한화, 미국서 ‘수소혼소 가스터빈 개조 사업’ 수주

[이데일리 박순엽 기자] 한화가 액화천연가스(LNG)와 수소를 함께 태워 전기를 생산할 수 있도록 기존 LNG 발전용 터빈을 개조하는 ‘수소혼소 가스터빈 개조 사업’ 수주에 성공했다.

한화는 미국 뉴저지주에 있는 린든 열병합발전소(Linden Cogeneration Plant)로부터 수소혼소 가스터빈 개조 사업을 수주했다고 1일 밝혔다. 이에 따라 해당 발전소에서 상업 가동 중인 172㎿급 가스터빈 1기를 개조해 내년까지 수소혼소 발전을 할 수 있도록 할 예정이다. 다만, 고객사와의 계약 조항 등으로 구체적인 수주 금액은 밝히지 않았다.

수소혼소 발전이란 LNG와 수소를 함께 태워(혼합연소) 발전하는 방식으로, 기존 LNG 발전소의 노후화된 가스터빈을 적은 비용으로 고쳐 사용하면서도 이산화탄소 발생을 줄일 수 있다. 이 때문에 탄소 배출이 전혀 없는 수소전소(100% 연소) 발전의 전 단계 역할을 할 것으로 평가된다.

특히, 한화는 이번에 개조하는 가스터빈에 수소혼소율 40%를 적용한다. 수소혼소율이란 혼합 연료에서 수소가 차지하는 부피 비율을 말하는데, 실제 상업발전에 수소혼소율 40%를 적용하는 건 이번이 세계 최초다. 수소혼소율을 높이면 발전 과정에서 배출되는 탄소량도 줄어들어 더욱 친환경적이다.

앞서 한화임팩트가 지난 6월 지분 100%를 인수한 미국의 PSM(Power Systems Mfg)과 네덜란드 토마센에너지는 2018년 사상 처음으로 상업가동 중인 가스터빈에 수소혼소 기술을 적용하기도 했다. 당시엔 123㎿급 가스터빈 발전기 3기에 수소혼소율 25%를 적용했다.

미국 린든 열병합발전소 전경 (사진=한화임팩트)

한화는 이번 수주에 질소산화물(NOx) 처리 기술도 접목한다. 질소산화물은 미세먼지·스모그·산성비의 원인이 되는 환경오염 물질이다. 한화의 최신 연소기(FlameSheet™)는 수소혼소를 적용하면서도 질소산화물 발생 수치를 9ppm 이하로 줄여 국내 대기환경 관련 규제(10ppm 이하)를 준수할 수 있게 한다.

또 인근 정유공장에서 발생하는 부생가스(ROG·Refinery Off Gas)도 연료로 사용할 수 있게 한다는 계획이다. 부생가스를 태우는 과정에서 환경오염 물질이 나와 문제가 됐으나 이번 사업을 통해 부생가스를 연료로 사용하게 되면서 연료비를 낮추면서 오염물질 배출도 최소화할 수 있게 된다.

아울러 허리케인 등 자연재해 발생에 대비해 3중 연료(천연가스·부생가스·초저유황 디젤유) 기술도 적용한다. 허리케인 등으로 정전이 잦은 북미 지역 특성을 고려해 액체연료도 사용할 수 있도록 맞춤 개조할 예정이다. 자연재해로 천연가스 공급이 중단되면 저장이 비교적 편리한 액체연료로도 발전할 수 있도록 한 셈이다.

한화는 수소혼소 기술을 노후화된 가스터빈 활용과 탄소배출 저감을 목표로 하는 발전소나 부생가스 처리에 어려움을 겪는 정유시설에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

한화 관계자는 “한화임팩트가 한국서부발전과 수소혼소율 최대 55%를 적용해 탄소배출량을 20% 이상 줄이는 실증사업을 진행 중”이라며 “2023년엔 서부발전 서인천발전본부 가스터빈 1기에 수소혼소 발전을 적용해 연간 이산화탄소 1600만t을 줄일 계획”이라고 설명했다.

수소혼소 발전의 주요부품인 FlameSheet 연소기 (사진=한화임팩트)