[르포]한화파워시스템, 수소혼소 발전 도전…"글로벌시장 공략"

수소혼소발전 전진기지 PSM…2027년 상용화 추진
활발한 수소혼소 실증사업…네덜란드, 미국서 성공

[서울=뉴시스]PSM 주피터 공장 근로자들이 터빈 블레이드 날 가공 작업을 위해 논의하고 있다.(사진=한화파워시스템 제공)

[주피터시=뉴시스] 김동현 기자 = "한화파워시스템은 지난 4월 한화임팩트, 한국서부발전과 함께 세계 최초로 80MW급 중대형 가스터빈을 활용해 수소 혼소율을 60%까지 높였습니다. 연내 100% 수준의 전소발전에 도전할 계획입니다."

지난 10일 미국 플로리다주 주피터시에 위치한 PSM 공장에서 만난 손영창 한화파워시스템 대표는 수소 혼소 핵심 기술을 국산화해 글로벌 시장을 공략하고, 수소혼소발전을 신성장동력으로 육성하겠다고 밝혔다.

LNG를 태워 전기를 생산하면 이산화탄소가 필수적으로 나오지만 가스터빈에 LNG와 수소를 섞어 태우는 수소혼소발전은 수소비중이 높을수록 탄소 배출량이 줄어든다.

한화파워시스템은 현재 수소와 LNG를 6대 4비율로 섞어 연료로 사용하는데 성공했다. 이를 통해 탄소 배출은 22% 저감했고, 질소산화물(NOx) 배출량은 6ppm 이하로 줄였다. 100% 수준의 전소 발전에 성공하면 탄소 배출은 제로가 된다.

수소발전 상용화는 한화파워시스템 홀딩스 산하의 한화파워시스템(한국), PSM(미국), 토마센에너지(네덜란드)가 분야를 나눠서 맡는다. PSM과 토마센에너지는 각각 1999년, 1896년 설립된 가스터빈 부품업체로 2021년 한화그룹이 인수했다.

이 기술이 완성되면 전력 생산 시장의 판도가 바뀔 수 있다고 손 대표는 강조했다. 그는 "수소 혼소 터빈 사업에서 종합 솔루션을 제공하고 그룹 내 유관 사업체간 시너지를 창출하고 신규 사업 모델을 적극 발굴할 계획"이라고 포부를 밝혔다.

[서울=뉴시스] 지난 10일 미국 플로리다주 주피터시에 위치한 PSM 공장에서 만난 손영창 한화파워시스템 대표는 수소 혼소 핵심 기술을 국산화해 글로벌 시장 공략을 강화하고 수소혼소발전을 신성장동력으로 육성할 계획이라고 말했다.(사진=한화파워시스템 제공)

수소혼소발전 전진기지 PSM…2027년 상용화 추진

수소혼소발전의 한 축을 맡는 PSM은 미국 플로리다주 주피터시에 공장을 가동하고 있다. PSM 공장은 차량으로 15분 정도 이동하면 해변가가 보이고 고급 주택가들이 빼곡하게 들어선 곳에 위치했다.

공장 견학은 절차가 꽤 까다로웠다. 사전에 공장 견학 신청을 했는데도 수소발전이라는 특성상 공개하지 않는 곳이 많아 인솔자가 안내하는 곳에서만 어떤 작업을 하는지 볼 수 있었다.

PSM 공장에는 400여명의 직원이 근무하고 있는데 성능 개량 및 부품 업그레이드, 부품 수리, 필드 서비스, 디지털 엔지니어링을 통한 글로벌 감시 진단 등 가스터빈 성능을 개량하거나 주요 부품을 교환·수리하는 작업을 맡았다.

PSM은 자신들의 사업 영역을 한 마디로 '애프터마켓 토탈 서비스'라고 표현했다. 노후화된 가스터빈 부품을 수리해주고, 더 효율적인 에너지 생산이나 탄소저감을 할 수 있도록 발전사업자를 돕는 것이 핵심이다.

PSM은 LNG에 수소를 섞어 태우는 수소 연소기 기술과 화염 제어 기술을 보유하고 있어 수소혼소 가스터빈 개조사업의 중추 역할을 맡고 있다.

한화파워시스템은 PSM과 함께 가스터빈 서비스→수소혼소·전소 가스터빈→클린 에너지 발전(수소가스터빈 발전사업) 등의 로드맵을 통해 수소 사업 밸류체인에서 수소 저장과 충전, 발전, 유지보수를 맡는다. 목표는 2027년 수소발전 상용화로 정했다.

[서울=뉴시스]PSM 주피터 공장 근로자가 CMM(Coordinate Measuring Machines) 룸 내부 레이저 스캐닝 장비를 조작하고 있다.(사진=한화파워시스템 제공)

활발한 수소혼소 실증사업…네덜란드·미국서 성공

PSM 공장에서 가장 눈길을 끈 곳은 수소혼소 발전의 주요 부품인 플레임시트(FlameSheet) 연소기를 제작하는 곳이다. 플레임시트는 질소산화물(NOx)과 일산화탄소(CO) 배출량을 한 자릿수 황화수소농도(ppm)로 낮춰준다.

LNG 발전소의 오래된 가스터빈에 플레임시트를 적용하면 낮은 비용을 들이면서 연료를 선택적으로 활용할 수 있다. 탄소배출량을 줄여 다양한 운영 요구 조건을 충족시킬 수 있는 것도 장점이다.

또 정유공장에서 발생하는 부생가스 등도 연료로 사용 가능하다. 부생가스를 태우는 과정에서 환경 오염 물질이 발생하는 경우가 많은데 부생가스를 연료로 사용하면 연료비를 낮추면서 오염물질 배출도 최소화할 수 있다.

수소 혼소 발전을 위한 실증 사업도 활발하게 진행하고 있다. PSM은 2018년부터 상업 가동 중인 네덜란드 남부지역 123MW급 가스터빈 1기에 수소 혼소율 30%를 적용했다.

2021년에는 미국 뉴저지 지역 172MW급 가스터빈 1기에 수소혼소율 40%를 달성하는 데 성공했다. 또 지난해에는 네덜란드 로테르담의 123MW급 가스터빈에서 수소 혼소율 30%를 이뤄냈다.

☞공감언론 뉴시스 oj1001@newsis.com