신에너지 플라즈마가스화 복합화력발전 시대가 온다

신에너지 플라즈마가스화 복합화력발전 시대가 온다
강원 태백에 31MW급 발전단지 건설, 라오스에 100MW 수출, 20여개국과 수출 협의 중
입력 : 2014년 09월 23일(화) 17:50

(주)그린사이언스(대표 이봉주)는 2014년 8월 14일 세계 최초로 플라즈마토치를 이용한3MW 급 플라즈마 가스화 복합 발전소를 강원도 태백시에서 최문순 강원도지사, 태백시장, 핵융합연구소장 외 여러 내빈을 모시고 기공식을 갖고 신에너지 산업의 시작을 알렸다. 오는 2017년까지 단계별로 1,500억 원을 투자해 5MW와 10MW를 포함해 모두 31MW급의 발전단지를 만들고 국내 및 해외수출의 전진기지화 계획이며, 인근에 에너지 전문 대학원 대학을 설립할 계획에 있다. 우리나라에서 처음 건설되는 플라즈마 가스화 복합화력발전소는 우선 목질계 바이오매스를 연료로 사용하는 방식으로 건설한 뒤 가능하다면 이후 폐광지역에 많은 폐광석을 활용할 계획이다. (주)그린사이언스는 최근 라오스 정부와 100MW 플라즈마 화력발전소 건설 계약을 체결했으며, 몽골과 필리핀 등 20여개국들과 1,527 MW(5조 원 상당)가량의 플라즈마 화력발전소 수출 협의를 진행하고 있는 등 세계 각국에서 플라즈마 화력발전소 건립 의사를 밝히고 있어 플랜트 수출을 통한 효자산업으로 성장이 기대된다. 또한, 9월 18일에 (주)그린사이언스는 대구에 본사를 둔 그린사이언스 파워-디지(대표 배장수)와 경북 성주군에 50억원을 들여 1MW급 플라즈마 발전소 시설 공급 계약을 맺었다고 밝혔다. 이날 1MW급 플라즈마 발전소는 바이오매스와 향후 축산분뇨 고형물을 연료로 사용할 예정으로 지난 6개월여 간 파악된 영남지방 수요 100 여기의 첫 번째 발전소로 건설되게 된다. 성주에 건설되는 1MW 플라즈마 발전소는 바이오매스와 축산분뇨 고형화 연료 등의 사용으로 기존의 매우 큰 환경오염원인 축산분뇨를 사용해 청정한 전기 발생을 목표로 하는 플라즈마 발전소와 부합하는 연료이기도 하는 연료가 될 전망이다. 그린사이언스에 따르면 지난 2012년부터 해양투기가 금지된 축산분뇨는 전국적으로 매년 약 6000 MW의 전기 발전에 해당하는 양이 배출되고 있으나, 토양오염 및 하천과 근해의 녹조ㆍ적조의 주 영양공급원으로 지적돼 왔다. 이봉주 대표(한동대 교수)는 " 그린사이언스 파워디지와 경북 지역에 소규모 플라즈마 발전소를 건설하기로 9월 18일 계약을 체결했다"며 "내달부터 발전소 착공에 들어가면 내년4월에 준공되고 6월부터는 상업발전이 가능하게 될 것"이라고 말했다. 또, "경북 플라즈마 발전소 공사가 시작되면 대구와 울릉도에서도 추가로 플라즈마 발전소를 착공할 것"이라며 "경북지역 발전소는 현재 설계를 하고 있으며 내년 4월 완공이 되도록 준비가 진행되고 있다"고 덧붙였다. (주)그린사이언스 관계자는 "폐석탄, 생활쓰레기, 하수슬러지 등 폐기물들 을 다 태우면서 동시에 가스화하여 발전을 할 수 있는 장점을 갖고 있다"고 플라즈마 가스화 복합화력 발전의 장점을 설명했다. 태백시와 성주군에 들어서게 될 플라즈마 화력발전소를 계기로 신에너지 산업이 성장해 지역 일자리 창출과 경제 활성화에 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다. (주)그린사이언스의 마이크로웨이브로 만든 스팀 플라즈마 토치 발생 기술은 기존의 양극과 음극에 고전압을 걸어서 토치를 만드는 아크 플라즈마 토치 발생 기술이 온도는 물질 처리에 과도한 11,000도 이상까지 올릴 수 있으나 전기 사용량이 매우 많고, 토치 불꽃이 작아 물질 처리에 고비용이 들고 전극팁을 수시로 교체해야 하기 때문에 경제성이 매우 떨어지는 등의 모든 단점을 극복한 플라즈마 토치 발생 기술이다. 