발전부문과 환경부문은 전력산업 분야 중에서 가장 관심의 초점이 되는 분야이다. 온실가스 증가로 인한 세계적인 환경피해를 감소시키기 위해 교토협약이 성립되고 강대국들도 국제 환경단체와 여론의 영향으로 협약에 참가하면서 각국은 ‘온실가스 감소’라는 커다란 경제적 부담을 안게 됐다.
세계 각국은 이러한 상황하에서 자국의 이익에 따라 각기 다른 전략을 수립, 추진하고 있으며 한국도 정부의 주도아래 기후변화협약에 대한 부담을 사전에 경감시키고자 국가적으로 대책을 강구중이나 현재까지 뚜렷한 성과는 거두지 못하고 있는 실정이다.

■ 발전, 환경/구조부문

마이크로 가스터빈 고효율 시스템 개발

CO2온실가스 처리 초임계 조성기술도

전력산업의 발전분야와 환경·구조부문은 이러한 전력산업 변환기의 중심에 서있는 기술 분야이며 특히 CO₂를 대량으로 배출하는 석탄, 석유화력발전소의 경우 향후 발전량의 비중이 점차 감소할 수밖에 없고 이러한 추세는 필수적으로 CO₂배출이 없는 대체에너지의 개발과 확보에 세계 각국들이 중점 투자하는 주요 원인이기도 하다.

전력산업과 발전부문을 주도하는 한전과 전력그룹사는 이러한 난관을 극복하고 발전 산업을 지속적으로 성장시키기 위해 이번 전력기술발전기본계획을 수립하면서 발전부문에는 3개 분야 9개 확보기술을 포함했고 환경·구조 부문도 4개 분야에 10개 확보기술을 선정했다.
발전부문의 세부적으로는 발전소의 고장예방과 설비신뢰도 향상을 위해 발전설비 진단분야에 설비고장 진단기술과 예측정비 기술을 선정했다. 설비고장 진단기술은 발전소의 터빈, 보일러, 발전기 등 주요설비를 진단하는 기술이며 예측정비 기술은 발전설비의 수명을 평가하고 예측, 최적의 교체시기를 찾아내 정비할 수 있게 해주는 발전설비의 신뢰성과 경제성을 향상시킬 수 있는 기술 분야이다.

발전설비 운영분야는 발전설비의 효율향상과 안정적 운전에 초점을 맞추어 발전설비 성능향상기술과 장수명 소재기술, 연소관리 최적화기술, 제어시스템 개선 및 최적제어기술, 로봇 및 메카트로닉스 기술 등이 선정됐다.

발전설비 성능향상기술은 발전플랜트의 성능진단과 해석기술을 확보하고 온라인으로 성능을 감시 운전하는 기술 분야이다. 장수명 소재기술은 발전설비의 핵심이라 할 수 있는 터빈분야의 기술로 부품의 국산화 개발, 초고온에서 견딜 수 있는 초내열합금의 특성평가 기술, 터빈 냉각을 위한 유로 해석기술과 부품의 피로도를 판단할 수 있는 피로해석 및 예측기술을 선정했다.

연소관리 최적화 기술은 보일러 및 가스터빈 연소기술의 모델 개발 및 진동저감 기술개발에 중점을 두고 있으며 연료의 연소성평가 기술도 확보할 계획이다. 이외에도 석탄발전소에서 대량으로 발생하는 석탄회의 재활용을 위한 제올라이트 합성기술도 대상에 포함했다.
미래 신발전 기술 분야는 석탄을 가스화시켜 수소를 생산하는 기술과 가까운 장래에 일반화 될 것으로 예상되는 분산전원용 마이크로 가스터빈의 활용기술이 선정됐다. 석탄을 가스화시켜 수소를 생산하는 분야는 IGCC와 가스정제기술과도 연계돼 향후 매우 다양하게 활용될 기술로 전망된다.

마이크로 가스터빈 기술은 이미 개발돼 시중에 활용이 되고 있는 소형가스터빈을 이용, 신뢰성과 효율이 높고 대기오염성분이 적은 친환경 발전시스템을 개발하는 기술로 전력시장이 개방되면서 수요가 급증할 것으로 예상되는 분야이다.

환경·구조 부문은 대기 환경 분야에 발전소의 배가스 처리와 촉매를 이용하는 기술과 배가스에 포함된 환경오염물질을 저감하고 재처리할 수 있는 기술을 선정했다. 배가스의 공정개발 기술과 배가스에 포함된 황 성분을 제거하기 위한 탈황기술 및 유해물질 감시, 처리기술이 선정됐다. 이외에도 요즘 이슈가 되는 PCBs처리기술 개발, 대기에 배출되는 SOx를 처리하기 위한 흡착제 개발 등에 방향이 맞추어져 있다. 환경화학분야는 발전설비의 용수활용에 관련된 기술로 보일러 계통의 부식방지, HRSG보급수의 용존산소제거기술 등이 선정됐다.

이외에도 증기계통, HRSG, 증기발생기의 화학세정기술도 선정됐다. 지구환경 분야는 가장 논란이 되고 있는 CO₂의 회수, 분리, 저장 및 전환을 위한 기술개발분야로 이번 기술개발계획의 중요분야중 하나이다. 연료가스중의 CO₂회수, 고효율의 CO₂회수를 위한 막소재 개발과 CO₂저장 및 전환을 위한 초임계상태 조성기술 등이 있다.

이밖에 연소하기전의 합성가스 무공해 정제기술, 합성가스에서 수소·이산화탄소 분리기술, 합성가스 중 CO₂회수기술도 개발대상이다.

구조부문은 구조물의 열화판명 기술과 상태계측, 안전진단과 평가 및 예측기술 등이 선정됐다. 발전설비의 구조물은 장기간동안 기계구조물의 하중을 견디고 스트레스를 받으므로 이에 대한 해석과 수명예측기술도 중요한 개발대상기술이다. 부지 및 기초안전성 확보기술은 발전소나 변전소 부지의 안정성을 판단하고 부지의 지반거동상태를 해석하는 기술이며 지중구조물 방재분야에는 전력구 터널공법에 대한 검증기술이 포함돼 있다.

이외에도 지진발생가능성이 있는 활성단층에 대한 조사 및 평가기술과 부지의 지진에 대한 안전성 평가 기술도 확보대상기술이며 구조물의 지진에 대한 위험도를 해석하고 예측하는 기술도 확보대상기술에 선정됐다.

또 발전설비중 지진이나 해일에 의한 취배수 설비의 영향평가 및 토양의 영향평가 기술도 포함돼 있다.

<자료제공 : 한전 기술기획실>