한전 전력연구원(원장 김태균)은 한국중부발전(사장 김호빈)과 공동으로 개발한 ‘CO2 포집기술(KoSol & KoSol Process)’을 국내 최대 규모 10MW급 습식 이산화탄소(CO2) 포집플랜트에 적용해 6월 상용운전에 착수했다.

‘KoSol’ 및 ‘KoSol Process’는 화력발전소, 제철소, 석유화학 및 시멘트산업 등의 대규모 온실가스 배출원으로부터 효율적으로 CO2를 제거할 수 있는 습식 흡수제와 이를 이용한 포집 공정이다.
     
한전 전력연구원에서 개발한 ‘습식 CO2 포집기술’은 중부발전 보령화력본부에 설치한 국내 최대 규모 10MW(하루 200톤 CO2 생산용량) 습식 CO2 포집플랜트에 적용해 운영 중이다. 2020년 11월 10,000시간 장기 연속운전에 성공함으로써 MW급 이상 규모에서 성능을 입증한 국내 유일의 기술이다. 올해 5월까지 국내 최초로 총 15,000시간의 연속운전을 달성한 후 포집 CO2의 산업체(드라이아이스, 농업, 반도체 등) 및 CO2 전환기술 활용을 위한 상용운전을 시작했다. 

장기 연속운전 기간 중 ‘KoSol & KoSol Process’는 2.2~2.3GJ/ton-CO2의 낮은 에너지 소비량을 보이며, 99.9% 이상의 순도(드라이아이스, 식음료, 농업용 등 활용)로 일일 190톤의 CO2를 안정적으로 포집했다. 그리고 상용흡수제(Mono Ethanol Amine) 대비 에너지 소비율 43%, 흡수제 손실량 80%, 열화도 60% 및 부식도 90% 감소 등 경제성과 내구성이 강화된 세계 최고 수준의 성능을 보여주고 있다. 

최근 산성촉매 코팅기술을 포집공정에 적용해 10~12% 에너지사용량 저감이 가능함을 BSU(Bench Scale Unit)에서 확인했고, 이 구조체 산성촉매를 실증 CO2 포집설비에 적용 시 에너지소모량을 2.0GJ/ton-CO2 이하로 낮출 수 있을 것으로 기대되고 있다.
    
전력연구원에서 개발한 습식 CO2 포집기술은 2011년 올해의 녹색기술 선정을 기점으로 꾸준한 연구개발을 통한 우수한 성과를 인정받아 작년 6월에는 국내 CCS(이산화탄소 포집 및 저장, Carbon Capture and Storage) 분야 최초로 ‘저에너지소비형 고성능 습식 이산화탄소 흡수제(KoSol)’와 ‘한전 연소후 습식아민 이산화탄소 포집공정(KoSol Process)’이 산업부 첨단기술에 선정됐다.

첨단기술은 산업발전법 제 5조에 의거해 중·장기 산업발전 전망에 따라 산업기술 고도화에 기여하고, 신규 수요 및 부가가치 창출 효과가 큰 기술을 인증하는 제도로 산업통상자원부에서 선정·고시한다.

이번 상용운전 착수를 통해 전력연구원과 중부발전은 2050 탄소중립 핵심기술인 CO2 포집기술의 기술 신뢰성 확보는 물론 국내·외 사업화 추진을 가속화할 예정이다. 현재 화력발전소는 물론 제철소, 시멘트, 석유화학, 소각로 등 다양한 산업에 적용을 추진하고 있다. 또한 공동연구를 통해 지속적인 습식 CO2 포집기술 성능 향상과 150MW급 대규모 이산화탄소 포집 플랜트 설계를 올해 11월에 완료할 예정이다. 

전력연구원 관계자는 “기술력을 바탕으로 CO2 활용분야의 부가가치 창출을 촉진하고 나아가 국가 대규모 탄소포집저장(CCS) 통합실증사업(연간 100∼300만 톤의 CO2 감축)에 이 기술의 적용을 적극 추진할 계획”이라며 “2030년 국가 온실가스감축 목표 달성에 중추적 역할을 담당할 것으로 기대한다”고 밝혔다.