경쟁사 대비 높은 암모니아 혼소율로 탄소 배출량 저감시켜 탄소중립에 기여
두산에너빌리티가 탄소중립에 기여할 암모니아 혼소(혼합 연소) 기술개발에 박차를 가하고 있다.
두산에너빌리티는 지난 11월 9일부터 11일까지 휘닉스 제주에서 한국연소학회(학회장 권오채 성균관대 교수) 주최로 열린 ‘2023년도 한국연소학회 추계학술대회’에 참가해 암모니아 혼소 관련 논문을 발표했다.
이번 추계학술대회에서 두산에너빌리티 터보기계기술개발팀 조상필 수석은 ‘USC급 보일러 암모니아 혼소 실증’ 세션에서 ‘암모니아-미분탄(Pulverized Coal) 혼소 버너 개발’ 관련 논문을 발표했다.
‘USC(Ultra Super Critical, 초초임계압)’은 터빈에 유입되는 증기의 압력이 246㎏/㎠ 이상이고, 증기온도가 593°C 이상인 발전소를 말한다. 증기의 압력과 온도가 높을수록 발전 효율이 높아져 연료 소비를 줄일 수 있는 친환경 고효율 발전 기술이다.
조 수석은 발표를 통해 “두산에너빌리티는 지난 9월 암모니아 30% 혼소가 가능한 버너 성능시험에 성공했고, 이는 암모니아 혼소 발전 분야에 먼저 뛰어든 해외 경쟁사가 추진 중인 수치(20%)보다 앞선다”며 “암모니아 비율을 30%까지 늘리면 미분탄 전소 대비 탄소 배출량을 30% 정도 저감할 수 있어 탄소중립에 기여도가 더 높다”고 밝혔다.
질소와 수소로 구성된 암모니아는 연소 시 탄소를 배출하지 않는 에너지원이며, 암모니아 혼소 발전은 암모니아와 기존 연료를 함께 연소해 탄소 배출량을 저감시켜 준다. 암모니아 혼소 보일러의 핵심은 연료를 연소시키는 버너(Burner)다.
또한 조 수석은 “암모니아 연소에서 고려해야 할 중요한 점은 질소산화물(NOx) 배출을 최소화하는 것”이라며 “두산에너빌리티에서 개발한 버너는 암모니아 30% 혼소에서도 질소산화물 110ppmv(부피 기준 공기 100만개 중 질소산화물 110개를 의미) 이하를 유지하며, 이는 경쟁사의 암모니아 20% 혼소 시 160ppmv 대비 높은 기술적 차이를 보여준다”고 밝혔다.
두산에너빌리티는 국내 산학연과 협력해 ‘USC급 미분탄 보일러 암모니아 20% 혼소 기술개발 및 실증 국책과제’를 수행 중이며, 오는 2027년까지 1,000MW급 USC 신보령발전소에 암모니아 혼소 기술을 적용할 예정이다.
