화학뉴스

포스코가 두산중공업과 그린·블루수소로 합성한 암모니아를 연료로 사용하는 발전기술 개발에 나선다.
포스코, 두산중공업, 포항산업과학연구원(RIST) 등 3자는 청정 암모니아 가스터빈 분야 연구개발(R&D) 업무협약을 체결하고 암모니아를 분해해 생성한 수소를 연소해 터빈을 가동하는 발전기술 개발을 공동 추진하기로 했다.
암모니아는 수소를 질소와 결합한 화합물로, 기존 운송·저장 인프라를 활용할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 부피에서 수소보다 1.7배 많은 양을 저장할 수 있는 효율성 등 다양한 이점 덕분에 최적의 수소 캐리어로 주목받고 있다.
그러나 암모니아는 발전 연료로 사용하기에는 한계가 따르고 있다. 기존 가스터빈 연료인 LNG(액화천연가스) 대비 연소 속도가 20% 수준으로 매우 낮고 발열량도 50% 정도에 불과하기 때문이다.
3자는 암모니아의 한계를 극복하는 방법으로 암모니아를 그대로 연소하는 대신 분해기(Cracker)를 통해 수소·질소 가스로 다시 분해한 후 연소해 가스터빈을 구동하는 방식을 선택했다.
수소·질소 가스를 연소하면 암모니아를 그대로 기화해 연소할 때보다 연소 속도와 발열량이 상당히 증가할 것으로 예상된다.
기존에도 분해기와 가스터빈을 각각 개발한 사례는 있으나 일체화한 발전기술 개발에 나서는 것은 전세계적으로 3자가 최초이다.
3자는 연소 단계에서 발생한 배기가스로부터 열 일부를 회수해 분해기로 재투입함으로써 가스의 열량을 높이고 발전 효율을 향상하는 기술을 고안해 적용할 예정이다.
암모니아 연료 발전은 이산화탄소(CO2)를 전혀 배출하지 않기 때문에 이상적인 친환경 발전 모델의 하나로 부상하고 있다.
3자는 신기술을 LNG 발전에 적용한다면 기존 발전소들의 이산화탄소 배출량 저감에도 기여할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 암모니아를 LNG와 열량 기준 20% 비율로 섞어 연소하면 이산화탄소 배출량을 LNG 단독 발전에 비해 약 20% 줄일 수 있기 때문이다.
협약에 따라 포스코는 RIST와 함께 암모니아 분해기 개발을 추진할 예정이다. 암모니아는 포스코가 해외에서 추진하고 있는 프로젝트에서 생산한 그린수소 등을 합성해 조달한다.
두산중공업은 2020년 가스터빈 국산화 성공 후 수소 혼소 및 전소 터빈 개발에 나서고 있으며 원천기술을 바탕으로 수소와 질소로 분해된 가스를 한번에 태우는 연소기와 가스터빈을 개발할 예정이다.
포스코 관계자는 “RIST 수소연구센터에 설치할 암모니아 연소 실험설비를 활용해 본격적인 기술 개발에 착수할 예정”이라고 강조했다. (강윤화 선임기자)