한 증기보다 낮은 온도에서 초임계 상태(액체와 기체의 성질을 동시에 가지며 가장 높은 발전 효율을 내는 상태)에 도달한다.

이번에 개발한 초임계 이산화탄소 발전 설비는 지상 플랜트나 대형 선박 엔진에서 발생하는 배기가스를 열원으로 이용한다. 기존 증기발전기보다 30% 가량 효율성이 좋다. 크기 또한 기존 발전기의 30% 수준이다. 

현대중공업 관계자는 “이 기술은 폐열과 신재생에너지, 원자력 등 다양한 열원을 이용할 수 있다”며 “초임계 이산화탄소 발전설비 시장은 2023년 14조원 규모로 성장할 것으로 예상된다”고 밝혔다. 

현대중공업은 이산화탄소 발전 설비를 2014년부터 구상했다. 지난 5월 한전과 협약을 맺고 본격적인 연구에 들어갔다. 현대중공업과 한전은 개발 과정에서 ‘저온 발전 기술’을 확보하는 데 어려움을 겪었던 것으로 전해졌다. 

현대중공업과 한국전력은 내년부터 성능 테스트를 거쳐 2019년까지 제품을 상용화할 계획이다.

김동섭 한전 전력연구원장은 “초임계 이산화탄소 발전은 온실가스 감축에 기여하고, 화력 및 원자력발전과 연계가 가능한 차세대 발전 기술”이라고 말했다.

주원호 현대중공업 중앙기술원장은 "초임계 이산화탄소 발전설비 개발을 통해 에코십(Ecoship)과 친환경 엔진발전 분야에서 기술 경쟁력을 가질 수 있을 것"이라고 말했다.

윤민혁 기자 조선비즈

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