[뉴스포커스]석탄가스화복합발전(IGCC)

발행일 : 2011-05-17 18:51 지면 : 2011-05-18 19면

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　그칠 줄 모르는 에너지 가격의 고공행진, 여기에 일본 후쿠시마 원전 사태로 비롯된 원전 불안감 등 국제 에너지 상황이 위기로 몰리면서 최근 석탄자원에 대한 관심이 높아지고 있다. 세계 에너지 업계가 발전단가가 낮고 부존량이 풍부한 석탄의 효율적 활용에 눈을 돌리고 있는 것, 이와 함께 신개념 석탄화력 발전인 ‘석탄가스화복합발전(IGCC)’ 도입 요구도 점차 높아져가고 있다.

　IGCC는 석탄을 고온·고압 상태에서 가스화해 일산화탄소 및 수소가 주성분인 가스를 제조·정제한 후 가스터빈을 구동하고 가스화기 및 가스터빈의 배기가스열로 증기터빈을 구동하는 미래 친환경 기술이다. 발전효율이 높고 탄소저감 효과가 있으며 기존 화력발전 시장에서는 사용하지 않는 ㎏당 3800㎈의 저효율탄도 사용할 수 있는 장점이 있어 발전업계가 주목하고 있는 기술이다.

　친환경성·고효율·합성가스의 다양한 응용분야 등의 장점으로 IGCC는 지속적인 확대가 예상되는 시장이다. 특히 온실가스 규제 현실화 및 탄소포집저장 기술의 상업화 시점, 노후 석탄발전 설비 대체 수요를 고려하면 2020년을 기점으로 관련 기술이 급격히 성장해 2030년경에는 약 250GW(약 8300억달러)의 거대 시장을 형성할 것으로 발전업계는 보고 있다.

　◇글로벌 IGCC 시장, 이미 기술경쟁 돌입=IGCC 발전소 시장은 미국·유럽·일본 등 주요 선진국들을 중심으로 초기시장을 형성하고 있지만 관련 기술만큼은 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 이미 석탄가스화 공정 원천기술은 400여개가 난립하고 있는 상태며 이중 80%를 GE와 셸이 양분하고 있다. 가스터빈 분야는 GE·지멘스·엠에이치아이(MHI) 등이 시장 리더 자리를 공고히 하고 있다. 최근에는 중소규모의 가스화공정 기술회사들도 상업용 시장에 속속 신규 진입하고 있는 상황이다.

　미국은 고효율·저건설단가 달성을 위해 혁신기술 개발 및 탄소포집저장(CCS) 적용에 역점을 두고 사업을 추진 중이다. 유럽은 석탄과 바이오의 혼합형 연료를 적용한 하이브리드 IGCC 기술개발을 성공적으로 진행하고 있다. 일본은 자체 고유 가스화기술 개발을 통해 해외시장 진출을 목표로 250㎿ 실증플랜트를 건설, 운전 중이다. 중국은 화학연료 제조에 사용하던 가스화기술을 실증하는 단계로 지난해부터 톈진에 250㎿급 IGCC 플랜트 건설을 진행하고 있다.

　◇시장은 초기단계 다국적기업과 경쟁할 기회 충분=기술 분야에서는 이미 글로벌 대기업들이 과점시장을 형성하고 있지만 시장형성은 아직 초기단계로 기술 M&A 등을 잘 활용해 원천기술을 확보한다면 국내 업체로서도 경쟁 가능성은 충분하다. 실제로 한국전력은 지난달 14일 가스화공정과 합성천연가스(SNG) 원천기술을 확보한 독일 우데와 IGCC 조인트벤처 설립 계약을 맺은바 있다.

　국내에서는 태안 IGCC 실증플랜트를 시작으로 2020년까지 3기의 석탄 IGCC, 2기의 SNG 플랜트 건설이 예정돼 있다. 시장 규모는 5조~7조원 정도다. 실증플랜트인 300㎿급 태안 IGCC(2015년 완공)는 올해 가을 착공에 들어가며 이를 토대로 핵심설비와 기자재 및 공정 설계 국산화를 추진할 계획이다. 관련 운영기술은 추가로 건설될 IGCC 2호기(2017년 완공)·3호기(2019년 완공)에 레퍼런스로 활용할 예정이다.

　국내 발전업계는 올해를 IGCC 성장 원년으로 삼겠다는 전략이다. 지난 6일에는 이를 위해 한국전력과 발전 5개사, 한전KPS·한국전력기술 사장단이 한 자리에 모여 ‘IGCC 컨소시엄’을 구성하기도 했다.

　본격적인 IGCC 행보의 첫 단추가 된 컨소시엄 구성 행사에서 업체들은 관련 핵심기술 확보 및 도입에 적극적으로 협력하고 미래 시장 경쟁의 주도권을 확보하자는 데 합의했다.

　◇화력발전 교체시장 대응 위한 표준모델 확보=글로벌 발전업계는 IGCC를 노후한 화력발전설비 대체시장의 최적 솔루션으로 보고 있다. 특히 미국·일본·호주·중국 등은 거의 모든 IGCC 관련 프로젝트에 CCS 기술 적용을 추진하면서 친환경성 강화를 핵심 이슈로 끌어내고 있다.

　국내에서도 환경규제 시장을 대비해 태안 IGCC 실증플랜트를 통해 IGCC+CCS 연계기술 개발을 추진하고 있다. 또한 종합설계·제작·건설·운영 등 상용화 기술개발에 주력해 한국형 IGCC 표준모델을 마련하고 2015년 이후 시장에 진입한다는 계획이다. 당장 내년부터는 신규 화력발전 설비에 대해서는 IGCC 기술 도입을 검토할 예정이다.

　중장기적으로는 500㎿급 시설에도 상용화 IGCC 플랜트 설계표준화를 추진하고 SNG·연료전지·석탄액화 등을 병행 사용하는 하이브리드 IGCC로 분야를 확대할 전망이다.

조정형기자 jenie@etnews.co.kr