암모니아 혼소발전 기술

무탄소 연료인 암모니아를 기존 석탄화력발전소에 혼합·연소하여 온실가스 배출을 저감하는 기술은 국가 탄소중립 정책 전환 부분의 중추적인 역할을 할 것으로 예상되며, 이를 위한 『미분탄 및 유동층 석탄화력발전소 암모니아 20% 혼소 기술 개발 및 실증』의 정부 지원 실증 연구과제를 착수하였다. 국내 미분탄·유동층 석탄발전소인 신보령, 당진, 삼척 그리고 여수에 암모니아 20% 혼소 실증(∼’27)을 통해 국가 온실가스 감축 목표 달성에 기여하고 있다. 또한 발전소 연소 최적화 및 발전비용 절감을 목적으로 하는 순환유동층 보일러 연소 및 환경설비 최적화 기술개발과 발전시스템 성능개선 전문 엔지니어링 기술 개발 연구를 진행하고 있다. 나아가 안정적이고 친환경적인 발전환경 구현을 위해 『저탄장 자연발화 소화방지 기술』과 『매체순환연 발전시스템 설계 기술개발』연구도 진행하고 있다. 탄소중립시대 신사업 개척을 위한 무탄소 발전기술을 개발하고 기존 발전기술의 고효율, 최적화를 통해 운영비용을 낮추고 안정적인 전력공급을 위해 이바지하고 있다.

지능형 디지털 발전 기술

발전소 운전 중에 생성되는 운전정보, 정비데이터를 디지털화하여 빅데이터, 인공지능, 디지털트윈 등의 기술을 접목시켜 설비운영/관리시스템을 지능화하는 기술을 개발하고 있다. 단순 감시기능을 넘어 발전소 주요설비 상태분석, 사전 고장경고, 부품 교체시점 예측 등을 통해 설비운전, 정비 및 자산운영의 효율을 높일 수 있다. 『지능형 디지털 발전소 구축』, 『지능형 디지털 발전소 구현을 위한 맞춤형 앱 개발 및 플랫폼 인프라 구축 기술』, 『표준 가스복합발전 플랜트 운영최적화 기술』과 같은 주요 연구과제를 수행하고 있으며, 정부의 디지털 뉴딜 정책중의 하나인 디지털 전환을 위해, 발전소 설비운영·관리시스템을 최적화하고 설비 분석기술을 제공할 수 있는 『발전 빅데이터 플레이스』를 구축하여, 지능형 발전소 플랫폼의 개발 및 디지털발전 생태계 조성에 기여하고 있다. 또한 발전사와는 공동으로 개발한 보일러 연소최적화, 가스터빈 진단솔루션 및 터빈·보일러 디지털 트윈 기술을 국내 발전소에 실증함으로써 기술상용화에 박차를 가하고 있다.

무탄소 가스터빈 발전 기술

수소·암모니아와 같은 무탄소 연료를 이용한 가스터빈 발전기술은 청정발전 분야의 새로운 패러다임으로 자리잡고 있다. 무탄소가스터빈팀은 국내에서 운영중인 가스터빈을 수소 또는 암모니아 가스터빈으로 전환하기 위한 기술개발에 힘쓰고 있으며, 이를 위해 국내 최초로 수소·암모니아 적용 평가가 가능한 「무탄소 가스터빈 연소 시험센터」를 구축하였다. 가스터빈 연소기 단일 노즐과 실 규모 캔 연소기를 대상으로 시험·전산해석 연구를 수행하여 연소기 최적 운영기술을 개발하고 있다. 수소 가스터빈 분야에서는 F급 가스터빈 3개 기종을 대상으로 연소기 교체가 없는 저농도 수소혼소 운영기술을 확보하고, 고농도(50%) 수소혼소 리트로핏 시스템과 실증기술을 개발 중에 있다. 암모니아 가스터빈 분야에서는 전소 연소기의 설계·시험·평가를 위한 국제 공동연구를 미국 EPRI와 협력하여 수행하는 등 국가 온실가스 저감을 위해 다각도로 노력하고 있다

