한전 전력연구원(원장 김동섭)과 한국동서발전(사장 김용진)은 화력발전소에서 배출되는 이산화탄소(CO2)를 별도의 포집 및 저장 단계 없이 산업적으로 유용한 중탄산나트륨 등 고부가 화합물로 바꿔 생산하는 ‘CO2 자원화 원천기술’을 확보해 온실가스 감축은 물론 부가가치 창출을 통한 에너지신산업 확산의 계기를 마련했다.
전력연구원과 동서발전이 공동으로 개발한 ‘중탄산나트륨 생산기술’은 발전소에서 배출되는 CO2와 소금물의 전기분해로부터 얻어지는 가성소다(NaOH)를 이용해 중탄산나트륨(NaHCO3), 수소(H2) 및 염소(Cl2) 등을 동시 생산할 수 있는 ‘CO2 자원화 기술’로 실험실 성능시험에서 90% 이상의 CO2 제거와 동시에 순도 98%의 중탄산나트륨을 일일 40kg 이상 시험 생산하는 데 성공했다.
특히 CO2와 가성소다의 접촉효율을 크게 증대시킨 새로운 탄산화 공정을 개발해 성능과 경제성을 대폭 개선했으며, 최신 분리막·전극기술을 적용함으로써 기존의 전기분해공정 대비 에너지 사용량을 25% 이상 절감했다.
아울러 향후 2017년까지 중탄산나트륨을 연간 700톤 생산할 수 있는 실증플랜트를 구축해 상용화를 위한 플랜트 기술을 확보할 예정이다. 이를 바탕으로 동서발전은 연간 7만 톤 규모의 중탄산나트륨 생산플랜트를 설치할 계획이며, 20년간 운영 시 중탄산나트륨 등 고부가 화합물의 판매를 통해 누적 수익 약 3,000억 원과 35만 톤 이상의 온실가스 저감이 예상된다.
전력연구원은 이번 ‘CO2 자원화 기술’ 개발을 계기로 발전소 및 제철·석유화학 공장 등에서 배출되는 CO2 배출 저감을 통해 우리나라의 온실가스 감축목표량 달성에 기여하는 것은 물론, 중탄산나트륨 등 다양한 고부가화합물의 생산을 통한 에너지신산업 창출의 계기로 적극 활용해나갈 계획이다.
한편 우리나라는 2015년 6월에 2030년까지 CO2 등 온실가스 배출량을 배출전망(BAU) 대비 37% 감축키로 결정했으며, 현재 발전부문의 온실가스 배출량이 우리나라 전체 배출량의 40%를 차지하고 있다.
이에 따라 한전은 발전소 온실가스 배출을 줄이기 위해 2000년 초반부터 전력연구원을 통해 석탄연소 전·후 CO2포집기술을 개발하고, 중부발전 보령화력본부와 남부발전 하동화력본부에서 세계 최대 규모인 10MW 습식 및 건식 CO2 포집 실증플랜트를 운영 중에 있다. 전력연구원이 독자개발한 CO2 습식흡수제는 에너지 소비율에서 세계 최고 수준의 성능을 확보하고 있다.
