두산에너빌리티, 암모니아 30% 혼소 가능한 버너 성능 시험 성공

조상필 두산에너빌리티 터보기계기술개발팀 수석이 10일 제주 서귀포시 휘닉스 제주에서 열린 '2023년도 한국연소학회 추계학술대회'에서 '암모니아-미분탄(Pulverized Coal) 혼소 버너 개발' 관련 논문을 발표하고 있다. 〈자료 두산에너빌리티〉

두산에너빌리티가 탄소중립에 기여할 암모니아 혼소(혼합 연소) 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

두산에너빌리티는 지난 9일 제주 서귀포시 휘닉스 제주에서 한국연소학회 주최로 열린 '2023년도 한국연소학회 추계학술대회'에 참가했다.

조상필 두산에너빌리티 터보기계기술개발팀 수석은 학술대회의 '초초임계압(USC)급 보일러 암모니아 혼소 실증' 세션에서 '암모니아-미분탄(Pulverized Coal) 혼소 버너 개발' 관련 논문을 10일 발표했다. 초초임계압은 터빈에 유입되는 증기의 압력이 ㎠ 당 246㎏ 이상이고, 증기온도가 593°C 이상인 석탄발전소를 의미한다. 증기 압력과 온도가 높을수록 발전 효율이 높아져 연료 소비를 줄일 수 있다.

조 수석은 “두산에너빌리티는 지난 9월 암모니아 30% 혼소가 가능한 버너 성능 시험에 성공했다”면서 “이는 암모니아 혼소 발전 분야에 먼저 뛰어든 해외 경쟁사가 추진 중인 수치(20%)보다 앞선다”고 말했다. 그는 이어 “암모니아 비율을 30%까지 늘리면 미분탄 전소 대비 탄소 배출량을 30% 정도 저감할 수 있어 탄소중립에 기여도가 더 높다”고 덧붙였다.

질소와 수소로 구성된 암모니아는 연소 시 탄소를 배출하지 않는 에너지원이다. 암모니아 혼소 발전은 암모니아와 기존 연료를 함께 연소해 탄소 배출량을 줄여준다. 암모니아 혼소보일러 핵심은 연료를 연소시키는 '버너(Burner)'다.

조 수석은 “암모니아 연소에서 고려해야할 중요한 점은 질소산화물(NOx) 배출을 최소화하는 것”이라며서 “두산에너빌리티에서 개발한 버너는 암모니아 30% 혼소에서도 질소산화물 110ppmv(부피 기준 공기 100만개 중 질소산화물 110개) 이하를 유지하며, 이는 경쟁사의 암모니아 20% 혼소 시 160ppmv 대비 높은 기술적 차이를 보여준다”고 말했다.

두산에너빌리티는 국내 산·학·연과 협력해 'USC급 미분탄 보일러 암모니아 20% 혼소 기술개발 및 실증' 국책과제를 수행하고 있다. 2027년까지 1000㎿급 USC 신보령 발전소에 암모니아 혼소 기술을 적용할 예정이다.

변상근 기자 sgbyun@etnews.com