두산重, 암모니아 활용 수소터빈 개발 박차
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두산重, 암모니아 활용 수소터빈 개발 박차
  • 윤우식 기자
  • 승인 2021.07.19 15:50
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포스코·포항산업과학硏과 연구개발 업무협약
암모니아 분해한 혼합가스 연소해 터빈 가동
이산화탄소 배출 없는 친환경 발전 구현 기대
(이미지=포스코)
(이미지=포스코)

암모니아를 연료로 사용하는 발전 분야 기술 개발을 위해 두산중공업과 포스코가 손을 맞잡았다. 포스코가 해외에서 들여온 암모니아를 분해해 만든 수소로 두산중공업이 수소터빈을 가동하는 협업 모델이 추진된다.

19일 두산중공업은 포스코, 포항산업과학연구원(이하 RIST)과 ‘청정 암모니아 가스터빈 분야 연구개발 업무협약’을 체결했다고 밝혔다.

이번 협약에 따라 포스코는 암모니아 생산·공급을 맡고 RIST와 암모니아 개질기(Cracker) 개발을 맡는다. 지난해 가스터빈 국산화 성공 후 수소 혼소 및 전소 터빈 개발에 나서고 있는 두산중공업은 원천기술을 바탕으로 수소와 질소로 분해된 가스를 한 번에 태우는 연소기와 가스터빈을 개발한다. 3자는 포항 RIST 수소연구센터에 구축될 암모니아 연소 실험 설비를 활용해 본격적인 기술 개발에 착수할 예정이다.

암모니아는 수소와 질소가 결합한 화합물로 수소 대비 단위 부피당 1.7배 수소 저장이 가능해 경제적이고 효율적인 수소 운반체로 꼽히고 있다. 2050 탄소중립 실현을 위해 해외 그린수소 도입이 필요한 상황에서 이미 선박 운송수단 체계를 갖고 있는 암모니아가 가장 유력한 해외 그린수소 도입 수단으로 주목받고 있다.

하지만 암모니아는 발전 연료로 사용하기에는 한계가 따른다. 기존 가스터빈 연료인 액화천연가스(LNG) 대비 연소 속도가 20% 수준으로 매우 낮고 발열량도 50% 정도에 불과하기 때문이다.

3자는 이를 해결하기 위해 암모니아를 그대로 연소하는 대신 분해기를 통해 수소, 질소 가스로 다시 분해한 후 연소해 가스터빈을 구동하는 방식을 택했다. 분해기와 가스터빈을 각각 개발한 사례는 있지만 이를 일체화한 발전기술 개발은 세계 최초다.

박홍욱 두산중공업 부사장은 “이번 협약으로 암모니아를 연료로 사용하는 수소터빈 기술 개발에 대한 계기를 마련했다”며 “LNG와 수소, 암모니아 등 다양한 친환경 에너지를 발전원으로 사용하는 수소터빈과 가스터빈을 지속적으로 개발해 나가겠다”고 말했다.

한편 두산중공업은 최근 한국에너지기술연구원을 비롯한 연구기관과 주요 기업들로 구성된 ‘탄소중립을 위한 그린 암모니아 협의체’에도 참여한다. 이 협의체를 통해 국내 기술로 그린 암모니아 밸류체인을 구축하고 암모니아 수소터빈 개발에도 상호 협력할 예정이다.

두산중공업은 2019년 세계에서 다섯 번째로 발전용 대형 가스터빈 독자모델 개발에 성공해 가스터빈 원천기술을 확보했다. 지난해 5월부터는 한국기계연구원과 함께 ‘300MW급 고효율 수소가스터빈용 50% 수소 혼소 친환경 연소기 개발’ 국책과제에 참여하는 등 수소·가스터빈 분야 기술 개발에 속도를 내고 있다.



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