[르포]한화, 美 수소혼소 가스터빈 개조사업 수주…세계 최초 혼소율 40% 적용

지난 30일 한화임팩트와 함께 방문한 한국서부발전 평택발전본부 입구 전경. 한화임팩트는 한국서부발전과 협약을 맺고 가스터빈을 수소 가스터빈으로 전환하는 등의 수소 혼소 발전 실증사업을 진행중이다. /사진 = 임초롱 기자 @twinkle

비가 내렸던 지난 30일 방문한 한국서부발전의 평택발전본부. 한화임팩트가 미래먹거리 사업 중 하나로 점 찍은 가스터빈을 만나볼 수 있었다. 코끝에는 비 때문인지 모를 공장 특유의 습한 기운이 매달렸다.

발전소 자체가 국가중요시설로 분류되는 탓에 보안은 역시나 삼엄했다. 사전 방문허가 신청에 이어 당일 현장에서 신분증을 맡기고 휴대폰 카메라 렌즈에 촬영을 금한다는 스티커를 부착한 뒤 방문한 평택발전본부에서는 일부 제한된 모습이긴 했지만 길이만 무려 28m에 이르는 가스터빈의 실물을 육안으로 확인할 수 있었다. 외부인의 전체 공장 견학은 국가보안규정 자체에 위배되기 때문이다.

한화임팩트는 노후화로 가동이 멈춘 80㎿급 평택1복합 발전소 가스터빈 2호기를 한국서부발전 평택발전소에서 자사 대산 공장으로 옮겨 수소 혼소 실증 사업을 추진할 예정이다. 이미 평택1복합 발전소 가스터빈 2호기에 대해 최근 해체 작업에 돌입했고, 연말께 가스터빈을 한화임팩트 대산 공장 부지로 옮긴다.

지난 30일 한국서부발전 평택발전본부에서 현장 관계자가 가스터빈 앞에서 출입기자들에게 수소 혼소사업과의 연관성을 설명하고 있다. /제공 = 한화임팩트

이날 한화임팩트는 국내 언론에 처음으로 미국의 린든 가스발전소로부터 수소혼소 가스터빈 개조사업을 수주했다는 소식을 알렸다. 세계 최초로 2022년까지 상업가동 중인 천연가스 가스터빈에 수소혼소율 40%를 적용한다. 172㎿급 가스터빈 1기에 종전보다 높은 수소혼소율을 적용하는 것이다. 이번 사업의 구체적인 수주액은 밝히지 않았으나 수백억원 규모인 것으로 알려졌다.

기존 상업가동 중인 수소혼소 가스터빈은 네덜란드 남부지역 발전소에 수소혼소율 25%를 적용한 것으로 첫번째 수소혼소 상업발전 사례였다. 미국의 PSM사와 네덜란드 토마센 에너지가 수행했는데, 두 회사 모두 한화임팩트가 올해 지분 100%를 인수했다.

이번 가스터빈 개조사업 수주는 한화임팩트가 액화천연가스(LNG) 가스터빈을 수소 가스터빈으로 전환하는 원천기술을 확보한 데 따른 것이다. 앞서 한화임팩트는 지난 3월 한국서부발전과 협약을 맺고 국내 최초로 수소혼소 발전 프로젝트에 착수했다. 해당 실증 설비를 수소 100%까지 전소가 가능하도록 개조해 이산화탄소를 일체 발생시키지 않는 친환경 설비 전환을 목표로 연구개발 중이다. 탄소배출량을 최대 20% 이상 저감하는 실증사업이다. 2023년에는 서부발전 서인천발전본부 가스터빈 1기에 수소혼소 발전을 적용해 연간 이산화탄소 1600만톤을 저감한다는 계획이다. 또 탄소중립을 2050년에서 2047년으로 3년 단축을 목표로 하고 탄소중립사회 구현에 앞장선다는 방침이다.

미국 린든 가스발전소(Linden Cogeneration Plant) 전경. /제공 = 한화임팩트

린든 가스발전소 가스터빈 개조사업은 인근 정유공장에서 발생하는 부생가스도 연료로 사용할 수 있게 했다. 부생가스는 태워버릴 경우 환경오
염 물질을 배출해 문제가 됐으나 이번 사업에서 부생가스를 연료로 사용해 연료비를 현저히 낮추면서도 오염물질 배출을 최소화했다. 환경오염 문제를 해결하면서 연료비를 낮춰 일거양득의 효과가 있다.

북미지역의 허리케인 등 자연재해 발생이 잦은 점에도 대비해 3중 연료(천연가스·부생가스·초저유황 디젤유) 기술도 적용했다. 자연재해로 정전이 잦은 북미 지역 특성을 고려해 액체연료도 사용 가능하도록 맞춤 개조한다. 자연재해로 천연가스 공급이 중단될 경우 저장이 용이한 액체연료로도 발전이 가능하도록 한 셈이다. 이번 수주에 적용된 질소산화물 처리기술도 발생량 9ppm 이하로 맞춘 한화의 최신 기술 FlameSheet™이 적용됐다. 국내에선 대기환경과 관련해 질소산화물 발생을 10ppm 이하로 규제하고 있다.

송용선 한화임팩트 수소개발사업담당 상무는 “한화의 수소혼소 기술은 노후화된 가스터빈 활용과 탄소배출 저감을 놓고 고민 중인 다른 발전소에도 적용 가능할 것”이라며 “특히 부생가스 처리에 어려움을 겪고 있는 정유시설에 추가 적용이 기대된다”고 말했다.

한국서부발전 평택발전본부 가스터빈과 그 앞에 설치된 모형도. /제공 = 한화임팩트