[사진 : 한화가 미국에서 수소혼소 가스터빈 개조 사업을 수주했다. 세계 최초로 상업가동 중인 천연가스 가스터빈에 수소혼소율 40%를 적용한다. 사진은 금번 수주한 미국 뉴저지 소재 Linden Cogeneration Plant 전경]

한화가 미국에서 수소혼소 가스터빈1) 개조 사업을 수주했다. 세계 최초로 2022년까지 상업가동 중인 천연가스 가스터빈에 수소혼소율 40%를 적용한다.2)

1) 가스터빈에 수소와 천연가스를 함께 태워 발전하는 방식으로 기존 LNG 발전소의 노후화된 가스터빈을 적은 비용으로 개조하여 사용하면서도 이산화탄소 발생을 줄일 수 있어 탄소배출이 전혀 없는 수소전소 발전의 전 단계 역할을 할 것으로 평가됨

2) 상업가동 중인 가스터빈에 수소혼소 기술을 적용한 첫번째 사례는 미국 PSM사와 네덜란드 토마센 에너지(21년 한화임팩트가 100% 지분 인수)가 수행한 네덜란드 남부지역 가스터빈 발전소 개조사업으로 123MW급 가스터빈 발전기 3기에 수소혼소율 25% 적용함. 금번 수주한 미국 뉴저지 Linden Cogeneration Plant 수소혼소 가스터빈 개조사업의 경우 수소혼소율을 40%로 높여 실제 상업발전에 적용하는 세계 첫번째 사례임

기존 상업가동 중인 수소혼소 가스터빈은 네덜란드 남부지역 발전소에 수소혼소율 25%를 적용한 것으로 첫번째 수소혼소 상업발전 사례였다. 이번에 수주한 미국 Linden Cogeneration3) 수소혼소 가스터빈 개조사업에는 172MW급 가스터빈 1기에 종전보다 높은 40% 수준의 수소혼소율을 적용한다.

이번 수주에 적용된 질소산화물 처리기술도 주목된다. 질소산화물은 미세먼지, 스모그, 산성비의 원인이 되는 환경오염물질로 이를 처리하는 기술이 매우 중요하다. 한화의 최신 기술인 FlameSheetTM는 수소혼소를 적용하면서도 질소산화물 발생을 9ppm 이하로 줄여 국내 대기환경 관련 규제를 준수한다.4)

3) Linden Cogeneration Plant는 미국 New Jersey주 Linden 지역에 위치한 발전소로 1992년부터 상업운전을 개시했으며 6기의 가스터빈과 3기의 스팀터빈을 통해 972MW의 전기와 스팀을 생산하며 인접 정유시설 및 뉴욕주 등에 전력과 스팀을 공급하고 있음

4) 국내 대기환경 관련 규제에서 질소산화물 배출량은 10ppm이하일 것을 요구

한편 금번 사업은 인근 정유공장에서 발생하는 부생가스도 연료로 사용할 수 있게 한다. 부생가스는 태워버릴 경우 환경오염 물질을 배출해 문제가 됐으나 이번 사업에서 부생가스를 연료로 사용해 연료비를 현저히 낮추면서도 오염물질 배출을 최소화했다. 환경오염 문제를 해결하면서 연료비를 낮춰 일거양득의 효과가 있다.

허리케인 등 자연재해 발생에 대비하여 3중 연료(Triple Fuel, 천연가스/부생가스/초저유황 디젤유) 기술도 적용했다. 허리케인 등으로 정전이 잦은 북미 지역 특성을 고려해 액체연료도 사용이 가능하도록 맞춤 개조한다. 자연재해로 천연가스 공급이 중단될 경우 저장이 용이한 액체연료로도 발전이 가능하도록 한 것이다.

한화의 수소혼소 기술은 노후화된 가스터빈 활용과 탄소배출 저감을 놓고 고민 중인 다른 발전소에도 적용 가능할 것으로 기대된다. 특히 부생가스 처리에 어려움을 겪고 있는 정유시설에 추가 적용이 기대된다.

한화임팩트는 지난 3월 한국서부발전(사장 박형덕)과 '수소혼소 발전 사업협력 양해각서(MOU)'를 체결하고 그린뉴딜 저탄소 발전분야 수소혼소 기술 개발·실증과 수소경제 생태계 조성에 협력하고 있다.

이러한 협력관계를 바탕으로 수소혼소율 최대 55%를 적용해 탄소배출량을 최대 20% 이상 저감하는 실증사업을 진행 중이며 2023년에는 서부발전 서인천발전본부 가스터빈 1기에 수소혼소 발전을 적용해 연간 이산화탄소 1600만톤을 저감할 계획이다. 또한 탄소중립을 2050년에서 2047년으로 3년 단축을 목표로 해 탄소중립사회 구현에 앞장서 나갈 계획이다.

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