습식전기집진 기술부터 탈질·탈황설비, CCS까지 기술 망라

미세먼지의 원인 중 하나로 지목돼 석탄화력발전소의 위상이 추락하고 있는 가운데, 두산중공업이 미세먼지 감축기술로 친환경 발전 시장 공략에 박차를 가하고 있다.

최근 정부가 발표한 ‘석탄발전 처리 및 오염물질 감축계획’에 따르면 가동된 지 30년이 넘은 10기 발전소 중 8기는 수명종료 시점에 맞춰 순차적으로 모두 폐쇄하고 2기는 연료를 석탄에서 바이오매스로 전환키로 했다. 또 20년 이상된 발전소 8기는 환경설비를 전면 교체하는 성능개선에 착수하고, 20년 미만 발전소는 오염물질 감축과 효율개선을 추진하게 된다.

이 같은 정부 계획에 발맞춰 두산중공업은 오염물질 감축, 연료전환, 성능개선 등 친환경 발전기술을 선보이고 있다.

◆습식·건식 전기집진기 등으로 초미세먼지 감축

미세먼지는 지름이 10㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜) 이하의 먼지로 PM(Particulate Matter)10으로도 불린다. 미세먼지 중 입자의 크기가 더 작은 미세먼지를 초미세먼지라 부르며, 이는 지름 2.5㎛ 이하의 먼지로서 PM2.5이다. 발전소마다 미세먼지를 제거하기 위해 전기집진기(ESP)를 장착하고 있는데, 전기집진기는 크게 습식 방식과 건식 방식으로 분류할 수 있다. 두산중공업은 두 방식 모두 기술력을 보유하고 있다. 건식 전기집진기의 미세먼지 제거율은 99%, 초미세먼지 제거율은 95% 수준이다. 반면 습식 전기집진기 기술을 사용하면 미세먼지 제거율은 건식과 동일한 상태에서 초미세먼지 제거율을 96~99%까지 향상시킬 수 있다. 현재 습식 방식은 일본, 미국, 유럽 등 일부 국가에서 사용되고 있지만 아직 국내 대형발전소에 사용된 사례는 없다. 건식 대비 높은 도입비용이 가장 큰 이유다.

두산중공업은 또 발전소에서 배출하는 또 다른 오염물질인 질소산화물과 아황산가스를 제거하는 탈질설비와 탈황설비도 생산하고 있다. 탈질설비(SCR)는 질소산화물(NOx)을 제거하는 기술로서, 2014년부터 5년간 연평균 5.0% 성장해 2019년 약 16조원의 시장이 형성될 것으로 전망된다. 탈황설비(FGD)는 배기가스에 포함된 아황산가스를 제거한다.

두산중공업은 이산화탄소 배출을 직접적으로 막아주는 CCS 기술도 확보한 상태다. 두산중공업은 PCC 원천기술 보유기업인 캐나다 HTC로부터 기술 라이선스를 확보하고, 향후 2050년 연평균 84조원 규모(국제에너지기구 전망)로 형성되는 CCS 시장을 지속적으로 공략해 나갈 계획이다.

◆성능개선과 연료전환 통해 오염물질 감축

두산중공업은 30년 이상 된 노후발전소인 영동화력 1호기 연료전환 사업에 참여하고 있다. 이 사업은 기존 석탄을 연료로 하는 석탄화력발전소를 바이오매스 발전소로 전환하는 프로젝트다. 바이오매스란 식물, 동물과 같은 생물체에서 얻어지는 에너지원을 말하는데 석탄, LNG 등 화석연료 대비 황산화물, 질소산화물 등 대기오염 배출량이 65%~75% 이상 적어 친환경 연료로 일컬어진다.

또 20년 이상 가동된 발전소를 대상으로 실시할 성능개선 사업에서도 두산중공업은 국내 최고 기술력을 확보하고 있다. 최신 기술이 적용된 환경설비를 도입하는 만큼 오염물질 제거율은 대폭 향상된다. 또 발전효율 향상을 위해 터빈과 같은 발전소 주요 기기도 교체하고 있다. 발전효율이 올라가면 기존 대비 더 적은 연료로도 동일한 전력을 생산할 수 있게 되어 결과적으로 오염물질배출 감축 효과를 가져온다.

◆풍력·ESS 등 저탄소·친환경 발전

두산중공업은 저탄소·친환경 발전원인 풍력발전 시장에서 꾸준한 실적을 거두고 있다. 2011년 국내 최초로 3MW급 육·해상풍력시스템인 ‘WinDS3000TM’을 개발해 국제인증을 받았다. 현재 WinDS3000TM 17기(51MW)를 운전하고 있으며, 52기(156MW)는 건설 중에 있다. 현재까지 국내 기업 중 최대 실적인 207MW의 계약을 체결했다. 또한 국내에서 해상풍력발전 관련 계약실적은 물론 시공, 운영 경험을 확보한 기업은 두산중공업이 유일하다. 아울러 신재생에너지의 전력공급을 안정화 할 수 있는 기술인 에너지저장장치(ESS) 분야에도 진출해 최근 미국의 ESS 소프트웨어 원천기술 보유업체인 원에너지시스템즈를 인수해 ESS의 설계, 설치, 시운전 등의 과정을 일괄 수행할 수 있게 됐다.