김숙철 한전 전력연구원장, “발전사 및 가스터빈 제작사·중소기업 기술공유의 네트워크 만들 것”
김숙철 한전 전력연구원장, “발전사 및 가스터빈 제작사·중소기업 기술공유의 네트워크 만들 것”
  • 이재용 기자
  • 승인 2019.06.05 16:30
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가스터빈 개발상 난제··· 기업간 협력 네트워크로 해결
성과공유·상호협력 통한 글로벌 가스터빈 개발에 최선
김숙철 한국전력 전력연구원장.
김숙철 한국전력 전력연구원장.

[일렉트릭파워 이재용 기자] 정부의 에너지전환 추진으로 LNG 발전비중이 확대되는 추세다. 향후 LNG 발전의 신규 건립·확대를 대비해 핵심 기술인 가스터빈의 연구개발이 필요한 때다.

김숙철 한국전력 전력연구원장은 “가스터빈을 개발하기 위해선 고온을 버텨야 하는 터빈 블레이드의 소재 개발, 회전하면서 발생하는 진동문제, 가스의 연소불안정 문제 등 극복해야 하는 여러 난제들을 해결해야 한다”며 “이런 개발상의 난제는 국내 기업 간의 협력 네트워크 구성을 통해 해결될 수 있다”고 설명했다.

한전 전력연구원은 6월 4~5일 양일간 대전 전력연구원에서 ‘2019 KEPCO 가스터빈 컨퍼런스’를 개최했다. 올해는 산학연 관계자 300여 명이 참석한 대규모 행사로 다른 해와는 크게 차별화를 뒀다.

컨퍼런스를 통해 전력연구원은 국외 메이저 가스터빈 제작사와 기술공유는 물론 국내 중소기업을 위한 연구개발 지원 및 학계와 연구계가 참여하는 연구협력 네트워크를 구축한다는 취지다.

전력연구원, 가스터빈 핵심기술 및 인프라 보유
한전 전력연구원은 가스터빈 관련 핵심기술을 다수 보유하고 있다. 가스터빈은 고온에서 버틸 수 있는 주요부품들에 대한 관리가 필수적인데 전력연구원은 가스터빈 주요 부품 성능감시 및 고장 예측기술을 보유하고 있다.

또 가스터빈 개발 과정에서 필요한 가스터빈 블레이드 시험 평가 및 수명 예측 등 신뢰성 평가 기술도 보유하고 있다. 특히 가스터빈 고온부품 성능검증 인프라는 국내에서 유일하게 전력연구원이 보유하고 있으며 이외에도 가스터빈 블레이드의 고온고속회전, 열피로 시험 설비를 구축하고 이를 활용한 발전사 대상 기술지원도 활발하게 진행하고 있다.

김숙철 전력연구원장은 “소재뿐만 아니라 가스터빈 연소 분야에서도 다양한 실험설비과 계측기술을 갖고 있다”며 “최근 떠오르고 있는 수소를 활용한 에너지기술에 대응해 수소 및 다양한 연료 변화에 적합한 연소기 기본 설계 기술을 비롯해 천연가스 및 저발열량 연료 연소시험 인프라도 보유하고 있다”고 설명했다.

올해 개최된 컨퍼런스에는 국내 굴지의 가스터빈 제작사인 두산중공업와 글로벌 가스터빈 제작사인 미국 GE, 독일 지멘스, 일본 미쓰비시가 참석해 가스터빈 분야 신기술과 향후 연구방향에 대한 패널토론이 진행됐다.

또한 국내 가스터빈 고온부품 관련해 국산화 기술을 보유한 로스트왁스 외 10여개 업체가 전시부스를 운영하면서 상호간 기술공유를 진행, 보유 기술을 개선하는 방안에 대한 논의도 진행됐다.

김숙철 원장은 “친환경 에너지 정책에 따라 가스터빈의 연구개발의 방향도 오염물질배출 저감에 초점을 맞춰 진행돼야 한다”며 “올해 컨퍼런스는 가스터빈의 오염물질 배출 저감방안과 동시에 고효율을 달성하기 위한 방안에 대한 패널토론도 병행했다”며 “전력연구원은 행사를 통해 국내 가스터빈 제작사와 중소기업의 어려움을 청취하고 전력연구원이 보유한 가스터빈 설비사고 및 부품손상에 대해 참석자들과 현안해결을 공유하고자 한다”고 말했다.

기술성과 공유와 상호협력으로 가스터빈 개발
전력연구원에서 ‘05~’10년간 진행된 가스터빈 버켓 및 노즐개발 과제는 한전KPS와 국내 가스터빈 관련 중소기업인 한국로스트왁스와 같이 수행돼 가스터빈 부품 제조 요소기술에 대한 자립기반을 확립했다.

연구 과제를 통해 습득한 기술은 국산 대형가스터빈 개발 및 항공용 블레이드, 가스터빈용 부품제작에 활용되는 성과를 거둘 수 있었다.
또 ‘09~’15년간 진행된 가스터빈 블레이드·베인 국산화 기술개발 과제를 통해 가스터빈 1,2단 블레이드에 대한 상용화 기술을 개발했고 블레이드·베인 품질평가기술을 개발해 대형가스터빈 개발을 위한 발판을 마련했다. 특히 과제를 통해 개발된 일방향 블레이드는 이란에 수출해 신뢰성을 검증받았다.

김숙철 전력연구원장은 “국내 발전사와 대학교, 정부출연연구소, 중소기업과 같이 가스터빈 핵심기술에 대한 개발을 추진 중이며, 최근에는 한화와 발전사가 참여하는 초임계 CO2 가스터빈 연구를 수행하고 있다”며 “초임계 CO2 가스터빈은 기존 가스터빈 대비 23%의 CO2 저감효과가 있으며, 미세먼지 배출도 낮고 반면에 효율은 증가돼 친환경 가스터빈 기술로 향후 각광받을 것으로 예상된다”고 설명했다.

전력연구원은 발전사를 대상으로 설계 불량에 대한 기술지원과 정비를 지원해 국내 가스터빈 생태계를 활성화시키는 데 주도적 역할을 하고 있다. 신재생에너지 확대에 따라 태양광, 풍력의 비중이 늘어나고 가스터빈 역할도 크게 달라지고 있다.

전력연구원은 가스터빈 주요부품 핵심기술 및 분산전원 확대에 따른 전력운영시스템에 대한 선진기술도 다수 보유하고 있어 가스터빈의 개발 뿐만 아니라 운영시스템 개발에도 효과적으로 대응할 수 있다.

김숙철 전력연구원장은 “향후 전력연구원은 국내 발전사와 산학연 연구 협력 네트워크를 공고히 해 기술성과를 공유하고 상호협력을 통해 글로벌 시장에서 인정받는 가스터빈 개발을 이끌어 나가겠다”고 다짐했다.



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