한전, 수소경제·친환경 위한 에너지 신기술 개발 박차

[미디어펜=나광호 기자]한국전력공사가 2년 연속 적자를 낸 가운데 에너지 신기술 개발을 통한 신성장동력 마련에 박차를 가하고 있다.

14일 업계에 따르면 한전은 최근 국내 최초로 '수소저장 액체기술(LOHC)'을 활용해 수소를 저장할 수 있는 기술의 실증에 성공했다. 지금까지 대부분의 연구는 1N㎥ 단위의 수준에 머물렀으나, 이번에 20N㎥로 규모를 늘린 것이다. 

이 기술은 일정한 조건(50∼180℃의 온도, 대기압 50배의 압력)에서 수소를 수소저장 액체인 DBT와 촉매에 반응시키면 액체화합물에 흡수돼 저장되는 원리다. 또한 수소 전기차 1대에 수소 5kg를 충전할 수 있다는 가정하에 100리터의 LOHC는 수소차 1대를 충전할 수 있으며, 1년 넘게 저장해도 누설되지 않는 것이 특징이다. 

특히 국내에서 쓰이고 있는 수소 저장기술은 대기압 200배 이상의 높은 압력에서 수소를 압축·저장해야 하고 탱크로리로 운송해야 한다는 점에서 고비용·고위험이었으나, 이번에 개발된 기술은 수소를 액체 화합물 내에 저장하기 때문에 안정성과 경제성이 높은 것으로 평가된다.

한전은 한국가스안전공사로부터 LOHC가 적용된 수소저장설비에 대한 고압설비 일반제조시설 기술검토서·가스사용시설 완성검사 증명서를 받았으며, 수소를 고온·고압에서 촉매와 반응시키면 수소가 분리되며, 이를 재사용할 수 있다고 설명했다.

온실가스를 배출하지 않는 차세대 친환경 발전기술을 개발하는 등 전세계적으로 대두되는 환경이슈에도 대응하고 있다. 

한전과 한국에너지기술연구원이 500kW의 가압 실증을 완료한 '매체순환 연소기술'은 화석연료가 공기와 직접 접촉하는 대신 2개의 반응기 안에서 산소전달 입자가 순환하면서 연료를 태운다.

기존 액화천연가스(LNG) 화력발전은 이산화탄소(CO2) 포집을 위해 흡수탑·재생탑·송풍기 등 대형설비들이 필요하고, 설치비용 부담 외에도 설비 운영을 위해 많은 에너지가 필요하다는 단점이 있었다.

그러나 이 기술은 연소할 때 100%의 수증기 및 이산화탄소를 생성하고, 이산화탄소를 제거하는 덕분에 별도의 포집설비를 설치하지 않아도 되는 장점이 있다. 포집공정의 경제성이 개선된다는 것이다. 한전은 향후 발전사와 협력해 MW급으로 규모를 늘려 실제 발전소에 적용할 수 있는 설계기술을 확보한다는 전략이다.

세계 최고 수준의 광전변환효율을 가진 평판형 페로브스카이트 태양전지도 개발했다. 한전 전력연구원이 만든 태양전지의 효율은 20.4%로, 기존 최고치 대비 0.3% 높다. 광전변환효율은 입사되는 태양광 에너지와 태양전지에서 출력되는 전기 에너지의 비율로, 빛을 전기로 전환하는 비율을 의미한다.

페로브스카이트 태양전지는 1000℃ 이상의 고온 생산공정이 필요한 실리콘 태양전지와 달리 400℃ 이하의 공정을 통해 생산이 가능해 생산비용이 낮고, 빛을 전기로 전환하는 광전변환효율이 실리콘 태양전지와 유사해 차세대 태양전지로 주목받고 있다.

또한 반투명하고 가벼워 건물벽면와 발코니 등 건물외장에 설치된 건물 일체형 태양전지에 적용할 수 있어 태양광을 설치할 땅이 부족하고 고층건물이 많은 국내에 적합한 것으로 전해졌다.

한전 관계자는 "앞으로도 정부의 친환경 정책에 보탬이 되도록 다양한 에너지 신기술 개발에 최선을 다하고, 친환경 발전기술 분야에서 국내 기술이 세계 최고가 되기 위한 노력을 아끼지 않겠다"고 말했다.