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CO2 제거 기술이 IGCC 플랜트 성능 및 비용에 미치는 영향

전문가 제언: ○ CO2 분리 및 포획은 CO2 대량 배출원인 석탄 발전소에 가장 적합한 기술로서 지구 전체로 볼 때 화석연료 발전소는 전체 CO2 배출량의 1/3을 차지함으로써 발전소에서 배출되는 CO2가 포획 및 저장(CCS)을 위한 일차 목표가 되고 있다.

○ 그동안 가스화 기술은 석탄, 중질유 등을 가스로 전환하여 합성가스를 생산하여, 화학 공업 원료, 암모니아, 메탄올, 경유 등을 생산하는 데 이용되어 왔으나, 최근 몇 년 동안 전력 산업 분야에서 대형 가스터빈의 개발에 힘입어 증기터빈과 가스터빈을 연계한 복합 사이클 발전을 시도함으로써 보다 높은 효율의 청정 상태에서 전력을 생산할 수 있게 되었다.

○ 가스터빈의 큰 단점의 하나는 천연가스, 경유, 또는 LPG 등의 청정 연료만을 사용할 수 있고, 고체 석탄 또는 중질유 등은 직접 연소하여 사용할 수 없는 점이다. 가스화 기술은 고체 연료를 가스화 및 정제함으로써 가스터빈에 사용할 수 있게 하는 가교 역할을 하고 있다.

○ 가스화 복합 발전(IGCC) 기술은 고체인 석탄과 중질유를 가스로 전환하고, 생성된 합성가스를 정제하여, 합성가스 중의 CO를 수성가스 전환(WGS) 반응에 의해 H2 및 CO2로 전환한다. 정제 과정에서 합성가스는 CO2와 분리한 후 CO2는 포획하고 CO 또는 H2은 가스터빈 연료로 사용된다. 열 회수 증기 발생기(HRSG)에서 고압 증기를 회수하여 증기 터빈을 구동함으로써 추가로 전력을 생산하는 복합사이클 발전을 하게 된다.

○ 본 논문에 의하면 CCS 설비를 갖춘 IGCC 발전소는 보다 높은 성능과 비용을 절감할 수 있는 것으로 분석하고 있다. 현재 우리나라는 파일럿 플랜트의 시험 단계를 넘어 한국전력에서 300㎿ 시범 IGCC 플랜트를 건설 중이므로 본 논문에서 제시한 각종 불확실한 요소 및 추정 데이터를 검토함으로써 향후 예상되는 제반 문제점을 사전에 제거할 수 있을 것으로 본다.

저자: Chao Chen, Edward S.Rubin
자료유형: 학술정보