미래창조과학부와 국가과학기술연구회(이사장 이상천)가 국가·산업계 현안 해결에 나섰다. 미래사회 트렌드 빅데이터 분석으로 걸러낸 4대 미래융합분야에서 미래선도형 융합연구단 4개를 선정했다. 분야는 △지구온난화 △고령화 △사물지능통신 △광물자원개발이다. 출연연구기관을 비롯한 대학과 기업, 위탁기관까지 참여기관만 총 47개나 된다. 예산도 연구단별로 매년 약 100억원을 지원한다. 4회에 걸쳐 연구단별 연구과제와 역할을 상세히 들여다본다.
지구온난화(FEP, Future Energy Plant) 연구단
최근 프랑스 파리에서 체결된 ‘파리기후협정’을 계기로 지구온난화가 국가 현안으로 재부각됐다.
목표는 2100년까지 지구온도를 2℃ 낮추는 것이다. 참여국은 온실가스 감축 목표를 만들어 UN에 제출하고 대책을 실행해야 한다. 이 협정에는 총 195개국이 참여한다.
우리나라는 이미 지난달 지구온난화 해결을 위해 큰 걸음을 뗐다. 한국에너지기술연구원이 주도하는 ‘초청정·고효율 연료다변화형 미래에너지 생산기술개발 융합연구단’(지구온난화연구단, 단장 이재구)이 출범했다.
한국에너지기술연구원을 주관기관으로 한국표준과학연구원과 한국기계연구원, 한국생산기술연구원 등이 참여한다. 기업부문에선 현대엔지니어링, 삼천리ES, 한별, 삼양에코너지, 디에이치테크 등이 포함됐다. 총 10개 기관 및 기업이다.
◇왜 하나
지구 온난화를 해결하려면 이산화탄소(CO2)배출량을 최대한 줄여야 한다. CO2배출 주범 중 하나는 화력발전소다. 화전은 세계 CO2발생량 4분의 1을 배출한다. 이는 수력발전소 대비 50배, 원자력발전소 대비 88배나 높다.
연구단은 이를 해결하기 위해 발전효율 개선과 CO2문제해결이라는 2개 관점에서 총 5개 세부과제를 제시했다.
이재구 단장은 “정부가 지난 6월 국무회의에서 2030년 국가 온실가스 감축목표를 ‘배출전망치(BAU) 대비 37% 감축하기로 한 방침에 대응하는 기술적인 토대를 확보할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
◇뭘 하나
5개 세부과제는 △고효율 순산소 순환유동층 보일러 발전기술 개발 △초임계 이상급 발전시스템 적용 효율향상 소재개발 △순산소 유동층 시스템 고효율 대기오염 저감기술 개발 △발전소 물사용량 저감을 위한 간접 건식 물회수 기술 개발 △폐자원 활용 CO₂ 고부가화 TMR 통합시스템개발이다.
참여 연구인력은 총 63명이다.
기술 개발 목표는 평균발열량 5000㎉/㎏ 이하 연료를 사용하는 순산소 순환유동층 연소기술개발과 발전효율 45% 이상 나오는 초초임계(USC) 유체회로기술 확보, 그리고 CO2원천분리다.
이산화황 및 삼산화황 배출 각각 7, 1.4PPM 실현, 질산화물 농도 40PPM이하, 초미세먼지 배출 농도 1㎎/㎥이하 고효율 대기오염 저감기술도 개발한다.
이외에 발전 배기가스에 포함된 수분을 50%이상 회수하고 냉각수 소비도 50%이상 절감하는 기술과 분리된 CO2재활용 기술 개발 등을 밑그림으로 그려놨다.
◇뭘 얻나
융합단은 이 기술 개발로 2025년 300㎿급 고효율 발전소 플랜트 5기 수출이 가능할 것으로 예상했다. 2035년과 2040년까지 각각 20기를 추가 수출할 것으로 전망했다.
초임계 이상급 발전시스템 효율화를 통해선 유지비용 절감 및 안전 효과가 기대됐다. 고온고압 환경 소재 정보 확립으로 국산 기술 발전에 따른 고부가가치 산업 추진도 가능하다는 것이 연구단 시각이다.
순산소 연소기술을 개발하면 별도 탈황시설이 필요하지 않은 것도 장점이 될 것으로 내다봤다. 발전소 물회수 기술은 발전단가 절감에 기여할 전망이다.
CO2재활용 기술이 개발되면 국가온실가스 감축에 따른 기업부담을 크게 줄일 수 있게 된다.
이재구 단장은 “기술개발 수혜자는 국내 스팀 및 전력사용 업체, 화력발전소 인근 주민, 전기를 쓰는 일반 국민 등 대부분이 해당된다”고 덧붙였다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
