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[기획원고] 에너지 지식백과-화력발전의 미래 ① 복합화력발전

에너지 지식백과-화력발전의 미래 ① 복합화력발전

 

전통적인 대규모 발전은 ‘기력발전’이라고 부릅니다. 연료를 이용해 얻은 고열로 냉매를 끓이고, 기체로 변한 냉매가 팽창하는 힘을 이용해 터빈을 돌려 발전하는 방식입니다. 이러한 방식은 100년 넘게 지속적으로 사용되고 개량되면서 높은 안정성과 신뢰성을 확보하여 오늘날 가장 널리 사용되고 있습니다. 그런데 기력발전은 냉매를 끓이고 터빈을 회전시키는 과정에서 두 차례나 에너지 손실이 일어나므로 효율을 높이는 데 한계가 있습니다. 이를 극복하기 위해 개발된 방법이 바로 복합발전입니다. 복합발전이란 말 그대로 두 종류의 발전설비를 조합해 효율을 높이는 발전방식입니다. 대표적인 경우가 가스터빈과 증기터빈입니다.

 

이를 위해선 먼저 연료를 가열해 고온의 연소가스를 만들어야 합니다. 이 연소가스로 가스터빈을 돌려 1차적으로 전기를 생산하고, 그 과정에서 배출되는 고온의 배기가스를 활용해 2차 발전을 하는 것입니다. 배열회수보일러로 배기가스가 가진 높은 열에너지를 회수해 증기터빈을 돌립니다. 기력발전과 비교하면 냉매를 가열하는 단계가 생략되어 열손실을 줄일뿐 아니라 버려지는 열을 다시 활용하기에 효율이 높습니다.

 

이러한 복합화력발전은 특히 LNG 발전에 주로 응용됩니다. 기존 LNG 발전의 효율은 3~40%인데 비해, 복합발전은 55~60%정도로 약 1.5~2배 가량 효율을 높일 수 있기 때문입니다. 특히 발전기를 돌린 후 전기를 생산하는 시간이 짧고, 기존 석탄발전에 비해 탄소배출이 적어 화력발전의 미래로 많은 주목을 받고 있습니다. 특히 대도시에 건설되는 화력발전소는 그림처럼 냉각수를 이용한 지역난방을 겸하여 에너지 효율을 크게 높였습니다. 

 

* 연관콘텐츠

에너지 지식백과-화력발전의 미래 ② 연료혼합의무화(Renewable Fuel Standard, RFS)

에너지 지식백과-화력발전의 미래 ③ 유가

 

 

복합화력발전 사진
제공: 한국남동발전

 

출처 한국에너지정보문화재단

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