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CO2 회수형 고효율 석탄가스화 복합발전용 밀폐 사이클 가스터빈의 개발

전문가 제언: ○ 이 보고서는 CO2 회수형 고효율 석탄가스화 복합발전(IGCC) 시스템의 특징을 기술하고, 가스화 연료의 배기 순환과 O2 양론비 연소의 반밀폐 사이클 가스터빈에 관한 연소 특성과 연구개발 과제를 소개하였다. IGCC에 관한 연구는 최근의 고효율 가스터빈의 연료 다변화를 위해 상대적으로 풍부한 화석연료인 석탄의 합리적 이용 목적으로 이뤄지고 있다.

- 한편, 석탄의 세계 확인 채굴가능 매장량은 재래형 천연가스 혹은 원유 매장량의 약 2배에 달할 정도로 석탄이 다른 화석 연료보다 양이 풍부함에도 불구하고 환경이나 활용의 편의성 문제에 따른 어려움이 있어 이를 해결하기 위한 많은 연구가 이뤄지고 있다.

○ 일본의 CRIEPI(전력중앙연구소)는 밀폐 사이클 가스터빈을 활용하여 IGCC의 고효율화를 더욱 추진할 목적으로, ①CO2 회수 동력을 절감하는 Oxy-fuel IGCC, ②배기 순환에 의한 O2 양론비 연소 반밀폐 사이클 가스터빈을 이용하는 CO2 회수형 고효율 IGCC 등을 개발, 제안하고, 각 개발 요소에 대한 실현성을 평가, 검토하였다.

- CRIEPI가 제안한 CO2 회수형 고효율 IGCC와 밀폐 사이클 가스터빈은 우선 O2-CO2를 불어넣은 석탄가스화 연료를 O2로 양론비 연소시킨다. 그리고 CO2와 H2O를 주성분으로 하는 가스터빈 배기가스의 대부분을 연소기에 순환 공급하여 연소온도를 조정하는 폐쇄 루프를 구성한다. 나머지 가스터빈 배기가스는 ①할로겐, 수은, 물 등을 분리, 제거한 후, ②CO2를 분리해 그 일부를 가스화로에 보내는 석탄 이송용으로 사용, ③CO2 회수 동력을 절감하는 친환경 발전이 가능하다.

○ 앞으로 우리나라에 많이 건설될 화력발전 플랜트의 고효율화와 이에 따른 석탄의 활용 증대에 대비하기 위해 IGCC와 이에 따른 CO2 회수?응용 기술이 우리나라에서도 전력연구원 등을 중심으로 조속히 활발하게 연구되어야 할 것이다.

저자: HASEGAWA T.
자료유형: 학술정보