한국에너지기술연구원(원장 김종남) 류호정 기후변화본부장 연구진이 산학연 협력으로 별도의 분리설비 없이 이산화탄소가 98% 이상 원천적으로 분리·배출되고, 초미세먼지 유발물질인 질소산화물도 저감할 수 있는 ‘케미컬루핑 연소기술’ 개발에 성공했다.

케미컬루핑 연소기술은 산소를 주고받을 수 있는 입자를 사용해 한쪽에서는 공기 중의 산소를 흡수하고, 다른 쪽에서는 산소를 내주어 연료와 연소해 공기와 이산화탄소가 혼합되지 않아 이산화탄소를 원천적으로 분리할 수 있는 미래 발전기술이다.

연구진이 개발한 기술은 세계 최초로 고압조건에서 운전되는 0.5㎿th급 케미컬루핑 플랜트에서 200시간 이상의 장기연속운전을 실증한 기술로 이산화탄소가 98% 이상 고농도로 배출되며, 총 질소산화물 배출농도도 15ppm 정도로 배출되는 세계 최고 수준의 기술이다.

케미컬루핑 연소기술의 핵심기술은 두 반응기 사이에서 입자를 순환시키면서 공기와 연료가 섞이는 것을 방지할 수 있는 공정기술과 두 반응기 사이를 순환하면서 산소를 주고받을 수 있는 입자기술인데 공정기술은 에너지기술연구원에서 입자기술은 한전 전력연구원에서 주도적으로 개발했다.

연구진은 케미컬루핑 연소기술을 이용할 경우 100㎿ 천연가스발전 기준으로 연간 운영이익 144억 원, 발전효율 4% 상승, 이산화탄소 포집비용 30% 절감, 연간 15만 톤의 이산화탄소 감축이 가능할 것으로 예상하고 있으며, 향후 가스발전소 온실가스 포집을 위한 차세대 기술로 각광받을 것으로 기대하고 있다.

연구책임자인 류호정 에너지기술연구원 기후변화본부 본부장은 “기존의 석탄화력 발전소에는 현재 국내에서 개발한 연소 후 포집기술 적용이 필요하지만 새로 건설되는 가스발전소의 경우 미래신기술을 접목해 이산화탄소 포집비용을 획기적으로 저감해야 한다”며, “세계 최고수준의 케미컬루핑 연소기술 적용을 통해 온실가스 원천분리가 가능한 차세대 발전기술을 실증하는데 기여할 계획”이라고 밝혔다.