전 세계는 지금 기후변화 문제를 해결하기 위한 각종 기술개발에 총력을 기울이고 있다. 전력분야도 예외는 아니다.
교토의정서 채택이후 열기를 더한 온실가스 감축 노력은 이제 국가 간 전쟁을 방불케 할 만큼 치열하다. 이러한 가운데 기존 화석연료를 활용한 친환경 발전방식인 석탄가스화복합발전(IGCC; Integrated Gasification Combined Cycle)에 대한 관심이 높아지고 있어 향후 성장 가능성에 귀추가 주목되고 있다.
석탄 자체를 태워 발생하는 열로 증기를 만들고 그 압력으로 스팀터빈을 돌리는 기존 석탄화력발전과 달리 IGCC는 석탄에 외부 반응을 일으켜 발생하는 가스를 연료로 사용하는 발전방식이다. 고체연료인 석탄을 가스로 둔갑시키는 셈이다. 화석연료를 직접 사용하지 않기 때문에 국내에서는 신재생에너지로 분류돼 신재생에너지공급인증서(REC) 가중치 0.25도 주어진다.
IGCC는 고온·고압 상태에서 석탄을 산소·수증기와 반응시켜 일산화탄소(CO)와 수소(H2)가 주성분인 합성가스를 생산하고, 이를 연료로 가스터빈과 스팀터빈을 구동하는 신개념 복합발전 기술이다. 탄소 덩어리인 석탄을 합성가스로 바꾸는 가스화기가 주 핵심설비다.
IGCC가 주목받는 이유는 인류가 사용하는 자원 중 가장 부존량이 많은 석탄을 사용하면서 고효율·친환경 발전을 구현하는 동시에 발전단가를 낮출 수 있는 요소가 충분하기 때문이다.
현재 IGCC의 순 발전효율은 대략 42% 수준으로 기존 석탄화력발전 효율인 38% 내외보다 높다. 그만큼 동일한 전력을 생산한다고 가정했을 때 오염물질 배출이 적을 수밖에 없다. 설비용량을 키우고 고성능 가스터빈이 개발될 경우 50% 수준까지 효율을 끌어올릴 수 있다고 하니 매력적인 발전기술인 건 분명하다.
또 환경오염 물질인 황산화물, 질소산화물, 먼지 배출량도 LNG발전 수준과 비슷할 만큼 환경 친화적이고, 기존 석탄화력발전 대비 냉각수 사용량을 20~40% 가량 줄일 수 있는 장점도 있다.
특히 이산화탄소 포집설비와 연계 시 저렴한 비용으로 이산화탄소를 제거할 수 있어 발전단가를 15% 정도 줄일 수 있다는 점은 눈에 띄는 부분이다. 이산화탄소 배출이 국가 간 문제로 번지고 있는 요즘 이를 제거하는 비용을 포함할 경우 IGCC의 성장 가능성은 매우 높을 것으로 판단된다.
현재 IGCC는 미국, 네덜란드, 일본 등에서 7개 실증플랜트만 운영될 만큼 상용화 초기단계로, 향후 시장 선점을 위해서는 원천기술을 비롯한 연계기술 확보가 무엇보다 중요하다. 쉘, GE, 우데, 미쓰비시중공업 등 해외 특정 선진 업체만 원천기술을 보유하고 있어 우리나라가 새로운 시장을 개척할 수 있다는 점에서 좋은 기회로 보여진다.
우리나라에서는 서부발전이 두산중공업과 함께 태안 IGCC 실증플랜트 사업을 국내 최초로 진행하고 있고, 포스코건설이 경남 남해군에 IGCC 플랜트 건설을 제안한 상태다. 380MW 규모로 건설 중인 태안 IGCC 실증플랜트는 내년 말이면 준공된다고 한다.
한국형 IGCC 표준모델 완성으로 우리나라 전력기술이 또 한 번 세계를 놀라게 하는 순간을 기대해 본다.
월간저널 Electric Power 회장 고인석
