한화, 100% 수소로 가스터빈 가동 성공…이산화탄소 '0'

한화임팩트·한화파워시스템, '수소 전소' 실증
세계적 기술력 기반…환경·경제적 효과 기대

한화 계열사들이 세계적인 기술력을 기반으로 100% 수소 연료 만으로 중대형급 가스터빈을 가동하는데 성공했다. 한화임팩트와 한화파워시스템은 80MW 중대형급 가스터빈의 수소 혼소율을 기존 60%에서 100%로 끌어올린 수소 전소를 실증했다고 20일 밝혔다.

한화임팩트와 한화파워시스템은 올해 4월 한국서부발전과 함께 동일한 터빈으로 세계 최초 80MW 중대형급 가스터빈의 수소 혼소율 60% 발전 실증에 성공한 바 있다. '수소 혼소 발전'이란 LNG를 연료로 전기를 발생시키던 기존 가스터빈을 개조해 LNG와 수소를 섞어 발전하는 것을 의미한다. 수소 비율을 100%까지 올려 LNG 없이 수소만으로 터빈이 작동하면 '수소 전소'다.

LNG를 태워 작동하던 기존 가스터빈에서 수소 혼소 혹은 전소가 가능하려면 '수소 연소기 기술'과 '화염 제어 기술'이 필수적이다. 한화는 해당 분야에서 보유한 세계적 기술력을 기반으로 이번 실증을 성공시켰다.

지난 4월 수소 혼소율 60%의 수소터빈 발전 실증 당시, LNG 발전과 비교해 이산화탄소(CO2) 배출은 22% 줄었고 질소산화물(NOx) 배출량은 6ppm 이하로 확인됐다. 화염 온도가 높은 수소 연료 특성상 연료 내 수소의 양이 늘어날수록 LNG 100% 발전 대비 질소산화물은 더 많이 발생하게 되지만 한화의 수소터빈 발전은 탄소 저감 효과는 물론 별도 저감장치 없이 연소 조건을 제어해 저공해 연소가 가능했다.

이번 테스트를 통해 친환경 발전의 핵심인 무탄소·저공해 발전에 한걸음 더 다가갔다는 평가다. 터빈 가동 시 발생한 배출가스 내 이산화탄소 비율은 0.04%로 공기 중에서 유입된 양을 제외하고 연소 중 이산화탄소 발생량은 '0'이었다. 질소산화물 배출량은 별도 저감 장치 없이 9ppm 이하로 확인됐다.

한화의 수소터빈 기술은 기존 발전 설비 내 노후화된 터빈의 수명을 연장시킨다는 점에서 환경적 역할은 물론 경제적으로도 중요한 역할이 기대된다. 수명 연한이 도래해 좌초자산화 위기에 놓인 LNG 가스터빈에 수명 연장 기술을 적용하면 경제적 효과가 배가될 전망이다.

한화임팩트와 한화파워시스템은 "앞으로 국내 업체들과의 협력을 통해 내년 정부 정책으로 예정돼 있는 청정수소발전 시장 진입을 추진할 계획"이라고 밝혔다.

양미영 (flounder@bizwatch.co.kr)