한국에너지기술연구원(원장 김종남)이 미국 에너지부 산하 국립에너지기술연구소(NETL)와 손잡고 ‘순산소 연소 발전 기술’ 개발에 박차를 가한다.
에기연은 지난 4월 ‘가스 하이드레이트 기술 공동연구’로 국내에서는 최초로 NETL과 공동연구개발협정(CRADA)을 맺은 데 이어 지난달 두 번째 협약을 체결하며, 한미 양국의 기술개발 협력 네트워크를 더욱 공고히 했다고 지난 26일 밝혔다.
NETL는 미국 에너지부(DOE)의 17개 국립연구소 중 하나다. 국가에너지 안보 목표 달성을 위해 에너지인프라 강화 및 에너지산업 활성화, 효율적인 자원개발 및 에너지 전환 기술 증진과 환경지속성에 역점을 두고 연구하는 에너지기술연구소다.
에기연 FEP융합연구단 이효진 박사 연구진은 NETL과의 협업을 통해 순산소 연소 발전소 모델링 및 공정 최적화 연구를 수행해 최적의 공정 구성 및 운전 조건을 찾고 경제성 평가를 통해 기존 기술과의 경제적 이점을 비교할 예정이다.
순산소 연소 발전은 연료 연소 시 공기 대신 순수한 산소를 사용함으로써 배기가스 내 이산화탄소 농도를 높여 손쉽게 이산화탄소를 포집하고 공기연소 대비 굴뚝으로 배출되는 배기가스 양을 80% 감소시켜 초미세먼지 유발 물질인 대기 오염물질 배출량을 저감할 수 있는 초청정 고효율 미래 에너지 기술이다.
순산소 연소 발전소의 효율 향상을 위해서는 발전소를 구성하는 기기의 효율 향상뿐 아니라 기기를 연결하는 전체 공정 최적화가 필요하다. 하지만 기존 상용 모사프로그램으로 연구를 수행하기에는 한계가 있어 에기연은 NETL에서 개발 중인 소프트웨어 ‘IDAES’를 이용, 순산소 연소 발전소의 전 공정 최적화 연구를 진행할 계획이다. 연구를 통해 도출한 최적화된 공정 구성 및 운전 조건은 한국형 상용급 초임계 순산소 순환유동층 발전 플랜트 설계 기준으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.
NETL은 에기연과의 공동연구를 통해 순산소 연소발전 실험데이터를 기반으로 한 모델 검증을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 에기연의 IDAES를 이용한 모델링 및 최적화 연구를 위해 IDAES 공정모델을 제공하고 경제성 평가를 수행할 예정이다.
에기연의 연구역량은 순산소 연소기술 개발을 위한 실험과 현장적용에 집중돼 있고 NETL은 공정시스템 분야에서 뛰어난 연구역량 및 인력을 확보하고 있어 공동연구를 통한 시너지 효과가 예상된다. 양 기관은 이번 연구를 위해 공동으로 2년간 3억원 규모의 펀드를 조성키로 했다.
