【에너지타임즈】그 동안 대기 중으로 버려지던 중·저온의 폐열을 발전연료로 전력을 생산하는 발전시스템 기술개발이 본격화됐다. 우리나라 제조업에서 사용되는 에너지소비량 중 11%가량이 버려지는 것을 감안하면 이 기술은 폐열을 재활용함으로써 에너지신산업 활성화에 크게 기여할 것으로 보인다.

한전 전력연구원(원장 김동섭)은 에너지신산업을 창출하고 에너지의 효율적인 이용을 도모하기 위해 디젤발전기와 산업공정에서 버려지는 80~100℃ 중·저온의 폐열로 물보다 낮은 온도에서 증발하는 냉매를 가열해 전력을 생산하는 유기랭킨사이클(Organic Rankine Cycle) 발전시스템을 2018년까지 10kW급 규모로 개발키로 한데 이어 기술개발에 착수했다고 4일 밝혔다.

전력연구원 측은 2018년까지 3년에 걸쳐 디젤발전기 배기가스와 냉각수 등 80~100℃ 범위의 중·저온 폐열을 이용해 발전출력 10kW, 열효율 9%를 갖춘 유기랭킨사이클 발전시스템을 개발할 예정이라고 설명했다. 또 이 시스템의 개발이 완료될 경우 디젤발전기의 발전출력이 4.5% 향상될 것으로 기대했다.

그 일환으로 전력연구원은 이 프로젝트를 통해 터빈과 열교환기 등 단위기기와 친환경냉매를 개발할 예정이다.

또 한전은 2017년부터 전북 위도에 운영 중인 내연발전기를 대상으로 실증을 거쳐 산업폐열이 발생하는 우리나라 업체 등에 확대적용을 추진할 방침이다.

특히 우리나라 도서지역에 운영 중인 95MW 규모의 내연발전기에 이 시스템을 적용할 경우 연간 40억 원의 발전연료와 8000톤에 달하는 이산화탄소 배출을 저감할 것으로 점쳐지고 있다.

이에 앞서 전력연구원은 2014년 디젤발전기에 1kW급 유기랭킨사이클 발전시스템을 적용하는 선행연구를 통해 터빈출력 820W와 효율 7.2%를 달성하는 등 중·저온 폐열을 활용한 이 시스템의 설계기술을 확보하고 기술적인 타당성을 검증한 바 있다.

전력연구원 관계자는 “전력연구원은 유기랭킨사이클 발전시스템 기술개발을 통해 합리적인 에너지 이용을 도모하고 온실가스 저감과 미활용 열을 이용한 에너지신산업 확산에 기여하는 한편 소형터보머신 등 우리나라 관련 업계의 기술경쟁력을 제고할 것”이라고 말했다.

한편 에너지경제연구원에 따르면 우리나라 제조업 에너지소비량은 연간 9700만 TOE로 이중 11%가량이 폐열로 버려지고 있다.

현재 산업체 소각로와 보일러 등에서 발생하는 폐열은 난방과 공정용 증기 생산, 증기터빈을 이용한 전력생산 등에 재활용되고 있으며, 350℃ 이하 폐열은 직접적 이용이 어려워 대부분 대기로 방출되고 있다.