가스발전소 온실가스 배출 차단기술 개발…이산화탄소 98% 분리

에너지연 "0.5MW급 설비로 200시간 운전 성공"

한국에너지기술연구원은 한국전력공사 전력연구원, 건국대, 충남대, 영남대, 전북대 등과 함께 온실가스의 공기 중 배출을 차단한 친환경 가스발전 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

공기 중 산소만 흡수하는 금속 입자를 활용해 이산화탄소를 98% 이상 원천 분리 배출할 수 있는 기술이다. ‘케미컬 루핑 연소기술’이라 이름 붙었다.

가스발전 시설을 공기 반응기와 연료 반응기로 나눠 금속 입자를 넣어주면 공기 반응기에서는 금속 입자가 공기 중 산소만 흡수해 질소만 남기게 된다.

이 금속 입자가 다시 연료 반응기로 가면 산소를 떼어내는 환원 반응이 일어나면서 연료 속 탄소와 산소가 결합해 이산화탄소와 수증기가 발생한다.

이어 온도를 낮춰주면 이 수증기가 응축돼 물이 되면서 이산화탄소만 분리해 낼 수 있다.

기존 가스발전 시설에서는 공기 중 산소가 연료와 직접 반응해 이산화탄소와 질소, 산소가 배출됐다. 이 중 이산화탄소만 분리하려면 별도의 포집 설비가 필요하고 비용도 많이 들었다.

연구팀은 100㎛(마이크로미터·100만분의 1m) 지름의 금속 입자 500㎏을 이용해 0.5MW(메가와트)급 파일럿 플랜트 규모 설비에서 이산화탄소를 98% 이상 고농도로 분리 배출하는 데 성공했다.

연구를 주도한 류호정 기후변화연구본부장은 “200시간 동안 연속 운전을 실증해 상용화 가능성을 높였다”며 “이산화탄소 포집 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 것”이라고 기대했다.

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