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중부발전-두산퓨얼셀, 연료전지 폐열회수 발전시스템 실증 추진

보령발전본부 인산형 연료전지에 최적 ORC 모델 적용
잉여 열 활용 연중 전력 생산으로 에너지 효율 극대화


[월간수소경제 이종수 기자] 한국중부발전과 연료전지 전문기업 두산퓨얼셀이 국내 최초로 인산형 연료전지 폐열회수 발전시스템 실증 사업을 추진한다.


한국중부발전(사장 박형구)은 14일 두산퓨얼셀(대표 유수경)과 인산형 연료전지(PAFC, Phosphoric Acid Fuel Cell) 폐열회수 발전시스템(Organic Rankine Cycle, 유기 랭킨 사이클) 실증 사업을 공동 추진하기 위한 양해각서를 체결했다.


중부발전에 따르면 폐열회수 발전시스템(이하 ‘ORC’)은 연료를 사용하지 않고 미활용 열에너지를 이용해 소규모 전기에너지를 생산하는 설비로 대기오염물질 배출이 없는 청정 발전시스템이다. 기본적으로 증기터빈을 작동하기 위한 랭킨 사이클과 동일하지만 작동 유체(working fluid)로 물이 아닌 유기물을 사용한다. 이때 사용되는 유기물은 물보다 끓는점이 낮아 100℃ 이하의 온도에서 기화하므로 낮은 온도의 폐열로부터 전기를 얻을 수 있다.


인산형 연료전지는 전기와 열을 동시에 생산하는 타입으로 순수 발전 시 발전효율이 43% 내외이며, 열병합 발전 시 최대 90%까지 효율을 높일 수 있다. 그러나 열 수요가 적은 하절기에는 이용률 하락으로 열 손실이 발생할 수 있고, 집단에너지사업 단지 및 스마트팜 등 열 수요처를 고려한 사업부지 선정에 제한이 있었다.




인산형 연료전지를 ORC와 연계할 경우 잉여 열을 활용해 연중 전력을 생산함으로써 에너지 효율 극대화로 사업주 수익창출에 기여할 수 있고, 사업부지 선정범위를 확대할 수 있어 경쟁력을 더욱 향상시킬 수 있다.


중부발전과 두산퓨얼셀은 이번 양해각서를 통해 현재 운영 중인 보령발전본부 인산형 연료전지(7.48MW)에 최적의 ORC 모델을 적용하고 연료전지와 ORC 연계방안 검토 등 성공적인 ORC 실증을 위해 상호 협력하기로 했다.


박형구 중부발전 사장은 “국내 최초로 인산형 연료전지에 ORC 실증사업을 공동 추진함으로써 연료전지 사업 및 수소 신사업 모델 확대 등으로 양 기관의 상호 발전을 기대한다”라며 “국내기술을 활용한 연료전지 발전사업의 경쟁력을 향상시키고, 다양한 후속 사업을 개발할 수 있는 계기로 만들어 줄 것”을 당부했다. 




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