한전 발전자회사, 지역난방공사 등 10여개 기업 참여 2024년 9월까지 시제품 기술 개발

한전 전력연구원 등 국내 기업이 참여해 가스터빈의 핵심부품인 블레이드 국산화를 추진한다.

한전 전력연구원(원장 김숙철)이 한국남동발전 등 5개 발전 자회사, 한국지역난방공사, 한화에어로스페이스를 포함한 10개 참여 기관과 공동으로 2024년 9월까지 ‘가스터빈 블레이드 시제품 성능검증 기술 개발’ 연구 과제를 시작한다.

국내 가스터빈 시장은 GE, 지멘스, MHPS 등 외국기업이 독점해 왔으며, 향후 석탄화력을 대체할 발전원으로 수요가 급증할 것으로 예상돼 국산화가 시급한 기술이다. 가스터빈은 공기를 압축하고 연료와 함께 고압 조건에서 연소시켜 생긴 가스의 에너지를 이용해 전기를 생산한다. 블레이드는 고온의 가스를 전기를 생산하기 위한 회전에너지로 바꿔주는 핵심 부품이다.

1500℃가 넘는 고온에서 분당 3600회의 회전을 해야 하기 때문에 블레이드 제작은 ‘기계공학의 꽃’으로 불린다. 특히 국내 가스터빈은 전력수요에 따라 불규칙한 기동·정지를 자주 하고, 이로 인해 가열과 냉각이 반복돼 블레이드 수명이 짧아지는 단점을 안고 있다.

이 때문에 국내 발전환경에 적합한 블레이드의 개발이 필요한 상황이다. 그동안 정부 주도로 민간과 협력을 통해 많은 시제품이 제작됐지만, 개발품의 성능 신뢰 문제로 국내 실증 운전이 안 됐다. 전력연구원은 이러한 문제를 해결하고 체계적인 가스터빈 블레이드 개발이 원활한 국내 이용이 이뤄지도록 과제를 착수하게 됐다. 연구 기간 중 국내 업체는 가스터빈 블레이드를 실 제작하고, 전력연구원은 자체 보유한 실험설비를 통해 검증을 진행할 방침이다.

연구과제 참여사인 발전사는 실험 결과를 바탕으로 실증을 추진할 계획이다. 기술개발이 완료되는 2024년 이후에는 국산 가스터빈 블레이드의 보급 및 사업화를 위해 성능검증이 완료된 블레이드 시제품을 실제 운전 중인 발전소에 설치할 계획이다. 국내 실증 성공 시 공급부터 유지·보수까지 해외 제작사가 독점하고 있는 상황에서 약 30%의 가스터빈 운영비용을 절감할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

전력연구원 관계자는 “가스터빈 국산화는 2019년 12월 정부가 발표한 제4차 에너지기술개발계획 청정발전 분야에 포함된 국가 핵심목표”라며 “정부에서 추진하는 에너지전환정책의 목표 달성을 위해 국내 업체 및 발전사와 협력해 우수한 성과를 거두기 위해 노력하겠다”고 말했다.