한물간 화력발전? 1000㎿ 석탄火電이 뜬다

한물간 화력발전? 1000㎿ 석탄火電이 뜬다

글=조재희 기자

그래픽=김충민 기자

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입력 : 2014.05.20 02:59

[신형 석탄火電, 기존 두배 용량 발전 가능]

고효율로 비용 절감, 유해물질 줄여 친환경
원전 인기 시들면서 국내 기업들 뛰어들어

석탄화력발전이 다시 주목받고 있다. 지난해 강원 동해에서 석탄화력발전소를 건설 중인 STX에너지(현 GS E&R) 인수를 두고 SK·LG·포스코·GS 등 대기업들이 각축을 벌인 데 이어 올해 들어서는 동양파워 매각에 7개 기업이 뛰어들었다. STX에너지와 마찬가지로 동양파워도 강원 삼척에서 추진 중인 석탄화력발전소의 가치가 부각됐다.

▲ 이미지를 클릭하시면 그래픽 뉴스로 크게 볼 수 있습니다. / 조선닷컴

싼 운영비와 큰 발전 규모로 각광받던 원전(原電)의 인기가 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고의 영향으로 추락하면서 석탄화력발전이 재조명 받고 있다. 같은 해 9월 국내에서 발발한 9·15 대정전(블랙아웃)으로 전기 부족에 대한 불안이 커진 것도 가스복합화력발전보다 값싸고 발전 규모가 큰 석탄화력발전의 인기에 한몫했다. 석탄화력발전은 이산화탄소 등 유해물질을 많이 배출해 한때 '이젠 한물갔다'는 평가를 받았지만 최근 각종 친환경 설비를 갖추면서 그런 오명(汚名)을 많이 불식했다. 원전과 비교해 약점으로 꼽히던 발전 규모도 개선했다.

◇같은 규모 시설에서 두 배 용량 발전

한국중부발전이 2010년부터 시작해 2016년과 2017년 각각 준공할 예정인 신보령 1·2호기는 국내 기술로는 처음 짓는 1000㎿(메가와트·100만㎾)급 석탄화력발전소다. 한국전력기술이 설계를 맡고 두산중공업이 보일러 등 주요 기기의 제작을 맡았다. 1980년대 국내에서 개발해 전국에서 20여기가 가동 중인 500㎿급 석탄화력발전소의 2배 규모다.

기존 설비보다 발전 능력이 2배로 늘어난 비결은 초초임계압(USC·Ultra Super Critical) 기술 덕분이다. 500㎿급인 보령 7·8호기와 비교했을 때 신보령 1·2호기는 증기 온도는 566~593℃에서 610~621℃로 올라갔고, 압력은 246㎏/㎠에서 256㎏/㎠으로 높아졌다. 일반적으로 증기 온도가 10℃ 오르면 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 발전 효율은 0.5%가 높아지고, 압력이 10㎏/㎠ 높아지면 효율은 0.2%가 오른다. 이진경 중부발전 차장은 "USC 기술을 적용하면서 발전 효율은 41.4%에서 44.1%로 높아진다"고 말했다. 그 결과 생산 단가도 ㎾h(킬로와트시)당 2.3원 정도가 내려가 한 해에 1기당 191억원 정도를 아끼게 된다는 것이다.

◇첨단 소재로 효율 높이고 오염 배출 줄여

USC 기술 구현을 위해 각종 설비의 재질도 교체했다. 발전 규모를 늘리려면 기존보다 더 고온·고압의 증기를 보일러에서 만들어 터빈으로 보내야 하는데, 이런 고온·고압의 증기를 설비가 견딜 수 있도록 바꾼 것이다. 김재이 두산중공업 설계팀장은 "기존엔 보일러에 크롬 함량이 9%나 18%인 스테인리스강을 썼는데 이번엔 25%까지 높였다"고 말했다. 크롬 함량이 높을수록 보일러 강도가 높아져 고온·고압에 대한 내성이 강해진다. 고온·고압의 증기가 회전을 시키는 터빈의 블레이드(날개)와 증기가 들어가는 터빈 입구엔 기존 스테인리스강 대신 강도(强度)가 높은 니켈합금강을 썼다. 효율이 높아지면서 환경적 측면도 개선될 전망이다. 이산화탄소 배출량은 기존 780g/㎾h에서 10% 정도 개선된 710g/㎾h으로 감소한다. 이산화황도 기존보다 0.2g/㎾h이 덜 나오게 된다. 최규현 두산중공업 상무는 "효율이 좋아진다는 것은 적은 양의 석탄을 써서 많은 전기를 생산할 수 있게 된다는 의미"라며 "USC 기술을 상용화하면 유해물질 배출도 크게 줄어들게 된다"고 말했다.

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