한전 전력연구원(원장 김동섭)은 저등급 석탄 대비 30% 이상의 고열량을 지닌 ‘페코크’를 발전용 연료로 활용키 위한 연구개발에 착수했다.
우리나라는 연간 약 1억 톤에 달하는 석탄을 발전용 연료로 수입하고 있으며, 연료비용 절감을 위해 석탄 수입의 50%가 저급탄이다. 저열량의 저급탄을 사용할 경우, 발전 효율감소 및 설비 영향 등의 문제가 발생하기 때문에 경제적인 고열량의 에너지자원 확보가 필요한 상황이다.
반면 ‘페코크(Petcokes, Petroleum Cokes)’는 중질유 열분해 공정에서 남는 부산물로서 열량이 매우 높고 가격이 저렴해 이를 발전용 연료로 활용한다면 석탄을 대체하는 것이 가능하다. 페코크는 열량 8,500kcal/kg 이상, 회분 및 수분 5% 미만으로 전세계 생산량은 연간 1.5억 톤 정도다.
전력연구원은 고유황 페코크를 최적으로 연소하는 기술을 개발하고, 연소 시 다량으로 배출되는 연소 부산물의 자원화를 위한 핵심 요소기술인 ▲고유황의 페코크를 연료화하는 연료화 기술 ▲페코크 연소 시 다량 발생되는 황산화물을 제거하는 산 회수기술 ▲회수된 산을 활용해 페코크 혼소회를 청정한 석탄회로 처리하는 청정 페코크 혼소회 생산 공정 등을 2019년까지 확보할 계획이다.
특히 전력연구원이 보유하고 있는 실제 발전소 모사가 가능한 대용량 시험연소로 설비를 활용해 석탄과 페코크의 다양한 혼합비율에 따른 연소시험을 수행하고 연소의 최적 비율을 확보할 계획이다. 또한 연소가스로부터 나오는 황산화물과 질소산화물 등 오염물질을 황산이나 질산 등 부가가치가 높은 물질로 생산해 오염물질 배출 저감뿐만 아니라 자원화에 따른 자원순환 체계를 구축할 계획이다.
이 원천기술은 국내 최초로 대용량 석탄화력발전소에 페코크를 직접 연료로 적용할 수 있는 기술로 에너지비용 절감과 석탄 대체자원 확보가 가능하고, 국가적 에너지수급 전략에 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
전력연구원 관계자는 “향후 관련기술의 성공적인 현장 적용으로 국내 석탄발전소 석탄사용량의 약 10% 정도를 대체할 경우 연간 약 5,000억 원 이상의 연료 도입비용 절감이 기대된다”고 밝혔다.
