[단독] 두산에너빌, 발전소용 수소전소터빈 도전

한전 자회사들과 컨소시엄
세계 첫 100㎿급 상용화 추진
중형 수소터빈 실증사례 전무
성공땐 24조 세계시장 주도권

올해 초 열린 'CES 2024'에 전시된 두산에너빌리티의 수소전소 가스 터빈 모형. 두산에너빌리티

가스 터빈 국산화에 성공한 두산에너빌리티가 국책과제를 통해 발전용량 100㎿(메가와트)급 수소전소 터빈 실증에 도전한다. 국책과제 수행 사업자로 선정돼 실증에 성공할 경우 세계 최초 100㎿급 수소전소 터빈 개발 타이틀을 거머쥘 전망이다.

9일 발전·에너지 업계에 따르면 두산에너빌리티는 한국전력의 발전 자회사 남동발전·중부발전·동서발전과 함께 컨소시엄을 구성해 지난달 말 산업통상자원부 산하 한국에너지기술평가원(에기평)이 주관하는 '중형급 유연발전용 수소전소 가스 터빈 기반 발전시스템 실증사업'을 신청했다.

이 사업은 신규 연구개발 과제로 에기평은 이달 최종 사업자를 선정할 예정이다.

발전업계에 따르면 이 컨소시엄이 사업을 따낼 경우 참여하는 발전사들은 실증에 필요한 수소 공급 업체로 SK E&S, 롯데케미칼, 롯데정밀화학 등을 고려하는 것으로 전해졌다. 두산에너빌리티 관계자는 "내부 평가 과정을 진행하고 있으며 현재 과제 승인을 기다리고 있다"고 밝혔다.

사업의 핵심은 중형급(최대 100㎿) 발전용 수소전소 터빈 개발이다. 열효율 40%, 연소 온도 1500도 이상의 동급 최고 수준 성능을 보유한 수소전소 터빈을 개발하고 실증까지 마치는 것이 목표다. 1단계로 2년6개월 내 수소전소 터빈 개발을 마무리 지은 뒤 2단계로 발전사들이 복합발전소 등 실증에 필요한 설비와 수소를 공급하는 순서로 진행될 예정이다. 정부는 이번 연구개발 사업에 120억원을 투입한다.

발전용 수소전소 터빈은 '무탄소 에너지원'인 수소를 100% 연료로 활용하는 가스 터빈이다. 액화천연가스(LNG)를 섞어 연료로 활용하는 탓에 탄소를 배출할 수밖에 없는 수소혼소 가스 터빈과 달리 탄소 배출량이 '제로(0)'다. 친환경 발전에 있어 '궁극의 기술'로 분류된다.

에기평이 추진하는 수소전소 터빈 실증 용량이 한국형 표준원전 1기의 발전용량(1400㎿)의 14분의 1에 해당하는 소량이지만 의미를 갖는 이유도 여기에 있다.

두산에너빌리티의 도전이 주목받는 이유는 전 세계적으로 100㎿급 수소전소 터빈의 실증을 마친 사업자가 전무한 상황이어서다. 에너지업계에 따르면 현재 가스터빈 개발의 트렌드는 천연가스와 수소를 혼합해 연료로 쓰는 '수소혼소' 모델이다. 세계적 가스터빈 업체인 미국 제너럴일렉트릭(GE)은 고농도 수소 연소기를 개발해 수소혼소율 50%의 대형 가스 터빈 실증을 추진 중이며 독일 지멘스 역시 혼소율이 30% 수준으로 실증을 진행 중인 것으로 전해졌다.

두산에너빌리티는 일본 야노경제연구소 전망대로 2030년 2조8440억엔(약 24조원) 규모로 성장할 수소 터빈 시장에서 주도권을 선점할 수 있을 것으로 보인다.

[최현재 기자]