이런 어려운 점을 극복하고 온도를 3000도 이상으로 올려주기 때문에 중금속, 각종악성 폐기물, 하수, 오니 등을 태워도 일체 공해를 유발함이 없이 전기와 스팀을 생산하여 한전 등에 돈을 받고 판매하면서 오염물질은 처리비를 받아 수입을 배가할 수 있다. 이 기술을 주목하는 가장 큰 이유는 전기를 공급하면서, 생활주변의 악성 폐기물까지 없앨 수 있기 때문이다. 그래서 처리비용이 많이 발생하는 악성폐기물 처리를 원하는 지자체 등에서 선호하고 있다. 가스화기기에서 나오는 것은 수소, 질소 , 일산화탄소, 이산화탄소뿐이며 수소와 co가스는 혼합하여 가스발전기를 돌려 전기를 생산한다. 외부로 나오는 다이옥신 등 유해가스, 먼지 등은 일체 없으며. 굴뚝으로공해가 배출되지않는다 . 즉 일체 공해가 없는 친환경 발전 기술이다. 플라즈마 친환경 발전소 부지도 10MW에 1500평정도로 시설도 콤팩트하고, 설치기간도 최대 18개월 정도 소요한다. 발전핵심기술 또한 국가기관에서 검증 완료되었다. 그래서 최근 전력사정이 어려운 동남아 등지의 외국에서 마이크로웨이브 플라즈마 발전소 구입을 희망하고 있다. 저급석탄이나 biomass (우드펠릿, 왕겨, 팜껍질 등)등이 많은 외딴 섬 지역이거나, 송전선로에서 멀리 떨어진 곳에 적용가능하기 때문이며, (OFF GRID 형 독립발전설비로 적합) 현재, 인도, 중국, 호주, 필리핀 등의 2,000개 정도의 중소도시 (석탄 풍부) Biomass가 풍부한 India, China, Indonesia, Chile, 등의 중소도시(약50만 개소),3~20 MW 의 독립적인 전력설비가 필요한 지역 등에서 러브콜이 쇄도하고 있는 실정이다. < 기술소개 > 미래 친환경 분산 발전 대체 기술로 주목되는 마이크로웨이브 스팀 플라즈마발전 기술인 PE-IGCC (Plasma Enhanced Integrated Gasification Combined Cycle) 기술은 2011년 국가과학기술위원회 선정 국가연구개발 우수성과 100선으로 선정되었다. 총리실 산하 “기초기술연구회” 소속 국가핵융합연구소(NFRI)에서 국가 아젠다사업(NAP)으로 추진되어 주관연구책임자였던 이봉주 박사의 주관 하에 사업기간 3년(2009.10~2012.12), 총사업비 102억원 규모로 진행되어 개발이 완료되었고, “지식경제 R&D 전략기획단” 미래 선도기술개발사업의 조기창출형 에너지 산업분야 과제인 K-MEG(Korea-Micro Energy Grid)사업으로 선정(2011~2012년)되어 실증화된 기술이다. 연구책임자인 이봉주 박사는 2011년 연구원 창업법인으로 ㈜그린사이언스를 창업하고, 국가핵융합연구소와 본 기술에 대한 전용실시권 계약(2011)을 체결하였고, 현재 이를 사업화 과정에 있다. < 친환경 플라즈마 발전소 장점 > 태양광, 풍력, 조력 등은 전력수요량에 대응이 곤란한데 비해, 본 기술은 적은 규모임에도 가스 저장설비만 갖추면, 소도시 지역 부하추종운전이 가능함 ◆ 국내 도심 분산형 전원으로 활용 가능- CO2 배출이 없고 복합발전이 가능한 고체연료가스화 신기술 - 전력 소비지에서 분산형 전원으로 청정 열병합발전 사업으로 최적의 기술 - 공해없이 함수율이 높은 고형연료를 사용하는 친환경 에너지 기술 - REC 판매로 수익성이 크게 