천연가스 발전소 유독가스 90%를 없앴다

에기연, 가동 초기 유해가스 없애는 촉매 개발
유해물질을 이산화탄소·물·일산화질소로 바꿔
발전소에서 성능 검증 완료해 기업에 기술이전

한국에너지기술연구원 대기청정연구실 황선미 박사팀이 개발한 촉매가 적용된 인천종합에너지의 파일럿 실증 설비. 에너지기술연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 대기청정연구실 황선미 박사팀이 천연가스 발전 가동 초기에 나오는 유해물질을 90% 이상 줄일 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술은 인천종합에너지 주식회사와 함께 천연가스 발전 배기가스를 대상으로 한 실증연구를 진행, 성능과 적용 가능성을 모두 검증 완료했다. 현재 연구진은 관련 기업에 기술이전을 완료했다.

18일 에너지기술연구원에 따르면, 천연가스 발전은 석탄발전에 비해 대기오염물질을 8분의 1 수준으로 배출하는 친환경 방식이다. 하지만 빈번한 가동, 중단은 오히려 자동차가 공회전 할 때 처럼 환경과 인체에 해로운 고농도, 다량의 일산화탄소, 미연탄화수소, 이산화질소를 발생시킨다. 유해가스 배출을 최소화하기 위한 국내 기술이 없어 해외의 값비싼 촉매를 도입해 왔다.

연구진이 개발한 촉매는 150~400도의 넓은 온도 영역에서 활발하게 반응할 수 있도록 설계됐다. 테스트 결과, 천연가스 발전이 가동되는 150~250도의 낮은 온도 영역에서도 일산화탄소, 이산화질소, 미연탄화수소를 90% 이상 동시에 줄였다.

한국에너지기술연구원 대기청정연구실 황선미 박사팀이 실제 테스트를 위해 개발한 촉매(가운데)를 벌집 모양의 허니컴 담체(왼쪽)에 촉매를 코팅(오른쪽)했다. 에너지기술연구원 제공

연구진은 "이 기술의 핵심은 촉매가 산화반응과 환원반응을 동시에 촉진할 수 있도록 하는 설계"라고 설명했다. 이 촉매는 일산화탄소와 미연탄화수소를 산소와 반응시켜 인체에 무해한 이산화탄소와 물로 바꾸고, 동시에 이산화질소는 일산화질소가 된다.

특히 해외에서 만든 촉매는 320도에서 일산화탄소와 미연탄화수소만 줄이지만, 이 촉매는 150도의 낮은 온도에서도 이산화질소까지 모두 줄인다. 뿐만아니라 추가로 설비를 도입하지 않아도 기존 설비에서 촉매만 교체하면 돼 발전업체의 비용 부담 문제도 덜었다.

연구진은 이번 국산 촉매 개발이 해외 의존을 벗어나고 나아가 해외 시장까지 겨냥할 수 있을 것으로 보고 있다. 해외 촉매는 질소산화물만 줄이는 국산 촉매에 비해 가격이 3배 이상 높으며, 대체재가 없어 해외 기업과의 가격 협상도 어렵다.

황선미 박사는 "이번에 개발한 국산 촉매기술을 통해 일산화탄소, 미연탄화수소 등 유해물질 배출 규제에 앞선 선제적 대응이 가능하며, 국내 발전소 맞춤형 기술로 업체와 주민 모두 수용성을 높일 수 있는 기술"이라고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자