[역동의 현장을 가다]30)대덕특구 두산중공업 미래사업기술개발센터
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대전시 대덕연구개발특구 KT 연구소 내에 위치한 두산중공업 미래사업기술개발센터. 2005년 설립된 이곳에서는 120여 명의 연구원과 직원들이 풍력, 연료전지, IGCC(석탄가스화 복합발전) 등 신재생에너지 기술을 개발하는 핵심 연구본부다.
미래사업기술개발센터에서는 현재 정부 국책과제로 3㎿급 해상풍력발전시스템과 300㎾급 발전용 연료전지 등을 개발하고 있다.
해상 풍력발전은 전 세계적으로 연평균 113%의 급격한 성장세를 보이며 오는 2010년까지 연간 3900㎿, 8조 원의 시장이 형성될 것으로 전망된다. 두산중공업은 2006년 개발에 착수해 2009년 제주도에 자체 실험설비와 발전기를 구축할 계획이다. 두산중공업은 특히 국내에서는 유일하게 풍력발전의 핵심 기기인 스택(Stack)을 독자적으로 개발하고 있다.
IGCC는 석탄을 연소하기 전에 가스화시켜 이산화탄소 배출을 줄인 개념으로, 가스터빈과 증기터빈으로 두 차례 전기를 생산한다. 두산중공업은 IGCC 개발을 위해 2006년 전력연구원과 실용화를 위한 기술개발 협약을 맺고 오는 2014년까지 기술 개발을 완료할 계획이다. 미래사업기술개발센터가 주력으로 하는 사업은 발전용 연료전지이다. 연료전지는 수소와 공기 중의 산소가 만났을 때 일어나는 화학반응에서 전기를 얻는 장치로, 전기를 이용해 물을 산소와 수소로 나누는 전기분해의 역과정이라고 보면 된다. 용도에 따라 대형 발전용 연료전지, 가정용 연료전지, 휴대용 연료전지 등으로 구분된다.
지난 1970년대 민간차원에서 처음으로 개발됐으며 현재는 유럽을 비롯해 미국, 일본 등의 병원·호텔·가정 등 분산형 전원이 사용되는 건물들에서 적용되고 있다. 미국 등지에서 가정용이나 휴대용 연료전지 개발에 집중하고 있는 반면, 두산중공업은 대용량인 발전용 연료전지 개발에 힘을 쏟고 있다.
미국의 FC사가 휴대용 연료전지를 중심으로 시장을 선점하고 있어, 두산중공업은 고수익을 올릴 수 있는 발전용 연료전지를 주력 상품으로 개발하겠다는 전략에 따른 것이다.
최승주 상무(미래사업기술개발센터장)는 "발전용 연료전지는 공해를 유발하지 않으면서도 기장 효율적이고 값싸게 전기를 만들 수 있는 기술"이라며 "전 세계적으로 기술 개발이 초기단계이다 보니 선진국과의 기술격차가 크지 않아 시장성도 뛰어나다"고 말했다.
두산중공업은 2010년 8월까지 300㎾급 MCFC(용융탄산염)를 개발하고 2012년 상용화한다는 계획이다. 이를 위해 두산중공업은 지난해 산업자원부(현 지식경제부)에서 지원하는 발전용 연료전지 기술개발을 위한 국책과제의 총괄 주관기관으로 선정받았다. 또 지난 4월 대전시와 '신재생에너지 클러스터 구축을 위한 양해각서(MOU)'를 체결하고, 총 600억 원을 투자해 대전시 유성구에 신재생에너지 연구개발 R&D센터를 확대 건립키로 했다.
대덕연구단지 내에 위치한 KAIST를 비롯해 한국에너지기술연구원, 전력연구원, 한국기계연구원 등의 핵심 첨단기술 인프라가 연료전지를 개발하는 데 큰 힘이 될 것으로 두산중공업은 기대하고 있다.
두산중공업은 이곳에서 독자적인 발전용 연료전지 모델을 제작해 국내외 시장을 공략하고 2015년부터는 대형 상용화 모델인 열병합용 메가와트급 등 다양한 제품을 출시할 계획이다.
최 상무는 "저탄소 녹색에너지에 대한 기술개발이 늦어지면 멀지 않은 미래에 직접적으로 수출에 지장을 받는 등 국가적인 손실이 클 것으로 보인다"며 "정부 역시 지속 가능한 에너지 체제를 갖추기 위해 기술력을 갖춘 우수 업체들을 발굴·지원해야 할 필요가 있다"고 말했다.?
이선우 기자 wlyk@cctoday.co.kr
사진=신현종 기자 shj0000@cctoday.co.kr
발전용 연료전지란=발전용 연료전지의 가장 큰 강점은 높은 효율성이다. 화학에너지 발전기술은 화학에너지→ 열에너지→ 운동에너지→ 전기에너지로 변환하는 과정을 거치면서 70%가량의 에너지가 소실이 발생된다. 사용할 수 있는 발전효율이 30∼40%에 불과한 셈이다. 하지만 연료전지는 화학에너지를 전기화학반응을 통해 곧바로 전기에너지로 변환하는 과정만 거치기 때문에 발전효율이 최대 60%에 달한다.
또 다른 강점은 친환경성이다. 화석연료를 사용하지 않기 때문에 질소산화물, 이산화탄소 등 화석연료로 인한 대기오염물질과 소음이 거의 발생하지 않는다. 발전용 연료전지의 질소산화물 농도는 1∼2ㅤㄱㅗㄲ에 불과해 디젤(1400), 가스터빈(42)에 비해 획기적으로 적다. 이산화탄소 배출량 역시 111g·c/kWh로 가스터빈(233), 화력발전(175)보다 낮다.
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