【에너지타임즈】 석탄발전소 연료인 유연탄을 쌓아두는 저탄장에 발생하는 자연발화를 줄일 수 있는 전용 소화수가 개발됐다. 자연발화에 따른 환경 민원에 대응할 수 있고 연간 1400억 원에 달하는 에너지 손실을 막는 역할을 할 것으로 기대되고 있다.

21일 한전 전력연구원에 따르면 전력연구원은 한국남동·중부·서부·동서발전(주) 등과 기름 성질의 자연발화 석탄에 대해 액체 접촉성과 침투성이 향상된 전용 소화수 제조 원천기술을 개발했다.

석탄발전소용 연료인 아역청탄은 석탄 중에서도 낮은 등급으로 분류돼 있으며, 표면에 공기 중 산소와 수분이 잘 흡착되는 그런 특징을 갖고 있다. 그 결과 산소를 흡착한 석탄 표면은 산화반응으로 인해 표면 온도가 올라가면 자연발화가 발생하는 문제점이 있다.

현재 석탄발전소는 기름 성질로 물과 화합력이 낮은 자연발화 석탄을 수돗물로 진화하고 있다. 다만 수돗물을 소화수로 활용함에 따라 소화 성능이 낮고 고압 소화수 사용으로 사용량이 많다는 문제점이 지적되고 있다. 또 불완전한 소화로 인해 자연발화가 다시 발생하는 문제도 있다.

전력연구원 측은 발전공기업과 함께 이 같은 문제를 해결하기 위해 기름 성질의 자연발화 석탄에 접촉성과 침투성이 향상된 자연발화 석탄 전용 소화수 제조 원천기술을 개발하게 됐다고 설명했다.

이번에 개발된 소화수는 안정성이 검증된 비누와 합성세제 원료인 계면활성제 6종을 첨가하고 있다. 계면활성화제는 하나의 분자가 물과 잘 섞이는 성징인 친수성과 기름과 잘 섞이는 성질인 소수성을 모두 갖고 있어 소화수가 석탄에 접촉하는 성능을 높이는 기능을 한다. 또 석탄 입자 사이에 계면활성제 침투속도를 개선할 수 있는 전해질 물질도 포함돼 있다.

특히 이 소화수는 자연발화 석탄에 분사 시 젖음성과 반비례하는 접촉각을 기존 수돗물 대비 4배 이상 감소시킬 수 있고, 표면장력도 수돗물 대비 3배 이상 낮춰 석탄과 젖음성과 침투성이 대폭 향상시킬 수 있도록 개발됐다.

전력연구원은 서부발전 태안발전본부 옥외저탄장과 동서발전 당진발전본부 옥내저탄장 등을 대상으로 이번에 개발한 전용 소호수 성능검증을 완료한 바 있고, 2023년까지 석탄발전소 옥내저탄장에서 자연발화 석탄 종류와 현장 상황별 개발 소화수 소화 성능과 소화수를 적용한 석탄의 연소환경 적합성 평가를 수행할 방침이다.

박성운 전력연구원 선임연구원은 “석탄은 전량 해외 수입에 의존하고 있으며 자연발화로 인해 1~5% 석탄 열량 손실이 발생하고 있어 앞으로도 자연발화 석탄 소화수가 확대 적용되면 연간 1350억 원에 달하는 손실비를 줄이는 한편 악취로 인한 민원을 해결할 수 있을 것”으로 기대했다.