[녹색기술] 호주, 석탄도 깨끗해요

- 퀸즐랜드 주에 세계 최초 상업용 IGCC 발전소 건립예정 –

- 국내 플랜트업체 참가 기대-

 

 

 

□ 석탄청정이용기술 개요

 

 ○ 석탄을 연소하면 일반적으로 산성비를 유발하는 유황산화물와 질소산화물이 발생되며 석탄회분에 의한 분진 등이 발생

  - 미국, 일본, 호주 등 선진국에서는 석탄을 깨끗하게 사용하기 위한 석탄청정 이용기술을 적극적으로 개발

 

 ○ 석탄가스화 복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC)

  - 기존 석탄발전은 석탄을 태워 발생하는 열로 증기를 발생시켜 증기터빈을 돌려 전기를 생산하는 것

  - IGCC는 석탄을 고온에서 산소와 물을 넣고 가스화(Gasfication)시켜 일산화탄소 50%와 수소 30%로 이루어진 합성가스(Syngas)를 만든 뒤 이 가스로 증기터빈을 돌려 전기를 생산하는 것

 

IGCC 발전흐름도

  - 위의 과정(발전흐름도) 후 가스터빈에서 방출되는 배기가스의 열을 모아 증기터빈을 돌려 한번 더 전기를 생산

  - 이런 과정을 거치면 현재 30%대인 기존 석탄화력발전의 열효율을 40%로 끌어 올릴 수 있으며, 이산화탄소는 35%, 황화합물은 99%까지 줄일 수 있다고 함.

 

□ IGCC기술의 장점

 

 ○ 전 세계적으로 널리 분포하고 있고 매장량이 풍부한 석탄자원을 활용가능

 

 ○ 기존 석탄화력발전소에 비해 이용탄종의 범위가 넓어 석탄수급 안정성 확보에 유리

 

 ○ 복합 사이클 시스템을 통해 이론적으로 50%까지 발전효율 달성이 가능. 기존 석탄 화력 발전의 평균 발전효율 35~40%에 비해 높은 효율의 발전이 가능

 

 ○ 이산화탄소분리저장기술을 기존 석탄화력발전에 설치할 경우를 감안한 비용을 추정해 보면 IGCC & CCS 발전소의 발전단가가 더 저렴한 것으로 분석. 아래는 미국 에너지부에서 추정한 발전단가 비교표임.

 

일반화력 발전소와 IGCC 발전소 건설 비용 및 발전단가 비교

 

□ IGCC 기술의 문제점

 

 ○ 연구기간 대비 발전 효율의 낮은 상승률

  -1972년 독일에서 최초로 석탄가스화 발전 플랜트가 가동된 이래 38년간 지속적인 연구개발을 해오고 있음에도 불구하고 발전 효율이 약 8%만 상승

  - 발전효율을 현재 38% 수준에서 50%로 높일 수 있을 것이라는 기대는 지나치게 낙관적일 수 있다는 견해

 

 ○ 기존 화력발전소 대비 경쟁력을 갖추기 위한 기술 개발 필요

  - 건설비 또한  기존 석탄화력발전소 대비 10~25%가량 높은 1600~2200달러/㎾

  - 운전 및 유지 비용 또한 화력발전소 대비 약 20%가 높은 수준

  - 경쟁력을 갖추기 위해서는 효율 증대 외에 초기 투자비와 운전∙유지비를 낮출 수 있는 획기적인 기술 개발이 필요한 상태

 

 ○ 국제에너지기구는 탄소포집 및 저장기술개발 진행이 앞으로도 최소 10년이 지나야 상업용으로 이용이 가능할 것으로 분석

 

 ○ IGCC와 CCS의 상호 기술 접목 가능성의 불확실함.

  - 최근 CCS 기술이 상용화 규모의 이산화탄소를 처리할 수 있는 수준으로까지 발전하는데 20년이상이 걸릴 것으로 예상

  - 국제에너지기구는 2007년 보고서에서 IGCC는 가동 후 10년 내에 CCS와 결합돼야만 기존 석탄 화력발전소에 견줄 수 있는 경제성을 갖출 수 있을 것으로 분석

  -  CCS와의 결합 시기가IGCC의 경제성에 중요한 영향을 끼치므로, 가동 후 빠른 기간 내에 CCS가 결합되지 못할 것으로 예상되는 경우 발전 단가가 훨씬 높은 IGCC 플랜트를 건설하는 것은 경제적 타당성이 없다는 것이 국제에너지기구의 견해

 

□ 호주의 IGCC 기술개발 현황

 

 ○ 퀸즐랜드 주정부 소유 ZeroGen Pty Ltd.가 이 분야의 연구 및 상업화 계획을 주도하며 퀸즐랜드 주 정부 및 Shell로부터 다양한 지원을 받는 것으로 나타남.

