포스코는 19일 비대면으로 두산중공업·환경에너지연구소와 '청정 암모니아 가스터빈 분야 연구개발 업무협약'을 체결했다고 밝혔다. 이에 따라 세 기관은 암모니아를 분해해 생성한 수소를 연소한 후 터빈을 가동하는 발전 기술을 개발한다.
업무협약 체결에 앞서 지난 9일 조주익 포스코 수소사업실장, 이광열 두산중공업 TM BU장, 황계순 RIST 환경에너지연구소장은 암모니아 연료 발전 기술에 대한 협력 방안을 논의했다.
협약에 따라 포스코는 RIST와 함께 암모니아 분해기 개발을 추진한다. 암모니아는 포스코가 해외에서 추진 중인 프로젝트에서 생산한 그린수소 등을 합성해 조달할 계획이다.
그래픽/포스코
두산중공업은 지난해 가스터빈 국산화 성공 후 수소 혼소와 전소 터빈 개발을 개발 중이다. 이 원천기술을 바탕으로 수소와 질소로 분해된 가스를 한 번에 태우는 연소기와 가스터빈을 개발한다.
협약을 토대로 세 기관은 포항 RIST 수소연구센터에 구축될 암모니아 연소 실험 설비를 활용해 본격적인 기술 개발에 착수할 예정이다.
암모니아는 수소를 질소와 결합한 화합물로, 동일한 부피 기준 수소보다 1.7배 많은 양을 저장할 수 있다. 이에 따라 미래 에너지원인 수소를 효율적으로 운송할 수 있는 물질로 꼽힌다.
다만 암모니아는 발전 연료로 사용하기에는 한계가 있다. 기존 가스터빈 연료인 액화천연가스(LNG) 대비 연소 속도가 20% 수준으로 매우 낮고 발열량도 50% 정도에 불과하기 때문이다.
그래픽/포스코
세 기관은 이런 한계를 극복하기 위해 암모니아를 그대로 연소하는 대신 분해기(Cracker)를 통해 수소, 질소 가스로 다시 분해한 후 연소해 가스터빈을 구동하는 방식을 택했다. 분해기와 가스터빈을 각각 개발한 사례는 있지만, 이를 일체화한 발전기술 개발은 전 세계적으로 이번이 최초다
아울러 수소, 질소 가스를 연소할 경우 암모니아를 그대로 기화해 연소할 때 보다 연소 속도와 발열량이 많다.
세 기관은 연소 단계에서 발생한 배기가스로부터 열 일부를 회수해 분해기로 재투입해 가스의 열량을 높이고 발전 효율을 향상하는 기술도 개발할 예정이다.
김지영 기자 wldud91422@etomato.com