에너지연, 바이오매스와 저급탄을 결합한 하이브리드석탄 개발

석탄 고품위화 시장에서 세계 최초, 최고의 그린에너지 기술로 인정

▲ 하이브리드석탄의 개념도

  최근 중국과 인도의 경제성장에 의한 석탄 수요의 증가와 후쿠시마 원전 사고 이후 일본과 독일 등 선진국을 중심으로 원전 가동이 원점에서 재검토되고 있는 가운데 원자력을 대체하며 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 감소시키는 친환경 고품위 석탄 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

  한국에너지기술연구원(이기우 원장)은 수분으로 채워져 있던 친수성의 석탄 기공을 사탕수수, 당밀, 글리세롤과 같은 친수성의 바이오매스로 대체한 “하이브리드석탄”을 개발했다.

  최영찬 박사 연구팀이 개발한 “하이브리드석탄”은 수분이 차있던 저급탄의 수분을 제거하고 그 기공 내로 바이오액(사탕수수, 당밀, 글리세롤 등)을 확산, 건조(또는 저온 탄화)시켜 결합한 two-in-one 연료다. 이 연료는 제조공정이 간단하며 적은 에너지로 저급탄을 친환경 고품위 연료로 전환시킬 수 있는 기술로 실제 발전소에서 이용할 경우 막대한 에너지효율 증가 및 CO2 감축 효과가 기대된다.

  미분탄 화력발전소에서 500MW를 발전하기 위해서는 인도네시아 저급탄을 기준으로 약 296ton/hr의 연료공급이 필요하나, “하이브리드석탄”을 사용할 경우에는 약 197ton/hr의 연료공급이 필요한 것으로 나타나 보일러 효율 향상뿐 아니라 CO2 발생량을 30% 이상 줄일 수 있다.

  우리나라의 경우 미분탄 화력발전소에서 연간 약 3천만톤의 저급탄을 사용한다.

  연구책임자인 최영찬 박사는 “바이오매스-저급탄을 이용한 하이브리드석탄 제조 기술은 석탄 고품위화 시장에서 세계 최초, 최고의 그린에너지 기술”이라며 “현재 우리나라가 원천기술을 확보하고 있는 만큼 국내 상용화 및 인도네시아, 몽골, 르완다로의 기술 수출을 목표로 하고 있다”고 밝혔다.

▲ “하이브리드석탄”의 개발 흐름도

  하이브리드석탄 제조 기술은 우리나라가 원천기술을 확보하고 있으므로 고급탄의 가격상승과 수급 불안정에 따른 해외 저급탄의 안정적 확보가 가능하다. 또한 기존 저급탄에 비해 수송비를 절감하고 저장성을 향상시켜 경제적 효과를 가져올 뿐 아니라 이산화탄소 배출을 획기적으로 줄여 환경적인 효과까지 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 선진기술 이전을 통한 전략적 자원외교 실현까지도 가능할 것으로 기대된다.

  이 기술은 산업통상자원부 에너지자원기술개발 사업의 일환으로 2012년 10월부터 2015년 9월까지 3년간 한국에너지기술평가원의 지원하에 총예산 26.5억원으로 진행된 사업의 연구결과이며, 2013년 6월 ㈜메탈켓코리아로의 기술이전 및 2014년 2월 중부발전과 “하이브리드 석탄 융합기술 협력”에 관한 MOU 체결 등을 통해 상용화단계로 접어들고 있다. 

대전 = PE NEWS  황병국 기자