산업부, ‘한국형 표준가스복합 개발사업화 추진단’ 발족
설계표준화-주기기·핵심부품 개발-테스트베드 구축 등
'9차 전력기본계획' 김포열병합 外추가 실증방안 마련
한국형 발전용 액화천연가스(LNG) 터빈 개발이 본궤도에 올랐다.
산업통상자원부는 13일 두산중공업과 성일터빈 등 부품기업, 동서발전 등 발전 5사, 에너지기술평가원 등 산ㆍ학ㆍ연 관계자들이 참석한 가운데 ‘한국형 표준 가스복합개발 사업화 추진단’을 발족했다.
추진단장으로 손정락 산업통상자원 R&D 전략기획단 에너지산업 MD(Managing Director)가 위촉됐다. 향후 ‘한국형 표준 가스복합개발 사업화 추진단’은 설계표준화, 주기기 및 핵심부품개발, 실증 테스트베드 구축 등을 중심으로 한국형 표준 LNG복합발전 모델 개발·사업화 추진을 위해 적극 협력해 나가기로 했다.
산업부는 전 세계적으로 재생에너지 사용 확대, 석탄발전 감축 등 친환경에너지로의 전환이 가속화하면서 글로벌 LNG발전 시장 규모가 확대될 것으로 전망하고 있다.
미국의 IHS 케임브리지에너지연구소(CERA)에 따르면 2018년 기준 세계 가스터빈 시장 규모는 97조원이며, 오는 2035년까지 2배의 성장이 예상된다. 그러나 1ㆍ2차 세계대전에서 사용된 제트기를 제작‧운영해 본 국가(미국, 독일, 일본, 이탈리아)만이 ‘발전용 대형 가스터빈’ 기술을 보유하며 현재 시장을 주도하고 있다. 실제로 미국의 GE가 시장의 58%를 차지하고 있으며, 그 뒤를 독일의 지멘스(27%)와 일본의 미쯔비시(MHPS, 11%), 이탈리아의 안살도(4%)가 잇고 있다.
한편 추진단 발족식 이후 열린 산학연 간담회에서 두산중공업은 2013년부터 산학연 공동 연구개발(R&D) 국책과제를 통해 270MW 규모의 H급 가스터빈모델(복합효율 60%) 개발을 완료했으며, 이를 기반으로 200여개 국내 중소‧중견 협력기업들과 함께 Supply Chain 구축 및 기술 개발과 인력 양성을 적극 추진할 계획이라고 밝혔다.
두산중공업이 개발한 DGT6-300H S1 모델은 출력 270MW, 복합발전효율 60% 이상의 대용량, 고효율 가스터빈이다. 부품 수만 4만여 개에 이른다. 가스터빈 내부에 450개가 넘는 블레이드(날개)가 있는데 블레이드 1개 가격이 중형차 1대 가격과 맞먹는다. 또 가스발전(LNG)의 초미세먼지(PM 2.5) 배출은 석탄발전의 8분의 1, 직접 배출되는 황산화물, 질소산화물 등의 대기오염물질은 석탄발전의 3분의 1 이하 수준으로 친환경 운전이 가능하다.
발전용 가스터빈은 ‘기계공학의 꽃’이라 불릴 정도로 여러 분야에서 고도의 기술을 필요로 한다. 최신 가스터빈의 경우 핵심 기술은 ▲1500℃ 이상의 가혹한 운전조건에서 지속적으로 견디는 ‘초내열 합금 소재 기술’ ▲복잡한 형상의 고온용 부품을 구현하는 ‘정밀 주조 기술’ ▲대량의 공기를 24:1(최신 압축기 모델 기준)까지 압축하는 ‘축류형 압축기 기술’ ▲배출가스를 최소화하는 ‘연소기 기술’ ▲압축기·연소기·터빈의 핵심 구성품을 조합시키는 ‘시스템 인테그레이션 기술’이 조화된 최고 난이도 기계기술의 복합체다.
두산중공업 관계자는 “발전용 가스터빈은 항공기 제트엔진을 모태로 출발했지만 시장의 요구에 따라 급격한 기술발전을 이뤄냈다”며 “1500℃가 넘는 고온에서 안정성과 내구성을 보증하는 첨단소재 기술 등 이번에 개발한 270MW 모델에 적용한 일부 기술은 항공용 제트엔진의 기술력을 넘어섰다”고 설명했다.
두산중공업은 한국서부발전과 공동으로 오는 2023년 1월부터 500MW급 김포열병합발전소 가스터빈 실증사업에 돌입할 예정이다. 이밖에도 두산중공업은 시장 변화를 선제적으로 반영한 최신 사양의 후속 가스터빈 모델(380MW급), 신재생 발전의 단점으로 꼽히는 간헐성을 보완하기 위한 100MW급 중형 모델 개발도 함께 추진할 계획이다.
주영준 에너지자원실장은 “국산 가스터빈 기술 자립화는 지역산업 생태계구축, 부품･소재 경쟁력 강화, 일자리창출 등 경제적 측면뿐 아니라 에너지 안보 측면에서도 매우 중요한 과제”라고 강조했다.
그러면서 주 실장은 “이에 정부는 올해 상반기 중 추진단을 중심으로 ‘가스터빈 산업 글로벌 경쟁력 강화방안’을 마련하고 추가적인 실증 테스트베드 구축방안도 발전 5사와 협의를 거쳐 ‘제9차 전력수급기본계획’에 반영할 계획”이라고 덧붙였다.