개선된 최신의 가스화 기술 - 구조가 간단하여 운전 및 정비가 쉬움 - 경제성있는 초소형 용량 모듈형 증설 발전소 (1.3 3,5,10MW 급 소형 모듈 발전방식 ) ◆ Green 전력 생산과 필요에 따라 농업 용 원료, 석유화학용 CO 생산 가능 -생산된 수소를 분리하여 연료전지로 발전하는 경우 REC 2.0까지 획득가능 -CO2 에서 C를 촉매로 CO를 얻는 가장 저렴한 방법이며, CO2를 분리하여 농업지역 시설농가에 공급가능 -산업체에 폐기물처리 및 열병합발전을 동시에 수행하는 가장효율적인 기술 ◆ 생활 속 가연성 연료 사용가능(세계 에너지 발전 페러다임의 변화 촉진 ) -초고온 (>3,000K) 의 플라즈마 이용 기술로서, 저급 연료자원을 공해 없이 최고의 효율로 가스화. - 여러 가지 연소 가능한 폐자원 활용 가능 (곡물류 잔여물, 저급석탄, sand oil, 분쇄커피 폐기물, 톱밥, 하수 오니 등.) - 도심에서 발생하는 하수, 오니 등을 무공해 청정기술로 처리하고 전력을 생산 < 본격적 국내 기술 보급 개시 > 강원 태백시 장성농공단지에서 지난해 12 월 20일 시험가동에 성공한 세계 최초의 '스팀 플라즈마 발전' 설비에 각계의 이목이 집중되고 있는 가운데 2014년 7월 10일 구미시 비즈니스 지원센터에서 오후 2시 사업설명회가 열렸다. 이날 설명회에는 환경안전단체와 공무원,부산시,경북 지역 각 시군, 경남 함안군 등 자치단체 신재생에너지 관련 직원과 기업,관계자들이 대거 참석해 "신재생 친환경 플라즈마 발전소" 에 대한 관심도를 반영했다. 이같이 플라즈마 발전소에 대한 관심이 집중되고 있는 이유는 연료로 사용하기 불가능한 저질 무연탄이나 버려지는 생활쓰레기, 축산농가에서 나오는 분뇨, 등을 태워 얻어진 가스로 발전기를 돌려 전기를 생산하는 세계 최초의 기술이라는데 있다. 특히 기존 소각 발전소에서 문제가 된 다이옥신이 전혀 발생되지 않아 환경안전환경 단체에서도 관심과 찬사로 지지하고 있으며, 발전소가 소형이 가능하고 분산형이라는 장점이 있어 철탑이나 댐 건설이 필요치 않는다는데 있다. 또한 발전소에서 나오는 스팀이나 폐열은 하우스 파프리카 오이 등 하우스 농가에 공급해 원료비를 절감할 수 있어 생산비를 줄일수 있다. 생산원가는 KW(키로와트) 당 플라즈마 발전소 100원 미만, 풍력 500~600원, 태양열은 1000원, 원전은 60원 정도로 나타나고 있다. 하지만 원전은 부대비용을 합산하면 가장 비싸고 위험성이 높다는데 문제가 크다. 따라서 내년 7월 고리원자력 가동 중단을 대비할려면 플라즈마 발전소의 조기 보급 및 확대가 대안 이다. < 하이브리드 플라즈마 폐수처리 시스템 > 참고로 플라즈마를 이용한 폐수 정화처리에도 많은 효과가 있다. 즉 오염수 저장조 안이나 외부에서 플라즈마를 발생시켜 라디칼을 양성화시키고, 오염원 정화에 맞는 천연 응집제를 투입함으로써 오염된 폐수에서 슬러지를 걸러내고 방류해도 되는 시스템이다. 현재 미국에서 많이 생산되는 세일가스 생산방식에서 가스추출 후 발생되는 지하오염수(회수수) 처리를 위한 시스템에 본 플라즈마 수처리 방식을 적용함으로 인해 실시간 처리 후 재사용 및 처리 경비 절감으로 인해 세일가스 생산업체와 사용 계약을 마친 상태이며, 다른 산업용 폐수나 생활 오폐수, 분뇨처리에 따른 폐수,녹조, 선박 평형수 등에도 적용하여 깨끗한 양질의 물을 방류할 수 있다.

조시현 기자 gmitnews@hanmail.net / 공유 : - Copyrights ⓒ경북IT뉴스. 무단 전재 및 재배포 금지 -