한화파워시스템‧PSM‧토마센에너지, 가스터빈에서 기록적인 수소 사용량 달성

한화파워시스템은 수소 혼합 비율이 60%인 프레임 7E 가스 터빈을 성공적으로 가동하며 업계 신기록을 달성했다. 이는 PSM의 플레임시트 B-클래스 가스 터빈의 업그레이드 버전을 통해 가능했다.

PSM의 플레임시트(FlameSheet)™ 개조 연소 시스템은 80MW 대형 프레임 가스 터빈에서 한 자릿수 배출량으로 업계 기록인 60% 수소 연료 혼합을 제공한다. 플레임시트 연소기는 수소와 천연 가스의 다양한 혼합을 허용하여 완전히 탈탄소화 되고 급전 가능하며 반응성이 뛰어난 전력을 제공한다.

이는 PSM의 플레임시트 B-클래스 가스 터빈의 전 세계 설치 함대에 사용할 수 있는 업그레이드 버전인 '플레임시트 컴버스트 버거 플랫폼'(FlameSheet combust Burger Platform)을 통해 달성됐다¹ 수소혼소 발전의 주요 부품인 플레임시트 연소기는 최적화된 수명 주기 유지보수 비용으로 탁월한 연료 선택성, 운영 유연성 및 배기가스 성능을 제공한다.

수소 비율이 높을수록 탄소 배출량을 줄일 수 있으며, LNG발전소의 오래된 가스터빈을 적은 비용으로 개조해 사용할 수 있다. 수소혼소 발전은 가스터빈에 수소와 천연가스(LNG)를 함께 공급‧연소해 전기와 열을 생산한다.
한화임팩트의 대산사업장은 한국 서산시에 위치한 발전소이다. 이곳은 한화와 토탈에너지가 공동으로 소유한 석유화학 부지 내에 건설됐으며, 수소혼소 가스터빈을 테스트하고 개발한다. 80MW급 수소혼소 가스터빈의 성공적인 시운전을 완료하고, 수소 혼합 비율이 60%인 프레임 7E 가스 터빈을 성공적으로 가동하여 업계 기록을 경신했다. 이후 한화는 한국서부발전과 함께 중대형(80MW급) 가스터빈의 수소 혼소율 59.5% 실증을 세계 최초로 성공했다.

한화는 그동안 천연가스 가스터빈에 수소혼소율 40%까지 적용했다. 상업가동 중인 가스터빈에 수소혼소 기술을 적용한 첫번째 사례는 한화임팩트가 지분 100%를 인수한 미국 PSM사와 네덜란드 토마센 에너지가 수행한 네덜란드 남부지역 가스터빈 발전소 개조사업이다.

한편 한화임팩트는 지난해 한화파워시스템에 수소사업 일체를 양도했다. 지난 2021년 인수한 미국 수소혼소 업체인 PSM의 경영권과 부품·사후관리(AS) 사업도 넘겼다.

PSM은 미국 인디애나주 에번스빌에 1998년에 설립되었으며, 가스터빈의 설계, 제조, 서비스, 개조 등을 제공한다. PSM은 2014년에 한화임팩트에 인수되었으며, 현재는 한화 임팩트 부문의 일부로 수소혼소 가스터빈 기술을 개발하고 있다.

PSM의 알렉스 호프스(Alex Hoffs) 사장 겸 한화 가스터빈 사업부 글로벌 리더는 "전 세계 전력 생산자들은 탄소 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있으며 경제성, 신뢰성, 지속 가능성 사이에서 균형을 이뤄야 한다"며 "플레임시트 업그레이드를 통해 고객은 기존 가스 터빈 자산을 사용하여 이러한 약속을 이행할 수 있다"고 말했다.
PSM의 청정 에너지 솔루션 담당 부사장인 제프 베노이(Jeff Benoit)는 "오늘날 설치된 가스 터빈 발전소는 태양열과 풍력에 대한 의존도를 보완하고 균형을 맞출 수 있다." "터빈은 효율적이고 응답성이 뛰어나며 신뢰할 수 있다. PSM의 업그레이드를 통해 기존 가스 터빈은 이제 무탄소화되고 본질적으로 미래를 보장하는 경로에 있다"라고 말했다.


홍정화 글로벌이코노믹 기자 noja@g-enews.com