포스코, 두산重과 손잡고 암모니아 연료 발전기술 개발 추진

포스코가 암모니아를 연료로 사용하는 발전 분야 기술 개발에 나선다.

포스코는 지난 9일 조주익 수소사업실장, 이광열 두산중공업 TM BU장, 황계순 포항산업과학연구원(RIST) 환경에너지연구소장이 참석한 가운데 암모니아 연료 발전 기술에 대한 협력 방안을 논의하고 19일 비대면으로 ‘청정 암모니아 가스터빈 분야 연구개발 업무협약’을 체결했다.

이에 따라 포스코, 두산중공업, RIST는 암모니아를 분해한 후 생성한 수소를 연소해 터빈을 가동하는 발전기술을 개발한다.

암모니아는 수소를 질소와 결합한 화합물로 기존에 갖춰진 운송·저장 인프라 활용성과 동일한 부피에서 수소보다 1.7배 많은 양을 저장할 수 있는 효율성 등 다양한 이점 덕분에 최적의 수소 운송체로 꼽힌다.

다만 암모니아를 그대로 발전 연료로 사용하기에는 한계가 있다. 암모니아가 기존 가스터빈 연료 액화천연가스(LNG) 대비 연소 속도가 20% 수준으로 매우 낮고 발열량도 50% 정도에 불과하기 때문이다.

이에 따라 이들 3개 업체는 암모니아 한계를 극복하는 방법으로 암모니아를 그대로 연소하는 대신 분해기(Cracker)를 통해 수소, 질소 가스로 다시 분해한 후 연소해 가스터빈을 구동하는 방식을 택했다.

수소, 질소 가스를 연소하면 암모니아를 그대로 기화해 연소할 때 보다 연소 속도와 발열량이 크게 늘어난다.

또한 연소 단계에서 발생한 배기가스로부터 열 일부를 회수해 분해기로 재 투입해 가스 열량을 높이고 발전 효율을 향상시키는 기술도 고안해 적용할 예정이다.

암모니아 연료 발전은 이산화탄소를 전혀 배출하지 않기 때문에 이상적인 친환경 발전 모델의 하나로 꼽힌다.

이에 더해 암모니아를 액화천연가스(LNG)와 열량 기준 20% 비율로 섞어 연소하면 LNG단독 발전과 비교해 이산화탄소 배출량을 약 20% 줄일 수 있다.

즉 이미 구축된 LNG발전소의 이산화탄소 배출량도 줄일 수 있다는 말이다.

이번 업무협약에 따라 포스코는 RIST와 함께 암모니아 ‘분해기’ 개발을 추진한다. 암모니아는 포스코가 해외에서 추진 중인 프로젝트에서 생산한 그린수소 등을 합성해 조달할 계획이다.

지난해 가스터빈 국산화 성공 후 수소 혼소 기술(수소와 천연가스를 함께 태워 발전하는 방식), 전소 터빈 개발에 나서고 있는 두산중공업은 원천기술을 바탕으로 수소와 질소로 분해된 가스를 한 번에 태우는 연소기와 가스터빈을 개발한다.

이들 업체는 이번 협약을 토대로 포항 RIST 수소연구센터에 구축될 암모니아 연소 실험 설비를 활용해 본격적인 기술 개발에 착수할 예정이다.


남지완 글로벌이코노믹 기자 ainik@g-enews.com