“가스터빈에 수소연소기 부착… 구 설비, 친환경 변신”

■ 美 한화PSM 공장 가보니…
자체개발 수소연소기 플레임시트
가스터빈에 부착해 수소혼소발전
한화 인수뒤 인력·장비투자 늘어
한화 “연내 100% 수소전소 실증”

지난 10일(현지시간) 미국 플로리다주 주피터 PSM 공장에서 근로자가 로봇과 연계돼 작동되는 스캐닝 장비를 조작하고 있다. PSM 제공

주피터=김성훈 기자 tarant@munhwa.com

지난 10일(현지시간) 미국 플로리다주 주피터에 있는 한화파워시스템 홀딩스 산하 ‘PSM(파워시스템 매뉴팩처링)’ 공장. 입구에는 작은 연못과 분수, 한화그룹 계열임을 강조하는 ‘PSM a Hanwha Company’ 표지석이 세워져 있었다. 1999년 가스터빈 부품업체로 설립된 PSM은 알스톰 등을 거쳐 2021년 한화에 인수됐다.

공장과 이어진 사무동 건물에 들어섰다. 가스터빈 모형이 제일 먼저 눈에 띄었다. PSM은 가스터빈에 기존 연소기 대신 자체개발한 수소 연소기 ‘플레임시트’를 부착, LNG와 수소를 섞어 ‘수소 혼소(混燒) 발전’을 할 수 있게 개조하는 기술을 보유하고 있다. 기계공학 박사인 알렉스 호프 PSM 사장은 “PSM은 구시대 설비도 재생에너지를 사용할 수 있도록 함으로써 순환경제에 공헌한다”고 강조했다.

일반 가스터빈을 수소 혼소 발전 설비로 개조해주는 PSM의 수소 연소기 ‘플레임시트’. PSM 제공

1만4800㎡ 규모의 PSM 주피터 공장에서는 직원 약 400명이 근무하고 있다. 한화에 인수된 뒤 100여 명이 증원됐고 장비 신규 투입도 늘었다. PSM은 원래 가스터빈 내부 부품을 뜯어 진단·교체해 가스발전소의 수명을 늘려주는 회사였다. 수소 연소기 기술을 개발하면서 사업 모델도 업그레이드돼, 2015년부터 수소 혼소 사업을 하고 있다. 손영창 한화파워시스템 홀딩스 대표는 “미국 PSM과 국내 한화파워시스템, 네덜란드 토마센에너지 등 3사가 보유한 세계 최고 기술력을 기반으로 수소 혼소 터빈 종합 솔루션을 제공하겠다”고 했다.

공장으로 들어가자 터빈 회전체들이 진열돼 있었다. 가스터빈에 작은 쇠구슬을 쏴서 표면의 강도를 높인다. 열 스프레이 코팅 공정에는 거대한 코팅 부스(Booth) 3개가 갖춰져 있었다. 로봇 팔을 이용해 터빈에 고르게 코팅을 하는데, 올해 6월에 설치된 신규 설비다. 이후 진공 열처리, 형광투과 검사 등을 거쳤다. 뒤이어 ‘CMM(Coordinate Measuring Machine)’ 작업실이 나왔다. PSM은 저작권 이슈 탓에 원 제조사의 도면을 쓸 수 없는데, 이곳에서 로봇에 달린 영상 장치로 역설계를 한다.

80㎿ 가스터빈에 쓰이는 수소 연소기 부품은 마지막에 볼 수 있었다. PSM이 수소 혼소율을 높이기 위해 개발한 ‘파일럿 노즐’이었다. 플레임시트에 들어가는 부품이다. 수소 연소기는 이미 100% 수소로만 발전할 수 있는 수준으로 개발돼 있다. 수소 혼소율 60%까지는 지난 4월 국내에서 실증도 마쳤다. 이를 통해 LNG 연료로만 가스터빈을 돌릴 때보다 이산화탄소 배출을 22% 줄이면서 질소산화물 배출량은 6ppm 이하로 유지하는 데 성공했다. 질소산화물 기준치는 9ppm이다. 손 대표는 “연내 100% 수소 전소 실증도 추진하겠다”고 밝혔다. 한화는 2027년 수소 전소 발전 상용화를 목표로 하고 있다. PSM 주피터 공장은 5개국, 25개 고객사의 스팀터빈과 가스터빈을 실시간으로 확인해 이상 발생 시 자동으로 경고하고 클라우드 기반 데이터 인프라를 접목해 예측 분석도 지원하고 있다.