핵심 원천기술 확보, 미래성장동력으로 육성
두산중공업
지구의 온난화, 환경오염 문제에 대처하기 위한 기후 변화협약으로 인해 1차 에너지원으로서의 화석연료 사용이 제한되면서 소비자의 에너지효율 향상 요구와 경제발전에 따른 전력 수요의 증대, 에너지 가격 상승 및 수급 불안정 등 에너지 문제가 대두되고 있다. 두산중공업은 자연 에너지를 효율적으로 이용해 화석연료의 사용을 줄이는 기술과 이산화탄소 배출을 줄여 자연과 사람을 생각하는 기술로 풍력발전, 연료전지, 초전도, USC, IGCC, PCC 및 Oxy Fuel 등 다양한 분야를 연구, 개발하고 있다.
WinDS3000™은 두산중공업의 오랜 발전설비 노하우와 우수한 기술력을 바탕으로 핵심부품의 신뢰성을 확보해, 부식방지처리 및 밀폐형 냉각시스템을 적용했다.
또한 혁신적인 유지보수 크레인 및 원격 시스템 감시, 진단기능을 적용하여 해상에서 꼭 필요한 고객의 요구를 충족시키고 있다.
WinDS3000 기반 동방성장 기대
해상풍력은 비교적 바람이 균일하면서도 속도가 높고, 대규모 단지건설이 가능하기 때문에 미래의 새로운 시장으로 주목 받고 있다.
2009년에는 아시아 최초 3MW 풍력발전기인 WinDS 3000™의 자체개발을 완료하고, 현재 제주 김녕단지에서 운전 중이며, 두산밥콕은 2009년 70MW급 석탄화력발전소 보일러 버너설비의 순산소연소실험에 성공해 세계 최초로 이산화탄소를 배출하지 않는 청정발전소 상용화에 성공하는 등 두산중공업의 그린에너지를 향한 노력은 끊임없이 계속되고 있다.
두산중공업은 풍력 발전과 석탄가스화 복합발전(IGCC, Integrated Gasification Combined Cycle), 연료전지 등 그린에너지 사업을 미래 성장동력으로 육성하고 있다.
먼저 두산중공업의 3MW 해상풍력모델인 WinDS3000TM은 지난해 독일의 국제인증기관인 데비오씨씨(DEWI-OCC)로부터 국제인증을 받았으며, 국내 시장에서 차근차근 실적을 쌓고 있다. 전남 신안풍력단지에 이어 영흥화력 풍력단지, 서남해안 풍력단지 등에 설비를 공급하거나 프로젝트에 참여하고 있다. 올해는 제주도 월정리 앞바다에서 해상풍력 실증을 진행하고 있으며, 향후 국내 시장 실적을 바탕으로 해외 시장 진출도 모색하고 있다.
두산중공업의3MW급 ‘WinDS3000TM’ 모델의 특징은 국내 자체기술로 개발해 운전 중 문제점 발생 시 즉각적인 진단과 보수가 가능하다. 또 핵심 부품의 대부분을 자체기술 또는 국내 전문기업과의 공동개발을 통해 조달하고 있어 향후 해외 수출 시 중소기업과의 동반성장도 기대할 수 있다.
세계 풍력발전 시장은 최근 5년간 연평균 25% 이상 성장해오고 있으며 2013년에는 58,520MW, 1000억 달러 규모로 현재보다 두 배 이상 성장할 전망이다. 우리나라도 2008년말 현재는 풍력 누적용량은 236MW에 지나지 않지만, 2030년 신재생에너지 보급목표를 전체 에너지의 11%로 설정하고 있는 국가 에너지 기본계획에 따르면 2030년까지 풍력 누적용량은 7,300MW로 30배 이상 늘어날 것으로 전망된다.
IGCC 기술 세계적 입증
석탄가스화 플랜트는 석탄에서 수소, 일산화탄소를 주성분으로 하는 합성가스를 추출해 연료로 전력을 생산하는 발전 플랜트이다. 석탄가스화 기술은 세계적으로 5개 실증 플랜트만 운영될 정도로 아직 상용화되지 않은 고난이도 기술이다.
기존 석탄화력발전소와 비교할 때 배출 이산화탄소를 포집하는 데 드는 비용이 30~50%에 지나지 않고 황산화물이나 분진 같은 오염물질 발생을 극소화할 수 있는 석탄 청정화 발전 기술이다.
석탄은 전 세계에 골고루 분포돼 있고 석유보다 저렴하다. 또한 채굴 가능한 기한이 150년 이상으로 석유(40년)보다 길다는 점도 선진국들이 석탄가스화 발전소에 주목하는 이유 중 하나다. 석탄가스화 발전 시장은 2030년까지 400GW(기가와트), 1200조원으로 추정되는 블루오션이다. 현재 GE, MHI 등 글로벌 발전설비 업체들이 시장을 선점하기 위한 경쟁을 벌이고 있다.
두산중공업은 IGCC사업의 장기적인 시장잠재력을 감안해 2006년부터 국책과제로 가스화 블록의 기술개발을 진행해 왔으며, 지난해 11월 한국서부발전으로부터 한국 표준형 300MW 태안 석탄가스화(IGCC) 실증플랜트의 가스화 블록 건설공사를 수주했다. 태안 석탄가스화 발전이 실증에 성공할 경우, 국내에서 후속호기 제작은 물론이고 해외 수출도 기대된다.
발전용 융융탄산염 연료전지 상용화
두산중공업은 메가와트(MW)급 발전용 용융탄산염 연료전지를 2015년 상용화를 목표로 개발하고 있다.
연료전지는 전기화학적 에너지 변환장치로 물의 전기분해를 통해 수소와 산소를 생산하는 반응을 역으로 이용해 수소와 산소를 결합시켜 전기에너지와 열, 물을 생산하는 저공해 고효율 발전시스템이다. 연료전지는 기존 플랜트와 연계 시 효율을 높일 수 있으며, 이산화탄소 발생을 줄일 수 있고, 경제성도 높아져 1석3조의 효과를 거둘 수 있다. 현재 세계 발전용 연료전지는 60MW이상이 설치돼 있고 2030년경에는 약 42GW 수준으로 급격히 성장할 것으로 예측된다.
연료전지 개발의 핵심은 전기분해 역반응을 통해 전기를 발생시키는 스택(Stack)이다. 이 스택은 선진 업체에서 기술이전을 꺼려해 국내 업체들도 대부분 수입에 의존하고 있는 실정이지만, 두산중공업은 25kW급 스택 개발에 성공, 원천기술을 확보하고 있으며 지난해 12월 국내 최초로 300kW 스택 및 BOP(balance of plant, 보조설비) 등 원천기술을 개발 완료했다.
