[관련동향] 초임계 이산화탄소 시스템을 활용한 전력 생산, 분기점에 도달하다!

[관련동향] 초임계 이산화탄소 시스템을 활용한 전력🔌생산, 분기점에 도달하다!

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안녕하세요.

We Make Your Idea Possible! 일신오토클레이브입니다.

 

오늘은 한국원자력연구원에서 얼마전 발표한 연구 성과 한가지를 소개해드릴까 합니다!🤓 국내 연구팀이 초임계 이산화탄소를 이용해 전력🔌 생산이 가능한 시스템을 개발했다는 소식인데요, 단순히 실험 단계라기보다는 투입 전력보다 더 많은 생산 전력을 얻어내는 지점에 이르렀다는 점이 주목할만 합니다. 조금 더 자세히 살펴볼까요?

 

 

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발전 시스템에서 분기점(Break-even Point) 달성은 실질적인 전력 생산이 가능해진 것을 의미한다. 차세대 고효율 발전 시스템으로 주목받는 ‘초임계 이산화탄소(CO2) 발전 시스템’ 또한 미국, 중국과 같은 선진국들이 분기점 달성을 위한 연구개발 경쟁이 치열하다. 이런 와중에 국내 연구진이 자체 개발한 시스템으로 전력 생산 분기점에 도달해 화제다.

 

초임계 이산화탄소 발전은 액체와 기체의 성질을 동시에 갖는 초임계 상태의 CO2로 전기를 생산하는 시스템이다. 이산화탄소를 초임계 상태로 만들려면 고온과 고압이 필수적이기 때문에 이 발전 시스템의 핵심은 CO2를 고압으로 만들 ‘압축기’와 압축기를 구동시킬 ‘구동 터빈’, CO2로 전력을 생산할 ‘발전 터빈’ 세 가지다.

 

 

초임계 CO2 발전시스템 터보기기 (출처: 한국원자력연구원)

 

 

차재은 박사 연구팀은 압축기 작동을 위한 ‘구동 터빈’을 개발하고 시스템 내부에 추가해 압축기가 가동되도록 했다. 압축기 구동 터빈으로 CO2를 순환, 압축시키는 한편, 외부 열원의 온도와 CO2 유량을 서서히 올리면서 시스템을 실증한 결과, 투입한 전력보다 발전 시스템에서 생산한 전력이 커지는 ‘전력 생산 분기점’에 도달한 것을 확인했다. 외부 열원과 함께 시스템 내부에서 자체적으로 CO2를 압축하는 힘을 공급해 전력을 생산하는 시스템이 완성된 것이다.

 

일반적으로 수MWe급 이하의 초임계 CO2 발전 시스템은 20~40톤 트레일러 1대에 실을 수 있는 크기로 만들어야 경쟁력이 있다. 이는 기존 증기발전시스템의 1/10~1/20 정도 크기이며 차세대 원자로, 태양열, 선박 배기열, 그리고 석탄 화력 등 다양한 열원과 같이 쓰일 수 있을 정도로 소형화의 특장점을 지닌 발전 시스템이다.

 

초임계 상태의 CO2는 액체처럼 밀도가 높아 터빈을 돌리는 힘이 일반 수증기보다 더 강력하다. 따라서 동력 시스템의 크기를 작게 만들어도 되는 장점이 있다. 또한 기체이기 때문에 마찰과 같은 손실이 적고 부식 문제로부터 자유로운 이점이 있다.

 

 

※ 출처: 한국원자력연구원

 

초임계 이산화탄소 발전 시스템, 국내 최초 ‘분기점’ 달성 < 보도자료 < 소통마당 - 한국원자

 

 

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앞서 언급했던것처럼 이번 성과는 초기의 시험개발연구가 아닌 발전 시스템에서 순출력을 생산하는 기준점과 운전 기술을 확보했다는 점에서 의미가 크다고 해요. 기존의 증기발전시스템보다 훨씬 작은 크기라는 이점과 함께 초임계 이산화탄소를 활용한 강한 힘, 적은 손실 등의 장점을 같이 활용한다면 차세대 발전 시스템으로 기대해볼만 하겠죠?

 

 

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오늘 소개해드린 새로운 발전 시스템 소식과 일신오토클레이브는 어떤 공통점을 가지고 있을까요?

바로 초임계 이산화탄소를 활용했다는 점인데요, 이처럼 초임계 시스템은 본문의 발전 뿐만아니라 추출, 발포, 탈지, 건조, 수열합성 등 매우 다양한 분야에 활용이 가능하답니다😮.

 

일신오토클레이브에서도 초임계 시스템을 활용한 다양한 장비들을 설계 및 생산하고 있습니다. 아래의 공식홈페이지에서 자세한 스펙을 확인하실 수 있으니 참고부탁드리며, 추가적인 문의는 일신오토클레이브의 대표번호로 연락(📞042-931-6100) 주시면 상담 가능합니다!

 

 

 

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