'10兆' 수입 대체… 두산重, 발전용 가스터빈 국산화 눈앞

최근 중국발 미세먼지가 사라지며 맑고 푸른 하늘이 연일 계속되고 있다.

국내에서도 미세먼지로 뿌연 하늘이 지난 몇년간 이어지면서 환경에 대한 관심이 날이 갈수록 커지고 있다. 이미 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서는 환경문제를 해결하기 위해 친환경 에너지 개발을 한창 진행중이며 한국도 천연가스와 풍력, 태양열 등 신재생 에너지 개발에 집중하고 있다.

특히 현 정부가 탈원전·탈석탄 등 에너지 정책 기조를 변환하며 국내 발전소도 친환경에너지 중심으로 가속화하고 있다.

두산중공업도 전세계적으로 바뀌고 있는 친환경 에너지 추세에 발맞춰 재생에너지용 개발에 한창이다. 두산중공업은 풍력발전, 수소사업 등 친환경 미래 에너지 개발에 나섰으며, 최근에는 화력발전을 대체할 수 있는 가스터빈 제품 국내화에 성공했다.

총 1조원 규모의 개발비용을 투자한 가스터빈은 2013년부터 개발을 시작해 현재 최종조립단계에 들어갔으며 이후 제품 성능 실험과 실증작업을 거쳐 오는 2023년 상용화할 계획이다.

지난 18일에는 경남 창원 두산중공업 본사를 방문해 가스터빈 모습을 직접 확인할 수 있었다. 

목진원 두산중공업 파워서비스 BG장(부사장)은 이날 행사에서 "현재 가스터빈은 미국, 독일, 일본, 이탈리아 등 4개 나라밖에 생산을 하지 못한다"며 "이번에 두산중공업이 가스터빈 개발을 완료하며 한국이 전세계 5번째로 가스터빈 생산국 반열에 오르게 됐다"고 말했다.

목 부사장은 "가스터빈은 해당국가들이 전략적 자산으로 여기고 있어 기술공유를 하지 않아 개발에 어려움이 많았다"며 "다들 2차 세계대전 때 제트엔진을 개발한 나라가 아니면 가스터빈을 개발할 수 없다고 확언했으나 정부 지원과 산·학·연 협력을 통해 기술개발에 성공했다"고 자신감을 드러냈다.

이번에 두산중공업이 개발한 가스터빈 'DGT6-300H S1'은 출력 270MW, 복합발전효율 60% 이상의 대용량, 고효율을 자랑한다. 제품에 사용된 부품수만 4만여개에 달한다. 가스터빈 내부에 450개가 넘는 블레이드(날개)가 있는데 블레이드 1개 가격이 중형차 1대 가격과 맞먹는다. 

가스터빈 1기로 25만 가구의 전력을 공급할 수 있을 정도로 실용성 또한 우수하다.

실제로 가스터빈을 직접보니 생각보다 큰 크기에 놀랐다.

가스터빈은 길이가 12m, 무게가 320톤에 달하며 1500도 이상의 가혹한 운전조건에서 지속적으로 견디는 초내열 합금 소재를 사용했다. 니켈베이스 슈퍼알로이 금속을 사용한 고온부품 및 냉각작업, 세라믹 코팅 등을 통해 고온에도 부품이 고장나지 않고 견딜 수 있도록 설계됐다. 

가스터빈이 주목받고 있는 것은 화력발전을 대체할 수 있기 때문이다.

현재 국내 화력발전 비중은 45% 수준으로 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 미세먼지 및 탄소배출 감축을 위해 전세계적으로 화력발전 비중을 낮추려는 추세이며 한국 정부 또한 온실가스 감축을 강화하고 있다. 이를 위해 지속적으로 화력발전 비중을 낮추고 친환경 에너지 개발에 힘쏟고 있는 것이다.

가스발전(LNG)은 황산화물 및 먼지를 거의 배출하지 않아, 석탄발전에 비해 초미세먼지(PM 2.5) 및 대기오염물질 배출이 적다.

산업부가 발표한 '발전원별 대기오염물질 비교' 자료에 따르면 LNG의 초미세먼지(PM 2.5) 배출은 석탄발전의 1/8이며 직접 배출되는 황산화물, 질소산화물 등의 대기오염물질은 석탄발전의 1/3 이하다.

또한 가스터빈은 급작스레 전기가 필요할 때 전력수급 균형을 맞추기 위한 용도로 사용 가능하다. 원자력이나 태양열, 풍력 발전 등에 비해 전력을 생산하는 시간이 짧아 전력수급 균형을 맞추는데 용이하다.

두산중공업은 신재생, 발전서비스 등과 함께 가스터빈을 중장기 신성장 동력 중 하나로 삼았다. 오는 2026년까지 발전용 가스터빈 사업 부문에서 연매출 3조원 이상의 수출 산업으로 육성하고 세계 가스터빈 시장 점유율 7% 달성을 목표로 하고 있다. 이를 통해 2026년 연평균 3만명 이상의 고용효과가 일어날 것으로 기대된다.

현재 개발 중인 초도품의 자체 성능시험이 완료되면 서부발전의 김포열병합발전소(500MW)에서 실증을 수행한다. 2021년 가스터빈 출하 및 설치, 시운전을 거쳐 2023년부터 상업운전을 실시할 예정이다.