전력분야 환경화학기술

전력생산시 배출되는 대기오염물질 측정·저감기술, 전력설비 절연물질로 사용되는 SF6의 전주기(회수-정제-분해)기술, 전력설비 열화상태의 화학적 진단기술을 개발하고 있다. 대기오염물질 측정기술은 대기오염물질의 기여율을 평가함으로써 발전소 환경설비의 최적화방안을 도출한다. 저감기술은 발전소에서 배출되는 1차 미세먼지와 2차 미세먼지 전구물질을 전환·제거하는 기술로 신인천복합 등에 파일럿실증을 완료하고, full-scale 실증추진 및 도서내연 확대적용을 계획중이다. SF6 전주기기술은 저순도 SF6를 고순도로 분리·재사용하는 정제기술, 친환경 전력설비 도입에 따라 폐SF6를 무해한 물질로 처리하는 분해기술로 구성된다. 정제기술은 기후변화대응센터에서 20년부터 매년 10만톤 이상의 온실가스 감축을 실현중이며, 분해기술은 확대적용을 추진중이다. 변압기 열화상태평가 휴대용 퓨란진단키트 기술은 전사확대적용 및 국내외 기술사업화 진행중이며, 변압기부싱 및 송전케이블 열화 新진단기술을 개발하여 현장 실증중이다. 현재, 해상변전소 친환경 변압기 운영·합성에스테르 절연유 생산기술을 개발하고 있다.

탄소포집활용저감 기술

전력산업 탄소중립 기술 확보를 위하여 CCUS 및 무탄소 수소생산 기술을 개발 중이다. CO2 포집기술로 연소후 습식 포집기술 개발하여 10MW급 실증을 완료하고 민간에 기술이전하여 확대 적용하고있다. 이를 바탕으로 150MW급 대규모 CO2 포집 격상 설계를 완료하고 실증사업 준비중이다. 또한 별도의 포집공정이 필요없는 매체순환연소기술을 개발하고있다. 3MWth급 파일럿 실증 및 100MWth급 격상설계를 진행 중에 있다. 그 외에, LNG 냉열을 활용하는 심냉 CO2 포집도 개발 중이다. CO2 활용기술로 CO2를 저감함과 동시에 합성가스를 생산하는 CO2 복합개질 기술도 계발하고 있다. 또한, 수소암모니아 발전을 위한 안정적 수소공급방안으로 암모니아 크래킹 기술개발을 착수하였으며, 파일럿급(1톤/일) 공정 실증 및 상용급(150톤/일) 설계기술을 확보할 예정이다.

지능형 디지털 발전 기술

발전소의 운전 및 정비데이터를 디지털화하여 인공지능, 디지털트윈 등의 기술을 접목시켜 설비상태분석, 고장 예방을 통해 설비 운영/ 관리시스템을 지능화하는 기술을 개발하고 있다. 발전5사와 공동으로 지능형 감시/진단, 자산성능관리, 디지털 트윈 등 지능형 앱 16종을 개발 및 실증완료하였다. 또한, 발전 빅데이터 플레이스 구축을 통해 발전5사의 발전소 운영 빅데이터를 수집·저장·분석할 수 있어 지능형 앱 개발이 과거에 비해 용이하다. 최근에는 민자발전사 및 해외발전사를 대상으로 기술이전과 기술사업화를 통해 IDPP플랫폼 및 지능형 앱의 확대 적용을 추진중이다. 한편 발전사의 VOC를 반영하여 IDPP의 기술을 고도화하고자 후속 연구과제로 『증기터빈 로터 열응력 예측진단 및 저감운전 기술개발』,『가스터빈 발전기 회전자 인입 상태 고정자 웨지 건전성 평가시스템 개발』,『오픈소스기반 IDPP용 발전설비 성능진단/실시간 감시 앱 개발』등을 수행하고있다. 후속과제 성과물을 바탕으로 국내·외 IDPP확대 추진을 통해 온실가스 배출 저감 및 안정적 전력공급에 기여하고자한다.