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'이산화탄소로 전기 만든다'…에너지연구원, 발전기술 개발

송고시간2017-10-23 12:00

"발전 효율 높아 미세먼지·온실가스 감축 기대"

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 증기 대신 이산화탄소를 이용해 전기를 생산할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국에너지기술연구원은 고온·고압의 이산화탄소로 터빈을 구동하는 '축류형(Axial type) 터빈 기반 발전기'를 개발했다고 23일 밝혔다.

축류형 초임계 이산화탄소 터빈 발전기 개요도
축류형 초임계 이산화탄소 터빈 발전기 개요도

[한국에너지기술연구원 제공=연합뉴스]

이 기술은 물의 증기로 터빈을 회전시켜 전기를 만드는 기존의 발전방식과는 달리 초임계(액체와 기체의 성질을 동시에 가지며 가장 높은 발전 효율을 내는 상태)의 이산화탄소로 전기를 생산하는 것이다.

기존 증기 발전방식에 비해 발전 효율이 2%에서 많게는 5%까지 높아 석탄 등 에너지원 사용을 줄임으로써 미세먼지와 온실가스를 줄일 것으로 기대된다.

국내 발전설비 용량이 100GWe임을 고려하면 이번에 개발한 기술로 증기 발전소를 교체할 경우 1천메가와트(MWe)급 원자력 발전소를 최대 5기 더 짓는 효과를 내 전기 요금을 5∼15%까지 줄일 수 있다.

최근 초임계 이산화탄소 발전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있지만 대부분 소규모의 반경(Radial) 형태로 축류형 발전기 개발은 이번이 처음이다.

축류형 터빈을 이용한 발전방식은 터빈을 구동시키는 유체가 회전축 방향으로 흐르는 방식으로 국내 전력 생산의 90% 이상을 차지하고 있다.

수백 메가와트급 상용 발전 규모에는 축류형 터빈 기술이 필수적이지만 초임계 이산화탄소의 높은 밀도로 인해 고속으로 회전하면서 생기는 마찰과 축력 때문에 회전 부품이 손상되고 에너지가 손실되는 등 어려움이 있었다.

연구원은 터빈의 축력을 줄일 수 있는 설계 방식과 마찰 손실을 줄일 수 있는 밀봉과 누설 관리시스템을 개발, 이런 문제점을 해결했다.

축류형 초임계 이산화탄소 터빈발전기 시운전
축류형 초임계 이산화탄소 터빈발전기 시운전

[한국에너지기술연구원 제공=연합뉴스]

곽병성 에너지연 원장은 "초임계 이산화탄소 발전기술은 재생에너지 발전소에도 적용 가능해 정부가 추진 중인 재생에너지 확대 정책에도 기여할 수 있다"며 "2019년까지 수백킬로와트(kWe)급 초임계 이산화탄소 발전기술 개발을 완료할 계획"이라고 말했다.

jyoung@yna.co.kr

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