한국기계연구원(원장 박상진)이 초임계 이산화탄소(CO₂) 발전 시스템용 핵심 기계 원천기술을 확보하고 실증에도 성공했다고 3일 밝혔다.
박무룡 에너지변환기계연구실 책임연구원이 이끄는 연구팀은 초임계 CO₂ 발전 시스템에 필요한 펌프, 터빈 및 열교환기 등 핵심 기계를 개발하고 시제품으로 발전시스템을 구성했다. 250킬로와트(㎾) 출력 실증에도 성공했다. 핵심 기계를 모두 국내 기술로 개발하고, 시스템 출력까지 성공한 것은 이번이 처음이다.
초임계 CO₂ 발전은 초임계 상태 CO₂를 작동유체로 활용하는 발전 방식이다. 초임계 상태는 임계점보다 높은 압력에서 작동유체가 액체와 기체 성질을 동시에 갖는 상태를 말한다. 초임계 상태 CO₂를 작동유체로 사용하면 발전효율이 향상되고 시스템 소형화도 가능하다. 핵심기계인 터보기계 부피를 20분의 1 수준으로 줄일 수 있다. 또 핵심 기계 반응도 빨라져 발전 시 다양한 부하 변동 상황에 빠르게 대응할 수 있다는 장점이 있다.
박무룡 책임연구원은 “초임계 CO₂ 발전 시스템은 에너지 시스템의 효율을 극대화 할 수 있을 뿐 아니라 기후변화 위기에 대응한 CO₂ 배출 총량 규제에 적극 대응할 수 있는 기술”이라며 “상용화를 위해 가장 중요한 단계인 실험실 규모 실증을 성공적으로 마친 만큼 실제 발전 현장에 적용하는 추가 연구를 통해 관련 발전시스템 상용화에 기여하겠다”고 말했다.
기계연 에너지변환기계연구실은 1990년대부터 에너지플랜트용 핵심 기계인 터보기계 연구를 성공적으로 수행, 핵심기계 설계역량을 비롯해 연구 인력과 시험 인프라 까지 풍부한 연구역량을 축적해왔다. 2019년 12월에는 과기부 선정 터보기계분야 국가연구실에 지정되기도 했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
