한화임팩트-한화파워시스템, 중대형급 수소터빈 전소 실증 성공

연소 과정서 발생한 이산화탄소 ‘0’

▲한화임팩트 대산사업장 내 위치한 수소터빈 실증 현장. (사진제공=한화임팩트)

한화임팩트와 한화파워시스템이 80메가와트(㎿) 중대형급 가스터빈을 100% 수소 연료만으로 가동하는 수소 전소 실증에 성공했다.

한화임팩트와 한화파워시스템은 지난달 한화임팩트 대산사업장 내 위치한 수소터빈 실증 현장에서 80㎿ 중대형급 가스터빈을 활용해 수소 혼소율을 100%까지 끌어올린 수소 전소에 성공했다고 20일 밝혔다.

한화임팩트와 한화파워시스템은 4월 한국서부발전과 함께 같은 터빈으로 세계 최초 80㎿ 중대형급 가스터빈의 수소 혼소율 60% 발전 실증에 성공했다.

‘수소 혼소 발전’이란 LNG를 연료로 전기를 발생시키던 기존 가스터빈을 개조해 LNG와 수소를 섞어 발전하는 것을 의미한다. 수소 비율을 100%까지 올려 LNG 없이 수소만으로 터빈이 작동하면 ‘수소 전소’다.

LNG를 태워 작동하던 기존 가스터빈에서 수소 혼소 혹은 전소할 수 있으려면 ‘수소 연소기 기술’과 ‘화염 제어 기술’이 필수적이다. 한화는 해당 분야에서 보유한 세계적 기술력을 기반으로 이번 수소 전소 실증을 성공시켰다.

4월 수소 혼소율 60%의 수소터빈 발전 실증 당시, LNG 발전과 비교해 이산화탄소(CO2) 배출은 22% 줄었고 질소산화물(NOx) 배출량은 6ppm(0.0006%) 이하로 확인됐다. 화염 온도가 높은 수소 연료 특성상 연료 내 수소의 양이 늘어날수록 LNG 100% 발전 대비 질소산화물은 더 많이 발생하게 된다. 하지만 한화의 수소터빈 발전은 탄소 저감 효과는 물론 별도 저감장치 없이 연소 조건을 제어해 저공해 연소가 가능하도록 함으로써 기술적으로 높은 평가를 받았다.

11월 진행된 수소 100% 전소 실증 테스트에서는 친환경 발전의 핵심인 무탄소ㆍ저공해 발전에 한걸음 더 다가선 성과를 거뒀다. 터빈을 가동하는 동안 발생한 배출가스 내 이산화탄소 비율은 0.04%로 공기 중에서 유입된 양을 제외하고 연소 중 이산화탄소 발생량은 ‘0’이었다. 질소산화물 배출량은 별도의 저감 장치 없이 9ppm 이하로 확인됐다.

양사 관계자는 “한화의 수소터빈 기술은 기존 발전 설비 내 노후화된 터빈의 수명을 연장한다는 점에서 환경적 역할은 물론 경제적으로도 중요한 역할이 기대된다”며 “앞으로 국내 업체들과의 협력을 통해 2024년 정부 정책으로 예정된 청정수소발전 시장 진입을 추진할 계획”이라고 밝혔다.