서부발전, 한국형IGCC 태안에 건설
2015년 완공, 독자기술로 해외 진출
한국서부발전(사장 김문덕)은 지난 16일 충남 태안군 원북면 방갈리 831번지 태안 IGCC 실증플랜트 건설공사 현장에서 정재훈 지식경제부 에너지자원실장, 진태구 태안군수, 협력업체 관계자, 지역주민 등 300여명이 참석한 가운데 ‘태안 IGCC 실증플랜트 착공 기념행사’를 개최했다.
8만㎡ 대지에 총 공사비 1조3760억원을 투입해 2015년 11월 준공예정으로 설비용량 38만kW(송전 30만kW)급의 국내 최대, 세계 최대규모다.
이번 태안 IGCC의 1차 기술은 네덜란드 Shell사와 가스화플랜트 공정설계를 통해 받아들였다. 그러나 마무리는 우리 독자기술로 했다. 오는 2015년 실증을 통해 기술확보가 완료되면 석탄이 풍부한 중앙아시아 지역에 우리기술을 수출하는 쾌거가 예상된다.
서부발전은 이번 태안 IGCC를 통해 지속적인 유가 상승과 환경규제의 강화에 대비해 향후 미분탄 발전방식을 대체할 수 있는 발전기술을 개발한다는 방침이다.
이번 태안화력 IGCC 실증플랜트는 시스템 최적화를 통해 발전효율이 42% 이상 나오는 세계 최고 수준을 자랑한다. 환경오염물질 배출농도도 매우 낮으며 온실가스 배출은 기존 석탄화력에 비해 10% 이상 저감되는 신재생에너지다.
이번 사업은 향후 우리나라 IGCC 사업을 선도하고 또다른 성장동력원을 확보하는 계기가 될 것으로 전망된다.
가스화복합발전(IGCC)은 석탄을 가스화시켜 연료가스를 제조하여 가스터빈 및 증기터빈을 구동하는 고효율, 친환경 발전기술로서 향후 기후변화극복과 저탄소 녹색성장을 위한 그린에너지 산업 육성에 반드시 필요한 발전이다. 이를 위해 정부는 이 분야의 기술발전을 적극 추진한다는 방침이다.
서부발전은 지난 2006년 12월 정부와 기술개발 협약을 체결하고 본격적인 기술개발에 착수했으며 2008년 10월20일 Shell사와 가스화플랜트 공정설계를 위한 라이센스 계약을 체결했다. 지난 2010년까지 IGCC 종합설계를 완료했고 2단계로 이번에 태안화력 부지에 30만kW급 IGCC 실증플랜트 건설에 착수한 것이다.
서부발전은 설치 후 1년간 실증운전을 통해 한국형 IGCC의 설계기술을 확보하고 2015년 종합 준공할 계획이다.
서부발전 관계자는 “IGCC 가스화플랜트 및 발전설비의 자체 제작기술과 종합설계기술을 확보해 국내 제작업체 및 건설업체와 공동으로 해외 진출은 물론 석탄액화 및 합성천연가스 등 가스화 연관사업으로 영역을 확대하여 에너지분야 미래 신성장동력을 창출해 나갈 계획”이라고 밝혔다.
미·독·네덜란드·일 이어 독자 참여
석탄가스화기술은 1930년대 이후 유럽에서 석탄 간접액화를 위한 기술로 개발이 활발히 진행되었으나, 낮은 원유 가격으로 인해 기술이 사장됐다.
그러나 70년대 초반 제1차 오일쇼크 이후 미국과 유럽회사들이 전기 생산을 위한 석탄가스화 기술개발을 다시 시작했고 일본은 1983년부터 석탄가스화 기술개발에 착수했다.
일본은 자체(MHI) 고유모델 가스화기술 개발 및 세계 보급에 나서고 있다.
현재 상용화된 대표적인 가스화 기술은 미국의 GE 공정 및 네덜란드 Shell 공정이 있다.
GE가스화기술은 1945년부터 가스화 기술개발에 착수해 1950년 경부터 LA 근교에 몬테벨로 연구소를 설립하여 하루 15톤급의 가스화기를 설치해 본격적인 개발을 시작했다.
미국은 1985년 캘리포니아주 Barstow 근교에 세계 최초의 IGCC 실증설비인 12만5000kW급의 Cool Water 발전소를 건설, 5년간 시험운전을 통해 IGCC 설비의 가능성을 입증했으며 1996년에 상업용 플랜트인 25만kW급의 Tampa IGCC 발전소를 건설하여 현재까지 운영하고 있다.
Shell공정은 석유 가스화 기술을 바탕으로 Koppers-Totzek사와 1972년부터 석탄 분류층 가스화 공정의 공동개발에 착수, 1976년 하루 5톤급 파일럿 플랜트를 설치하여 약 1만2000시간 운전했다.
이어 1978년부터 1983년까지 독일의 Harburg에 하루 150톤급의 가스화기를 설치하여 실증연구를 추진했으며 1987년 미국 휴스톤에 하루 250톤급 가스화플랜트를 설치하여 약 5년간 운전했다.
이를 바탕으로 1994년부터 네덜란드 Buggenum에 25만kW급 IGCC 플랜트를 설치해 실증 운전을 거쳐 현재 상업운전 중에 있다.
우리나라의 석탄가스화복합발전은 정부의 G7사업 및 신·재생에너지기술개발사업 등을 통해 1988년부터 기술개발에 착수했다.
그동안 대규모 실증사업보다는 주로 기반기술 및 Bench급 설비 설계, 건설 및 운전기술 개발이 중점적으로 추진됐다.
지난 2003년부터는 파일로트급 시험장치의 안정적인 연속운전 기술 개발과 석탄가스화 용융기술을 근간으로 타분야에 대한 기술전파가 이루어져 하루 5~10톤급 규모의 고온·고압 가스화용융 설비를 자체기술로 설계, 제작해 운전할 수 있는 기술수준에 도달했다.
최근 기후변화협약에 따라 신재생에너지 보급 확대를 통해 온실가스 저감 및 저탄소 녹색성장을 추진코자 2006년 정부에서는 IGCC 실증플랜트기술개발 계획을 수립했으며 한전 및 발전5사, 두산중공업, 기타 국내 연구기관 및 대학이 참여하여 30만kW급 IGCC 실증연구에 착수해 이번에 태안 IGCC 플랜트 기본설계가 완료된 것이다.
이 실증플랜트는 오는 2014년 준공예정이며 실증운전을 통해 한국형 IGCC 모델을 개발하여 국내 보급은 물론 수출상품화 할 계획으로 추진되고 있다.