태안화력발전소에 설치된 전기집진기 모습.ⓒ두산중공업

두산중공업이 미세먼지 뿐 아니라 초미세먼지까지 줄이는 친환경기술로 글로벌 발전시장 공략에 나선다.

정부는 최근 ‘석탄발전 처리 및 오염물질 감축계획’을 발표하고 국민건강을 위협하는 미세먼지를 줄이기 위해 석탄화력발전소 관련 대책을 내놨다.

이 계획에 따르면 가동된 지 30년이 넘은 발전소 10기 중 8기는 수명종료 시점에 맞춰 순차적으로 폐쇄하고 2기는 연료를 석탄에서 바이오매스로 전환한다.

20년 이상 된 발전소 8기는 환경설비를 전면 교체하는 성능개선에 착수하고 20년 미만의 발전소는 오염물질 감축과 효율개선을 추진한다.

이를 통해 오는 2030년에는 2015년 대비 미세먼지 24%를 비롯해 황산화물 16%, 질소산화물 57%를 감축한다는 계획이다.

두산중공업은 석탄화력발전소를 바이오매스 발전소로 전환하는 영동화력 1호기 연료전환 사업에 참여하고 있다.

영동화력 1호기가 화석연료 대비 황산화물, 질소산화물 등 대기오염 배출량이 65~75% 이상 적은 바이오매스 발전소로 거듭나면 남동발전은 연간 86만t의 이산화탄소를 감축하고 127만REC(신재생에너지공급인증서, Renewable Energy Certificate)를 확보할 수 있다.

증가하는 전력수요를 저탄소·친환경 발전원으로 최대한 충당하겠다는 정부 방침에 따라 경제성을 확보한 풍력발전이 다시 한 번 주목받고 있다.

국내 풍력발전 시장에서 두산중공업은 꾸준한 실적을 거두고 있다. 지난 2011년 국내 최초로 3MW급 육·해상 풍력시스템인 ‘WinDS3000’을 개발해 국제인증을 받은 두산중공업은 현재 17기를 운전하고 있으며 52기는 건설 중에 있다.

국내에서 유일하게 해상풍력발전 관련 시공과 운영경험을 보유한 두산중공업은 올해 3월 한국전력과 ‘해외 풍력발전 사업에 대한 공동개발, 건설과 운영 등 상호 협력을 위한 업무협약’을 체결함으로써 해외 풍력발전시장 진출의 발판을 마련했다.

이와 같은 정부 방침에 부응하기 위해 두산중공업은 미세먼지 및 오염물질을 줄이는 친환경기술 개발에 박차를 가하고 있다.

미세먼지는 지름 10마이크로미터 이하, 초미세먼지는 2.5마이크로미터 이하를 말하는데 발전소에서 발생하는 이들 미세먼지 및 초미세먼지를 제거하기 위해서는 전기집진기(ESP, ElectroStatic Precipitator)가 사용된다.

연소가스에 함유된 분진 등의 입자물질을 포집·제거하는 전기집진기는 건식과 습식의 두 가지 방식이 있는데 두산중공업은 두 방식 모두 기술력을 보유하고 있다.

이 중 습식 전기집진기는 건식 대비 도입비용이 높으나 초미세먼지 제거율을 96~99%까지 향상시킬 수 있어 미국, 유럽, 일본 등 일부 국가에서 사용되고 있다.

전기집진기 시장은 지난 2014년부터 5년간 연평균 5.8% 성장해 오는 2019년 약 13조원의 시장이 형성될 것으로 전망된다.

두산중공업은 발전소에서 배출하는 또다른 오염물질인 질소산화물과 아황산가스를 제거하는 시설도 생산하고 있다.

탈황설비가 설치된 영흥화력발전소 전경.ⓒ두산중공업

탈질설비(SCR, Selective Catalytic NOx Reduction System)는 연소가스에 포함된 질소산화물을 질소와 물로 전환시킨다.

탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)는 아황산가스에 석회석 슬러리를 접촉해 화학반응을 일으켜 아황산가스를 제거하고 부산물로 석고를 생성해 배출하는 설비다.

오는 2019년 탈질설비 시장은 약 16조원, 탈황설비 시장은 약 12조원의 시장이 형성될 것으로 전망되고 있다.

온실가스 주범으로 지목되고 있는 이산화탄소의 포집·저장 기술에 대한 관심도 높아지는 추세다.

화력발전소 등에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 바다 및 땅속에 저장하는 CCS(Carbon Capture & Storage) 기술은 ▲연료 연소 전 이산화탄소를 분리하는 기술(Pre-Combustion) ▲연소 시 이산화탄소를 분리하는 순산소 연소기술(Oxy-fuel) ▲연소 후 배기가스 중 이산화탄소를 분리 포집하는 PCC기술(Post-Combustion Capture)로 나뉜다.

PCC 원천기술 보유기업인 캐나다 HTC로부터 기술 라이선스를 확보한 두산중공업은 오는 2050년 연평균 84조원 규모로 전망되는 CCS 시장을 지속적을 공략해나갈 계획이다.

미국의 원에너지시스템즈 인수로 두산중공업은 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System) 소프트웨어 원천기술도 보유하게 됐다.

ESS는 전력사용량이 적은 시간에 전기를 비축했다가 사용량이 많은 시간에 에너지 효율을 높이는 설비로 풍력이나 태양광처럼 출력이 일정하지 않은 신재생에너지의 안정적인 전력공급에 적용된다.

두산중공업 관계자는 “마이크로소프트와 전기차로 유명한 테슬라 출신 엔지니어들이 설립한 원에너지시스템즈 인수로 ESS 분야 업계 최고 수준의 컨트롤 시스템 소프트웨어 기술을 확보하게 됐다”며 “이에 따라 ESS 설계, 설치, 시운전 등의 과정을 일괄 수행할 수 있게 됐다”고 설명했다.

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