 

 ○ 회사 연락처

  - 회사명 : ZeroGen Pty Ltd.

  - 주소 : P O Box 1633, Milton, QLD 4064, Australia

  - 전화 : 617 – 3335 7497

  - 팩스 : 617- 3368 2526

  - 이메일 : info@zerogen.com.au

  - Website : www.zerogen.com.au

 

 ○ 기술개발 및 상용화 진행현황

  - 세계 최초로 IGCC(석탄가스화 복합발전)설비와 CCS(탄소포집저장)를 결합한 530㎿급 상업용 발전소 건설을 추진 중

  - 세계최초의 상업용 IGCC 및 CCS(탄소포집 및 저장)설비

 

  1) IGCC 설비

  - 발전규모 : 총 530㎿ 규모

  - 발전소 위치 : 현재 사전 타당성 조사중으로 2010년 6월경 결정 예정

  - 공사스케줄 :

   • 사전 타당성조사완료 : 2010년

   • 타당성 검토 완료 : 2012년

   • 발전소 가동개시 : 2015년

   • 지하저장 암반관정공사 포함

  - 총 이산화탄소 배출량 중 90%까지 포집가능(정상가동 시)

 

  2) 포집설비

  - 발전규모 : 총 450~800㎿ 규모(기술개발 상황에 따라 발전용량 결정)

  - 위치 : 미정

  - 완공시기 : 2017년

  - 총 이산화탄소 배출량 중 90%까지 포집가능

 

 

 ○ 프로젝트 관련 협력회사 및 기관

  - 퀸즐랜즈 주 정부 : 석탄생산이 퀸즐랜드 주 경제에서 차지하는 바가 지대해 Zerogen을 설립해 주소유로 운영

   • IGCC에 다양한 지원제도 마련 중. 탄소배출량을 2050년까지 2000년도의 50%로 줄이겠다는 계획의 일환으로 청정석탄기술 개발 적극지원

  - 호주 석탄협회(ACALET) : 세계 최초로 Coal21이라는 석탄기금 조성. 10년에 걸쳐 10억달러 규모의 기금을 마련해 석탄청정기술개발 등에 지원

  - 미쓰비시 중공업 : Zerogen 프로젝트에 IGCC 및 CCS 기술 제공 및 플랜트 공급업체로 참여

   • 일본 Nakoso지역에 250㎿ 규모의 IGCC 발전소를 성공적으로 건설해 운영 중

   • 이미 충분한 기술적 검증을 받은 상태로 Zerogen 프로젝트의 리스크 부담을 덜어 줄 것으로 기대

 

□ 한국업체 진출가능성

 

 ○ Zerogen 프로젝트의 경우 미쓰비시상사가 주요 투자자로 참여하고 미쓰비시 중공업이 독점 설비 공급업체로 참여를 하게 돼 향후 이 시장에 대한 입지가 매우 강할 것으로 전망

 

 ○ 석탄화력발전이 전력공급의 주원인 우리나라의 실정 상 IGCC 및 CCS에 대한 기술개발 및 건설기술 확보도 매우 중요한 탄소배출저감 기술의 하나로 인식하고 2012년까지 충남 태안에 300㎿급 IGCC 플랜트를 완공하고 2년의 시운전을 거쳐 2014년부터 본격 가동할 계획

 

 ○ 미쓰비시 중공업과 마찬가지로 EPC 건설에 대한 기술과 경험이 풍부한 국내 플랜트 업체에는 호주에서 향후 발주될 IGCC와 CCS 플랜트에 대한 기술개발 및 건설에 대한 참여를 적극 검토할 필요가 있음.

 

 

자료원 : Zerogen, LG Business Insight 2008 8 20 42, KOTRA 시드니KBC 자체자료 종합