서부·남부발전, 150㎿급 수소 혼소 가스발전 실증 개시

80㎿급 실증 성공한 데 이어,
2027년 상업운전 계획 ‘가속’
17개 기업·연구기관 함께 진행

[이데일리 김형욱 기자] 발전 공기업 한국서부발전과 남부발전을 비롯한 17개 기업·기관이 정부 지원 아래 150메가와트(㎿)급 수소 50% 혼소 가스발전 실증에 나선다. 최근 80㎿급 혼소발전 실증에 성공한 데 이어 규모를 두 배 키운 실증에 성공해 수소 혼소 가스발전 상업운전 시대를 앞당긴다는 계획이다.

한화임팩트 충남 대산 사업장에 있는 중대형(80㎿)급 가스터빈. 한화임팩트와 한국서부발전은 지난달 이곳에서 세계 최고 혼소율인 59.5% 수소 혼소 발전 실증에 성공했다. (사진=강신우 기자)

11일 서부·남부발전에 따르면 이 두 곳을 비롯한 17개 기업·기관은 이날 대전광역시 한국전력공사 전력연구원에서 150㎿ 가스터빈 수소혼소 리트로핏 기술개발 및 실증 정부과제 협약을 맺었다. 서부발전과 남부발전은 각각 신인천발전본부와 신인천빛드림본부에서 복합가스 터빈 1기에서 수소를 최대 50% 이상 섞어 발전하는 실증을 진행한다.

정부는 지구온난화 등 기후위기에 대응한 전 세계적 움직임에 따라 2050년까지 온실가스 순배출량을 0으로 만들어야 하는 부담을 안고 있다. 당장 2030년까지 연 7억톤(t)에 이르던 2018년 온실가스 배출량의 40%를 줄여야 한다.

정부는 이를 위해 국내 전체 전력공급의 약 60%를 맡고 있는 석탄·가스화력발전소에 무탄소 발전원인 암모니아·수소를 섞어 발전하는 계획을 추진 중이다. 올 초 수립한 제10차 전력수급기본계획을 통해 2027년부터 수소 혼소 가스발전소를 상업 운전하고, 2030년까지 그 비중을 2.1%로 늘리기로 했다. 이 계획대로면 2036년엔 국내 전체 발전량의 7.1%가 혼소발전 방식이 된다. 또 다른 무탄소 전원인 원자력발전(원전)과 신·재생에너지발전량도 함께 늘리되 기존 석탄·가스발전소의 무탄소화도 함께 추진한다는 것이다.

기존 가스발전소의 연료인 천연가스에 수소를 50% 섞은 후 태워 터빈을 돌리면 발전 과정에서의 이산화탄소 배출량을 20% 이상 줄일 수 있다.

대규모 수소·가스 혼소발전 실증은 최근 이미 성공했다. 서부발전과 한화임팩트는 지난 2021년부터 지난달까지 충남 서산 한화임팩트 사업장에서 서부발전에서 퇴역한 80㎿급 가스 터빈을 활용한 실증을 진행했고 혼소율 50% 발전 실증에 성공했다. 다만, 설비용량 수백㎿에 이르는 상업운전 발전소에 실제 혼소 방식을 적용하려면 이번에 진행하는 150㎿ 이상의 가스터빈에서도 그 상업성과 안전성을 입증할 필요가 있다.

이번 실증에는 서부·남부발전을 비롯해 이번 정부 연구개발 과제 주관사인 한전 전력연구원 등 17개 기업·기관이 참여한다. 민간 기업 중에선 △한화임팩트 △한화파워시스템 △한화에어로스페이스 △두산에너빌리티가 동참한다. 이번 과제를 만든 산업통상자원부와 산하 에너지기술평가원 관계자도 협약식에 함께 했다.

엄경일 서부발전 기술안전 부사장은 “미래 에너지산업을 이끌 수소 혼소발전 기술 개발을 통해 국가 탄소중립 이행 핵심기술을 확보하고 사업 영역을 국내외로 확장할 것”이라고 말했다.

한국서부발전과 남부발전, 한국전력공사 전력연구원을 비롯한 17개 기업·기관 관게자가 11일 대전광역시 한전 전력연구원에서 150㎿ 가스터빈 수소혼소 리트로핏 기술개발 및 실증 정부과제 협약식에서 기념촬영하고 있다. (사진=남부발전)

김형욱 (nero@edaily.co.kr)