한전 전력연구원(원장 이중호)은 최근 동서발전, 남동발전, 중부발전, 서부발전, 남부발전와 함께 습식아민 CO₂ 포집-압축액화 파일럿플랜트 건설에 착수했다고 밝혔다. 이는 울산발전본부 가스복합발전소를 대상으로 하루 10톤의 CO₂를 포집할 수 있는 규모다.
전력산업의 친환경성 강화를 위한 연료전환 정책으로 석탄화력을 가스복합발전으로 대체하게 되면서 ’36년에는 전력설비 실효용량의 44.2%를 LNG가 차지할 전망이다. 가스복합발전은 온실가스 배출량이 석탄발전의 약 45%로 적은 수준이지만 발전 규모가 증가하면 CO₂ 배출도 증가할 수밖에 없어 CO₂포집 등의 온실가스 감축기술이 적용돼야 한다.
전력연구원은 ’21년부터「LNG 발전의 연소 후 습식 CO₂ 포집기술 개발 및 격상설계」정부과제를 주관하고 있으며, CO₂ 포집기술을 국내 최초로 가스복합발전에 적용할 목적으로 연구 중이다. 이 연구를 통해 전력연구원은 동서발전 울산발전본부 내의 제4복합발전소와 연계해 건설하는 습식아민 CO₂ 포집-압축액화 파일럿플랜트 설계안을 도출했다.
가스복합발전소의 배기가스는 이산화탄소 농도가 3~4% 수준으로 석탄화력, 철강, 시멘트 산업과 비교하면 상대적으로 CO₂ 포집의 기술적 난이도가 높다. 전력연구원에서 설계한 파일럿플랜트는 순도 99.9%의 CO₂를 90% 이상의 높은 효율로 포집할 수 있어 가스복합발전에서 온실가스 절감 효과가 클 것으로 기대하고 있다.
이번에 착수한 가스복합발전의 탄소포집 실증설비 건설을 위해 전력연구원은 핵심기술인 흡수제를 개발하고, 포집 공정을 최적화할 계획이다. 또한 동서발전을 비롯한 발전5사는 포집설비와 발전소의 연계를 최적화하고, 한국전력기술(주)는 실증설비의 기본설계를 지원하며, 현대중공업파워시스템(주)는 실증설비 상세설계와 건설을 담당해 협력할 예정이다.
전력연구원은 ’24년 하반기까지 파일럿플랜트를 완공하고 시운전을 시행할 계획이며, 이를 통해 포집에 필요한 에너지사용량을 최소화하고 고효율, 저비용을 위한 운전조건과 설비규격을 개발하고자 함. 이를 바탕으로 ’25년까지 50만톤CO₂/년의 대규모로 설비를 격상해 포집플랜트의 설계를 완료하는 것을 목표로 하고 있다. 향후 파일럿플랜트를 활용해 생산된 이산화탄소는 인근지역의 CO₂ 활용설비 등에 사용될 예정이다.
전력연구원 관계자는 “가스복합발전소의 CO₂ 포집기술 실증설비는 온실가스 감축과 동시에 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 탄소중립 실현의 핵심 연구시설이다”라며 “전력연구원은 설비건설 및 실증을 통해 온실가스 감축과 친환경 발전설비 확대에 기여할 것이다”라고 말했다.