【에너지타임즈】고가의 이산화탄소 포집설비와 질소산화물을 저감할 수 있는 설비를 필요로 하지 않는 신기술이 전력연구원의 기술진에 의해 개발됐다.

한전 전력연구원(원장 김동섭)은 차세대 친환경발전기술인 케미컬루핑연소(Chemical Looping Combustion)를 이용한 이산화탄소 원천분리연소의 핵심물질인 니켈(Ni)계 산소전달입자를 개발하는데 성공했다고 8일 밝혔다.

케미컬루핑연소기술은 화석연료가 공기나 산소와 직접 접촉하는 기존 연소방식과 달리 2개의 반응기내에서 산소전달입자가 순환하면서 연소과정이 없이 연료를 연소시킬 수 있는 새로운 발전기술로 공정 내 별도의 포집설비를 갖추고 있지 않아도 이산화탄소를 원천적으로 분리할 수 있고 질소산화물(NOx)이 발생하지 않아 발전효율이 높은 차세대 저공해-고효율 발전기술로 알려져 있다.

전력연구원 측은 이번에 개발된 니켈계 산소전달입자와 관련 산소전달입자 단위 질량당 주고받을 수 있는 산소의 질량백분율인 산소전달률과 산소전달속도에서 모두 세계 최고의 성능을 자랑한다고 설명했다. 또 강도도 우수해 그 동안 이 기술의 가장 큰 애로사항 중 하나였던 입자의 내마모도 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대했다.

이와 함께 전력연구원은 이 기술의 특허출원과 함께 산소전달입자의 산소전달량과 강도를 20%이상 추가로 향상시키기 위한 연구를 진행 중이며, 고가인 니켈을 대체할 철·망간 등 저가금속을 이용한 산소전달입자를 개발하고 있다.

또 전력연구원은 2017년까지 공동연구기관인 한국에너지기술연구원과 함께 0.5Mwth 가압 파일럿 이산화탄소 원천분리연소설비를 구축하고 이번에 개발한 산소전달입자의 연료 연소성능과 장기 내구성시험에 나설 방침이다.

전력연구원 관계자는 “이 기술은 이산화탄소 포집비용절감효과가 가장 높을 것”이라고 언급한 뒤 “이산화탄소 포집·저장기술의 비용과 에너지손실문제를 해결할 수 있을 것”으로 기대했다.

이어 그는 “이 기술개발을 통해 국제적인 온실가스 감축 압박에 대응할 우리나라 고유의 저비용 친환경 이산화탄소 포집기술을 확보할 수 있을 것”으로 내다봤다.

한편 전력연구원은 지난 2011년 한국에너지기술연구원과 공동으로 200kWth 상압 파일럿 시스템에서 산화니켈(NiO)계 산소전달입자를 이용해 가스를 연료로 하는 이산하탄소 원천분리연고기술을 입증하고 관련 기술을 확보한 바 있다.