한화임팩트와 한화파워시스템이 수소연료만으로 작동하는 수소터빈 가동에 성공했다.
한화임팩트와 한화파워시스템은 한화임팩트 대산사업장 내 위치한 수소터빈 실증 현장에서 80MW 중대형급 가스터빈을 활용해 수소 혼소율을 100%까지 끌어올린 수소 전소에 성공했다고 지난 20일 밝혔다.
올해 4월에는 한국서부발전과 함께 동일한 터빈으로 세계 최초 80MW 중대형급 가스터빈의 수소 혼소율 60% 발전 실증에 성공한 바 있다.
수소 혼소 발전이란 LNG를 연료로 전기를 발생시키던 기존 가스터빈을 개조해 LNG와 수소를 섞어 발전하는 것을 의미한다. 수소 비율을 100%까지 올려 LNG 없이 수소만으로 터빈이 작동하는 것이 수소 전소다.
LNG를 태워 작동하던 기존 가스터빈에서 수소 혼소 혹은 전소가 가능하려면 '수소 연소기 기술'과 '화염 제어 기술'이 중요하다. 한화는 해당 분야 기술력을 바탕으로 이번 수소 전소 실증을 성공시켰다.
지난 4월 수소 혼소율 60%의 수소터빈 발전 실증 당시, LNG 발전과 비교해 이산화탄소 배출은 22% 줄었고 질소산화물 배출량은 6ppm 이하로 나타났다.
화염 온도가 높은 수소연료 특성상 연료 내 수소 양이 늘어날수록 LNG 100% 발전 대비 질소산화물은 더 많이 발생하게 된다. 하지만 한화의 수소터빈 발전은 탄소 저감 효과는 물론 별도 저감장치 없이 연소 조건을 제어해 저공해 연소가 가능하도록 개발됐다.
지난 11월 진행된 수소 100% 전소 실증 테스트에서는 친환경 발전의 핵심인 무탄소·저공해 발전에 더 가까워졌다. 터빈을 가동하는 동안 발생한 배출가스 내 이산화탄소 비율은 0.04%로 공기 중에서 유입된 양을 제외하고 연소 중 이산화탄소 발생량은 없었다. 또 질소산화물 배출량은 별도 저감 장치 없이 9ppm 이하로 확인됐다.
한화임팩트와 한화파워시스템은 진정한 무탄소 발전에 다가서기 위해 노력을 이어갈 예정이다. 이번 실증 성공을 통해 한화가 보유한 수소 연소 및 화염 제어 기술이 수소 100% 전소에도 동일하게 적용됨을 확인했다. 양사는 국내 업체들과의 협력을 통해 2024년 정부 정책으로 예정되어 있는 청정수소발전 시장 진입을 추진할 방침이다.