초소형·고효율로 축약되는 차세대 발전시스템 ‘초임계 CO2 발전 기술’ 상용화가 세계 최초로 경주에서 완성될 전망이다.

경주시, 경북도, 한국원자력연구원, 한화파워시스템, 현대엔지니어링 등 5개 기관은 지난 23일 ‘초임계 CO2 발전시스템 기술개발’을 위한 협약식을 개최했다.

이번 협약은 세계 최초로 초임계 CO2 발전 기술의 상용화를 달성하기 위한 협력 기반을 조성하고자 마련됐다.

이날 협약식은 ‘초임계 CO2 발전시스템 실증센터’, ‘공동 R&D센터’가 들어설 경주시 감포읍 소재 문무대왕과학연구소 조성 공사 현장에서 개최됐다.

협약식에는 주낙영 경주시장, 이달희 경북도 경제부지사, 박원석 한국원자력연구원장, 한화파워시스템 손영창 대표이사, 현대엔지니어링 홍현성 대표이사 등이 5개 기관 수장들이 참석했다.

‘초임계 CO2 발전’이란 CO2를 가열해 초임계 상태의 CO2로 터빈을 돌려 전기를 생산하는 발전방식이다.

초임계 상태는 임계점보다 높은 압력에서 작동유체가 액체와 기체의 성질을 동시에 갖는 상태를 말한다. 이러한 초임계 상태의 CO2를 작동유체로 사용하면 발전효율이 향상될 뿐만 아니라 시스템 소형화도 가능하다.

이를 활용하면 기존의 증기발전 시스템에서 기체인 증기를 고압조건으로 만드는 것보다 더 적은 에너지로 초임계 상태에서 CO2를 고압 조건으로 만들 수 있다.

점성이 낮은 특성 때문에 발전시스템의 핵심기계에서 발생하는 마찰손실도 줄어 효율이 높아진다. 또한 동일한 질량일 때 밀도가 큰 만큼 부피도 감소하기 때문에 핵심기계인 터보기계의 부피를 획기적으로 줄일 수 있어 발전 시스템의 소형화가 가능하다.

이 때문에 화력발전, 태양열발전, 원자력발전 등 기존 발전과도 연계가 가능할 뿐만 아니라, 소형원자로(SMR)에도 적용할 수 있다.

이날 협약을 통해 5개 기관은 △초임계 CO2 발전시스템 시험시설 구축 및 실증 △초임계 CO2 발전시스템 실증을 위한 인프라 구축 △SMR 기반 전력 생산을 위한 초임계 CO2 발전시스템 기술개발 △초임계 CO2 발전시스템 수출·산업화를 위해 협력하기로 합의했다.

한국원자력연구원 박원석 원장은 “초임계 CO2 발전 기술을 SMR에 적용하게 되면 원자력 기술의 새로운 지평을 열 수 있을 것”이라 언급하며, “이번 업무협약은 미래형 원자력 시스템에 최적화된 초임계 CO2 발전 기술을 확보하고 SMR 시장 진출을 위한 발판이 될 것”이라고 전했다.

주낙영 경주시장은 “초임계 CO2 발전시스템은 SMR 등 혁신 원자로와 함께 친환경과 고효율로 대표되는 미래 에너지 시장을 선도 할 수 있는 에너지 기술”이라며 “미래 에너지 기술 중심도시인 경주가 앞으로도 원자력 산업 집적단지 조성 등으로 국가 산업 발전에 크게 기여하게 될 것”이라고 강조했다.