기계연, 초임계 CO2 발전 시스템 원천기술 확보...국내 최초

한국기계연구원이 국내 최초로 초임계 CO2 발전 시스템용 핵심 기계 원천기술을 확보하고 실증에도 성공했다고 3일 밝혔다.

기계연에 따르면 박무룡 책임연구원 연구팀은 초임계 CO2 발전 시스템에 필요한 펌프·터빈 및 열교환기 등 핵심 기계를 개발하고 시제품으로 발전시스템을 구성해 250kW 출력 실증에 성공했다.

그동안 국내 기술로 실증 시도는 있었지만 핵심기계를 모두 국내 기술로 개발하고 발전시스템을 구성해 출력까지 성공한 것은 이번이 처음이다.

초임계 CO2 발전은 기존 증기발전에서 활용하던 증기 대신 초임계 상태의 CO2를 작동유체로 활용하는 발전 방식이다.

초임계 상태는임계점보다 높은 압력에서 작동유체가 액체와 기체의 성질을 동시에 갖는 상태를 말한다.

이러한 초임계 상태의 CO2를 작동유체로 사용하면 발전효율이 향상될 뿐 아니라 시스템 소형화도 가능하다.

CO2의 임계점은 온도 31℃, 압력 7.37 ㎫ 이상의 조건에서 초임계 상태를 유지할 수 있으며, 밀도가 크고 점성이 낮은 것이 특징이다.

이를 활용하면 기존의 증기발전 시스템에서 기체인 증기를 고압조건으로 만드는 것보다 더 적은 에너지로 초임계 상태에서 CO2를 고압 조건으로 만들 수 있다.

에너지변환기계연구실 박무룡 책임연구원은 “초임계 CO2 발전 시스템은 에너지 시스템의 효율을 극대화 할 수 있을 뿐 아니라 기후변화 위기에 대응한 CO2 배출 총량 규제에 적극 대응할 수 있는 기술”이라며 “상용화를 위해 가장 중요한 단계인 실험실 규모의 실증을 성공적으로 마친 만큼 실제 발전 현장에 적용하는 추가 연구를 통해 관련 발전시스템 상용화에 기여하겠다”고 밝혔다.