- 80~100℃ 폐열 이용, 10kW 발전 출력을 갖는 발전시스템 개발에 착수,

산업체의 폐열을 전력 생산으로 재활용하여 에너지신사업 활성화에 앞장 -

한전 전력연구원(원장 김동섭)은 미활용열을 이용한 에너지신산업 창출에 앞장서고 에너지의 효율적 이용을 도모하기 위해 '18년까지 산업현장에서 버려지는 폐열을 재활용하여 소규모 전력을 생산할 수 있는 "10kW급 ORC 발전시스템" 개발에 착수하였다.

석탄을 태워 증기를 만드는 기존 화력발전과 달리, "ORC(Organic Rankine Cycle, 유기랭킨사이클) 발전시스템"은 내연기관 및 산업공정에서 버려지는 폐열로 물보다 낮은 온도에서 증발하는 냉매를 가열하여 전기를 생산하는 방식으로, 에너지 효율을 높이는 동시에 연료 절감에 따른 온실가스 감축 효과의 장점이 있다. 에너지경제연구원에 따르면, 우리나라 제조업의 에너지 소비량은 연간 9천7백만 TOE로 이 중 약 11%가 폐열로 버려지고 있다. 산업체의 소각로와 보일러 등에서 나오는 폐열은 난방, 공정용 증기 생산, 증기 터빈을 이용한 전력생산 등에 재활용되고 있으나, 350℃ 이하의 폐열은 직접적 이용이 어려워 대부분 대기로 방출되고 있는 실정이다.

※ TOE(Ton of Oil Equivalent, 석유환산톤) : 석유 1톤이 연소할 때 발생하는 에너지를 기준으로 각종 에너지를 비교하기 위한 가상단위

전력연구원은 '18년까지 3년에 걸쳐 디젤발전기의 배기가스와 냉각수 등 80~100℃ 범위의 중저온 폐열을 이용하여 발전 출력 10kW, 열효율 9%를 갖는 ORC 발전시스템을 개발할 예정으로, 개발 완료 시 디젤발전기의 발전 출력이 4.5% 향상될 것으로 기대한다. 이를 위해 전력연구원은 지난 '14년 디젤엔진 발전기에 1kW급 ORC 발전장치를 적용하는 선행 연구를 통해 터빈 출력 820W, 효율 7.2%를 달성함으로써 중저온 폐열을 활용한 ORC 발전시스템 설계기술을 확보하고 기술적 타당성을 검증한 바 있다. 전력연구원은 "10kW급 ORC 발전시스템"을 통해 터빈, 열교환기 등 단위기기와 친환경 냉매를 개발하고, '17년부터 한전이 전북 위도에서 운영 중인 내연발전기를 대상으로 실증을 거쳐 산업폐열이 발생하는 국내 업체 등에 확대 적용을 추진할 예정으로, 우리나라의 도서지역에 운영 중인 총 95MW 규모의 내연발전기에 ORC 발전시스템을 적용 시 연 40억원의 디젤연료 및 8천톤의 CO2 배출저감이 예상된다.

전력연구원은 "ORC 발전시스템 기술"을 통해 합리적 에너지 이용을 도모하고 온실가스 저감과 미활용열을 이용한 에너지신산업 확산에 기여하는 한편, 소형터보머신 등 국내 관련 업계의 기술경쟁력을 제고할 것이다. 전력연구원은 발전소와 산업체 등에서 버려지는 미활용열을 전력과 열에너지로 재활용하는 기술을 개발 중에 있다. 지난 '15년 화력발전소 복수기와 바닷물과의 온도차를 이용한 해양온도차발전 기술을 개발하고 세계 최초로 실증에 성공한 바 있으며, 금년 중 발전소 온배수를 활용한 대규모 냉난방 시스템으ㅢ 개발도 진행할 예정이다.

[주요보도 URL]

○ 한국에너지 http://www.koenergy.co.kr/news/articleView.html?idxno=79463

○ 에너지신문 http://www.energy-news.co.kr/news/articleView.html?idxno=39726