비에이치아이, 차세대 청정 발전기술 ‘암모니아 30% 혼소’ 성공

무탄소 연료 함께 연소해 탄소 배출 ‘뚝’

비에이치아이의 배열회수보일러(HRSG).

발전 기자재 중견기업 비에이치아이는 한국전력 전력연구원 등과 암모니아 혼소 기술 공동 연구를 통해 성능 테스트를 진행한 결과 30% 혼소에 성공했다고 16일 밝혔다. 암모니아 혼소란 차세대 주요 친환경 발전 방식 중 하나로, 이번 성공으로 비에이치아이는 무탄소 발전 기술 확보에 한 걸음 더 가까워졌다는 평가다.

암모니아 혼소 발전은 석탄을 비롯한 전통적 화력 발전에 대표적 무탄소 연료인 암모니아를 함께 연소하는 기술이다. 화석연료 사용량과 이산화탄소 배출량을 획기적으로 감축할 수 있다는 게 큰 장점이다. 또 미세먼지를 생성하는 전구물질인 ‘황산화물(SOx)’ 배출량도 혼소 비율만큼 줄일 수 있다.

비에이치아이는 2022년부터 암모니아 혼소 보일러 버너(연소기) 개발을 위한 준비를 이어와 지난해 4월 한국에너지기술평가원 정부 지원 실증연구과제인 ‘USC급 보일러 암모니아 혼소발전 기술 개발 및 실증’에 참여해 국내 유수 연구기관과 컨소시움을 구성하고 개발에 속도를 내고 있다. 과제계획에 따라 당진화력(미분탄 보일러)과 삼척그린파워(순환유동층 보일러)에서 실증을 추진하고 있으며, 두 발전소 오는 2027년까지 실증을 완료한다는 계획이다.

이번에 성능 실험에 성공한 버너는 미분탄 보일러인 당진화력 버너를 축소한 열출력 1MW급 파일럿용 암모니아 혼소 버너다. 올해 초까지 개발을 마치고 한전 전력연구원이 보유한 실험 연소로에서 지난 4월부터 지난달까지 2개월간 성능 테스트를 진행했다.

테스트 결과 비에이치아이가 개발한 버너는 당초 계획한 암모니아 20% 혼소를 넘어 30% 혼소에서도 목표치인 질소산화물(NOx) 배출량 120ppm 이하 유지에 성공했다. 실험 공신력을 높이기 위해 해당 기간 동안 수요기관이자 공동 협력 연구기관인 한국동서발전 당진사업소 전문가들이 테스트 현장을 두 차례 방문해 실험과정을 참관했는데, 두 번 실험 모두 동일한 결과치를 기록했다고 회사 측은 설명했다.

질소산화물은 고온연소 과정에서 배출되는 대기오염 물질이다. 암모니아는 무탄소지만 1kg 중 0.8235kg의 질소를 함유하고 있어, 이를 얼마나 억제할 수 있느냐가 기술적으로 중요하다고 평가받고 있다. 비에이치아이는 이번에 개발한 버너가 목표치 이하의 질소산화물 배출량을 보인 점과 더불어 기존 설비의 교체와 개보수를 최소화하는 방향으로 설계돼 상업성 또한 뛰어날 것으로 기대하고 있다.

회사 관계자는 “한전 전력연구원과의 공동 실험 결과를 토대로 연소성과 질소산화물 억제를 더욱 극대화할 수 있는 방향으로 기술 고도화를 진행할 것”이라며 “내년 상반기 중 당진화력 10호기에 열출력 88MW 규모 실증 버너 1기를 설치해 추가적인 기술 검증을 완료하겠다”고 밝혔다.

이 관계자는 이어 “제11차 전력수급기본계획 실무안에서 이미 확인할 수 있듯이 정부가 무탄소 발전으로의 전환에 강력한 추진을 보여주고 있는 만큼 비에이치아이는 관련 기술 개발에 앞장설 것”이라고 덧붙였다.