에너지환경

연구분야 에너지환경

전력분야 환경기술 리더를 목표로 기후변화대응, 에너지 효율향상, 미세먼지 저감, 전력설비 진단을 위한 수요중심 기술 개발과 보유기술 사업화에 역량을 집중하고 있다. 신기후체제 능동적 대응을 위해 발전소에서 배출되는 다량의 이산화 탄소를 저감할 수 있는 세계 최고 수준의 포집 및 활용 기술과 각종 전력설비에서 절연 목적으로 사용되는 SF6 온실가스 사용 저감을 위한 정제기술을 개발하였다. 차세대 친환경 고효율 전력생산 기술로 엔진 폐열 이용 MW급 초임계 CO2 발전기술을 세계 최초로 개발하고 있으며, 도서지역에 적용 가능한 폐열 활용 ORC 발전과 혼소발전 기술을 확보하고 사업화를 추진하였다. 미세먼지 저감정책의 선제적 이행을 위해 미세먼지/질소산화물 동시처리 기술 확보를 앞두고 있으며, 미세먼지 확산 영향평가, 2차 생성 메카니즘 규명과 발전소 미세먼지 측정/평가 기술을 개발하여 현장에 적용하였다. 이와 함께 변압기 열화진단기술의 전사 확대보급 및 지중송전 OF 케이블 신진단기법 개발, 배전급 개폐기 3D 센서모듈 제조기술 개발 등 전력설비 화학예방진단 기술개발에도 박차를 가하고 있다.

이산화탄소 포집기술

이산화탄소 포집기술은 화력발전소 등 대규모 배출원에서 발생되는 이산화탄소를 포집하는 기술이며, 국가로드맵과 연계하여 기술개발을 추진 중이다. 보령화력에 설치된 10 MW급 습식 CO2 포집플랜트를 활용하여 CO2 저장을 연계한 중규모 통합실증 및 격상연구를 진행 중이며, 이를 통해 한전 온실가스 배출권 구입비 절감 (13억 원/년, 5만 톤 기준)에 기여하고 있다. 건식 CO2 포집기술은 하동화력 내 10 MW 실증플랜트를 대상으로 기술고도화 및 압축·액화설비 통합공정 적용 연구를 진행 중이다.분리막 CO2 포집 기술에 있어 분리막 재료부터 공정까지 전주기 기술개발하여 이를 기반으로 공동연구기관인 아스트로마에서는 필리핀 내 액화 CO2 생산플랜트 사업 (1.8억 달러)을 수주하였다. 또한, 다양한 응용분야로 적용 영역을 확장을 계획 중 이다.

이산화탄소 활용기술

이산화탄소 활용기술은 발생 또는 포집된 CO2를 다양한 물질로 전환하여 CO2 저감과 동시에 부가가치 창출이 가능하다. 발전소에서 배출되는 배가스를 별도의 포집공정 없이 중탄산 나트륨, 탄산칼슘 등 고부가 유용화합물을 200 kg CO2/일 규모로 생산하는 광물자원화 기술에 대한 연구 및 실증을 완료하였다. 또한 자체 개발한 미생물을 활용하여 이산화탄소를 원료로 메탄을 생산하는 5 kW급 (100 kg CO2/일) 플랜트를 구축하여 운영 중에 있으며, 전기화학적 방법으로 이산화탄소를 분해하여 일산화 탄소를 생산하는 기술개발도 진행 중에 있다.

전력설비 SF6 감축기술

대표적인 온실가스인 SF6 국내 사용량의 약 80%를 한전이 점유하고 있다. 따라서 SF6 전주기 관리방안 도출을 위하여 분석, 정제 및 분해기술을 개발하였다. SF6의 순도 및 불순물 분석방법을 확립하고, 심냉식 SF6 정제 장치를 개발하였다. 개발된 설비를 이용하여 송변전 설비에서 회수한 약 5.5 톤의 SF6와 배전설비에서 회수한 약 2.2톤의 SF6 가스를 정제함으로써, 신규 SF6 구입비 절감과 탄소배출권 확보에 기여하고 있다. 이러한 연구개발 결과를 기반으로 개발기술의 전사적 활용확대를 추진할 계획이다.

에너지 효율향상 기술

온실가스 감축, 발전효율 향상 및 신재생에너지 경제성 제고를 위해 융·복합 에너지 시스템 개발에 주력하고 있다. 신재생·폐열 등과 연계가 가능한 초임계 CO2 발전기술은 2 MW급 발전 시스템 설계를 완료하고 단위기기 제작을 진행하고 있으며 2019년에 실증할 예정이다. 저온 폐열을 전력으로 회수하는 ORC 발전 기술은 도서지역 디젤엔진 폐열을 활용한 30 kW급 발전시스템을 개발하여 흑산도에서 실증을 완료하였다. 디젤 및 천연가스를 동시 사용하는 혼소기술은 0.3 MW급 파일럿 시스템 평가를 완료하고 해외기업에 기술을 이전하였으며, 2019년에 1.5 MW급 시스템을 국내 최초로 백령도에 구축할 예정이다.

PM/NOx 동시처리 기술

도서지역 환경규제에 선제적 대응기술로써 미세먼지/질소 산화물 동시처리 촉매필터 기술을 개발하였다. 한전 고유 촉매 필터를 개발하여 위도 500 kW급 엔진 대상으로 현장 실증하여 미세먼지/질소산화물 동시제거율 90% 이상의 단기성능 검증을 완료하였으며, 1 MW급 연평도 실증 및 선박산업 등 타 디젤 산업분야 사업화도 추진하고 있다.

미세먼지 측정 및 평가기술

미세먼지 저감정책 선제적 이행 및 미세먼지 저감방안 강구 등 청정화력 운영기반 확보를 위해 발전소에서 배출되는 미세먼지 및 미세먼지 전구물질 배출평가를 국내 최초로 실시하였다. 발전소 주변 2차 미세먼지의 생성 및 거동평가를 위한 이동측정시스템을 구축하였으며, 미세먼지 자동연속 측정시스템을 개발하고 신보령 및 삼척화력에 각 1기씩 적용하여 발전소 배출 미세먼지의 실시간 모니터링 기반을 구축하였다. 향후 환경부 인증, 기술이전 및 사업화를 통해 국내 전체 발전소로 확대 적용할 계획이다.

전력설비 열화상태 화학적 진단기술

변압기 열화상태를 신속·간단하게 진단하기 위해 세계 최초로 휴대용 퓨란진단키트를 개발하여, 전국 사업소 620대 지상변압기에 대한 시범 적용과 국내 3개 기업에 기술이전을 완료하였으며, 2019년부터 전사 확대적용 및 해외 시범사업을 통해 국내외 기술사업을 확대해 나갈 계획이다. 더불어, 가스 절연기기 고장발생 사전예방을 위한 분해가스 분석기술을 개발하고 있으며, 지중송전 OF케이블의 새로운 진단기준 개발을 위해 교체선로 해체점검을 통한 열화상태 분석 등 송배전 전력설비 화학적 진단 핵심기술 개발을 통해 국내 전력설비 예방진단 기술을 선도하고 있다.