I. 제목
에너지 기반 확충사업 (I)
II. 연구개발의 목적 및 중요성
「2MWe급 연소배가스 R&D 실증설비」는 상용 200MWe규모 석탄화력발전소(예; 동서발전(주) 동해화력발전소 순환유동층연소설비)를 약 1/100로 축소한 규모로 실제 화력발전소에서 연료로 사용하는 석탄(유연탄)과 연소에 필요한 모든 설비 그리고 증기터빈 및 발전설비를 갖추고 있다. 특히 발전소에서도 갖추지 못한 연소배가스 처리설비는 국내에서 개발된 온실가스를 포함하여 연소배가스에 관련된 기술을 집약하여 설치된 국내유일의 연소배가스 R&D 실증설비 임에 틀림없다.
본 설비의 안정적이고 연속적인 운전을 통하여 국내의 기업체에서 열병합용으로 가동중인 순환유동층연소설비의 운전기준(안)을 마련하고, 석탄 열병합 발전설비의 경제적으로 가장 적합한 공정을 개발하여 제안할 것이다. 또 국내 연구기관에서 개발중인 온실가스(CO2, CH4, N2O)와 연소배가스(SOx, NOx, Dust, 중금속 등)에 해당하는 연구사업의 실증시험을 수행한다. 이 실증시험은 개발된 기술이 조기에 기업체에 성공적으로 적용 가능하도록 할 것이다. 그리고 본 설비는 고체연료를 청정하게 연소하고, 연소과정에서 발생하는 대기오염물질의 처리를 가장 안전하게 처리할 수 있는 시스템에 갖추어져 이를 이용하여 기후변화협약을 대비한 기술인력 교육 뿐만아니라 기술개발을 도모할 수 있어 이를 도출하여 국가 온실가스 감축 기술개발에 기여하고자 한다.
ㆍ 2MWe급 석탄 열병합발전시스템의 성능평가에 따른 운전기술 정립
ㆍ 국내 연구 개발중인 온실가스 및 연소배가스 처리기술의 실증평가시험
ㆍ 기후변화협약 대비 연소배가스 및 온실가스 처리기술 인력교육, 기술개발계획 도출
III. 연구개발의 내용 및 범위
○ 성능부하조건 변화에 따른 실증설비의 안정적 운전
본 설비의 성능시험운전은 총 7차례에 걸쳐 수행되었으며, 이때 생산 배출된 연소배가스는 연구개발사업의 실증시험에 활용하였다. 설비의 성능시험운전은 주로 설비의 안정성 관점에서 수행되었는데, 최장기 운전은 총 52일간 연속적 운전을 통해, 생산되는 연소배가스는 실증시험을 위해 공급하고, 본 설비의 하절기 안정성시험과 연구원 소비전력을 충당하기 위한 목적으로 운전되었다. 금년도 설비운전실적은 MCR부하 75%에서 총 190일 동안 7차례에 걸쳐 운전되었다. 전력생산량은 총 5,100 MWe 생산하여 1,910 MWe를 자체소비전력으로 사용하고, 3,180 MWe를 연구원 및 전력거래소를 통하여 공급하였다.
○ 국내 연구개발중인 온실가스 및 연소배가스 처리기술의 실증평가시험
본 설비에서 생산된 연소배가스를 이용하여 국가연구개발사업의 실증시험을 수행하였다. 아직 설비의 홍보가 미흡하고, 안정성이 보장되지 않는 관계로 연구개발사업의 실증시험의뢰건수가 많지는 않았다. 온실가스 처리기술 개발이 활발한 관계로 4건이 수행되었으며, 질소산화물, 황산화물 그리고 아산화질소의 제거를 위한 기술개발이 각각 1건씩 수행되었다.
○ 국내 연소 배출가스 처리기술관련 인력교육 및 실증시스템이용 기술개발계획 도출
본 설비는 개발기술의 실증시험을 위하여 구축된 power plant를 1/100으로 축소한 규모로 화력발전소의 교육용으로 매우 적합하다. 본 설비를 공동으로 활용할 수 있는 연구분야는 주로 연소시스템을 이용하는 분야와 연소배가스 처리분야로 구분하여 활용할 수 있다. 본 설비를 활용한 인력교육 및 기술개발 과제가 다음과 같이 도출되었다.
o 국가연구개발사업의 실증사업
o 연소배가스 처리기술 보급 및 기술교육사업
o R&D 실증설비를 활용한 발전(사) 교육사업
o 폐목재와 석탄을 혼합한 열병합발전 연료개발
o 신에너지기술 및 연소배가스 처리기술 현장교육사업
o 고효율 연소배가스 복합처리공정개발
IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
『연소배가스 R&D 실증설비』가 안정적으로 운전되고, 개발기술의 실증사업을 원활하게 이루기 위해서는 적정한 운영비가 필요하다. 본 설비를 활용한 연구사업은 공공성이 있는 기본연구사업과 기후변화협약을 대비한 온실가스 감축기술개발, 환경오염물질을 효율적이고 경제적인 방법으로 처리할 수 있는 기술개발사업을 수행하고, 실증시험은 주로 국내에서 개발된 환경 처리기술을 대상으로 하며, 더불어 일반기업체의 연구개발을 위한 기술지원을 수행할 수 있다.
또 정부의 전문 인력양성 프로그램을 적극적으로 대응하여 교육기관의 면모를 갖춘 본 평가시스템에서 기후변화협약을 대비한 공무원 교육을 비롯하여 산업연수생, 산업체의 인력위탁교육, 이공계 대학생의 현장교육을 담당하는 역할을 수행하여 공공기반 연구시설 역할을 다하여 본 평가시스템이 국가 과학기술발전에 지대한 역할을 할 수 있기를 기대하고 있다.
- 실제 연소배가스 이용한 연구 개발기술의 실증시험설비
- 고체물질의 연소성 평가, 온실가스, SOx, NOx, 분진, 중금속 등 기술개발이 가능한 설비로 활용
- 공동연구시험 및 개방형 실증시험실로 할용