◆포스코특수강 - 배가스 재활용 에너지 원단위 저감

오늘날 각종 산업의 발전과 대형화에 발맞추어 수요자의 다양한 요구에 적극적으로 대응하고 대외 경쟁력을 강화하기 위한 많은 노력이 산업계 전반에서 활발히 진행되고 있다.
선박산업용 같은 대형 부품류와 화학·발전설비 산업 등이 국가 전략 기간산업으로 대두되면서 철강 소재(Ingot·단조품)의 청정 생산 및 대형화에 관심이 고조되고 있다. 이와 함께 철강 소재 생산과정에서 제조공정의 단축·에너지절감·생산성 향상·환경 오염물 저감 등도 이슈화되고 있어 철강산업의 발전과 환경오염 저감을 동시에 이뤄야 하는 상황이다.
주·단조품의 제조공정은 크게 고철을 녹여서 잉고트를 만드는 제강공정과 잉고트 내 기공이나 편석 등을 제어해 원하는 형상의 제품으로 만드는 단조공정으로 나뉜다.
최근 5년간 제강공정에서 개발된 에너지절감 기술의 예로는 전기로 조업 시 발생하는 배가스를 재활용해 스크랩(scrap)을 가열하는 방법, 고철 신속 용해 및 에너지절감을 위한 열 정산 및 분석, 전극봉 전력 전달 시스템 개선 등을 들 수 있다. 현재 잉고트 압탕비 저감, 할로우(Hollow) 잉고트 개발 등의 과제도 진행 중이다. 이런 일련의 노력을 통해 불량률 저감은 물론 에너지 원단위 저감, 잉고트(Ingot) 품질 향상 등의 결과를 이끌어 냈다.
2007년 준공한 포스코특수강 단조공장에서는 대형 단조품 수율 향상을 통한 스크랩 저감, 최적 열처리 기술 개발을 통한 에너지절감 기술 개발 등을 실시하고 있다.
최근 환경을 중시하는 세계적인 분위기 속에서 환경 규제 심화 및 환경 비용 증가 등으로 각 산업의 환경 관련 투자가 증가하고 있다. 이러한 환경적 제약을 능동적으로 극복하기 위해 포스코특수강은 철강 생산과정 중에 발생되는 부산물을 재활용해 저감 기술을 개발하고 친환경적인 철강산업으로의 변화를 목표로 이를 실현하기 위한 활동과 개선 방향을 도출해 나갈 계획이다.

◆포스코건설 - 폐기물 연료화로 친환경에너지 생산

우리나라는 좁은 국토와 높은 인구밀도, 급속한 산업화와 도시화에 따른 환경오염이 가중되고 있으며, 현재까지 정책 방향은 매립이나 소각을 통해 폐기물을 처리해 왔다. 그러나 매립지의 수명연한 도래 등 폐기물 관리가 한계에 다다르면서 폐기물 처리에 전환이 일어나고 있다.
폐기물의 상당 부분은 재활용될 수 있는 충분한 열량을 가지고 있고 연료로 가공해 사용하면 매립 및 단순 소각에 따른 2차 토질·대기오염을 방지할 수 있다. 또한 고유가 시대의 에너지 위기를 극복할 수 있는 소중한 에너지원으로 국가 에너지 정책, 저탄소 배출을 지향하는 세계적 환경보호 정책에 부합되고 신기술 적용으로 탄소배출권 확보가 가능해 추가적인 이득을 발생시킬 수 있다.
폐기물 연료화 기술은 생활 또는 사업장 폐기물 중 비닐·종이·팩 등 가연성 물질을 분류해 발열량이 일정한 연료를 생산한다. 그리고 이 연료를 폐기물 연료화 전용 발전시설에서 연소해 고효율의 전력 및 난방열을 생산하며 가정과 사업장에 공급한다. 폐기물 연소에 따른 환경공해 방지를 위해 완벽한 공해 제거 설비를 설치, 안전성도 확보했다.
국내 최초 폐기물 에너지화 및 발전사업은 현재 부산시에 건립되고 있는데 포스코와 태영이 투자하고, 포스코건설이 설치를 맡고 있다. 시설이 완공되면 포스코가 15년간 시설을 운영할 예정이며, 이후 시설은 부산시로 이관된다.
일일 폐기물 처리용량은 900톤이며, 연간 처리량은 23만 4900톤이다. 폐기물발전시설의 일일처리 용량은 RDF 500톤이며, 처리방법은 기존 소각로가 아닌 폐기물 연료화 전용보일러를 채택하고 있다. 사업추진으로 연간 온실가스 6만 4490톤을 감축, 2만 5000세대에 전력 공급 및 일일 326톤의 석탄 대체효과가 기대된다.
지난 5월 말 포항시와 포스코는 포항시 생활폐기물에너지화 및 전용보일러시설 사업 관련 MOU를 체결했으며, 포스코와 포스코건설은 민간제안사업을 위한 관련업무를 진행하고 있다. 일일 폐기물 처리용량은 약 600톤이며, 폐기물 발전시설의 일일처리 용량은 350톤으로 예상된다. 이 사업추진으로 연간 약 3만 9000톤의 온실가스 감축이 예상되며, 대체에너지로 생산된 전력을 전력거래소를 통해 가정 또는 사업장에 판매할 것으로 기대된다.

◆포스코파워 - 폐열 회수·재활용 등 발전효율 높여

포스코파워 인천발전소(총발전용량 1800MW)는 천연가스를 연료로 하는 발전소로 4개의 복합호기로 구성돼 있고, 각각의 복합호기는 가스터빈(100MW급) 3기에 증기터빈(150MW급) 1기로 구성돼 있다. 발전원가가 원자력이나 석탄화력보다 비싸기 때문에 포스코파워는 발전소 효율을 높이기 위해 노력하고 있다.
이를 위해 먼저 가스터빈의 폐열회수장치인 폐열회수보일러를 가동하고 있다. 이것은 기존 가스터빈 로터 냉각용 에어 핀 팬 쿨러(438→249℃)에서 방산되는 폐열을 회수해 증기를 생산함으로써, 증기터빈 출력을 향상시키는 설비다. 이 설비를 통해 복합 효율이 약 0.2% 향상될(총에너지 절감량 : 2368TOE, CO2환산 절감량 : 1508tC) 것으로 기대되며, 연간 약 9억 4000만원의 에너지비용 절감이 예상된다.
또한 에너지절약사업자가 시설 투자비 전액을 먼저 투자한 후 에너지절감 성과를 상호 배분하는 ESCO 투자 방식을 채택함으로써, 초기 건설투자비에 대한 부담을 줄이고, 관계사인 한국전력·에너지절약사업자(한국전력기술)·포스코파워 간에 에너지절감에 따른 성과 이익을 상호 공유하는 시스템을 만들었다.
현재 복합 4호기용 폐열회수장치가 지난 6월 준공돼 정상 가동되고 있고, 복합 3호기용 폐열회수장치가 내년 6월 준공을 목표로 건설되고 있다. 이와 함께 발전소 주 설비인 스팀터빈·가스터빈에 대해서도 효율 향상을 위한 검토를 진행하고 있다.
스팀터빈의 경우 기존의 고정식 증기밀봉장치를 가변 브러시(Brush)형으로 개선함으로써, 터빈 내부 스팀 유출손실을 줄여 열효율을 향상시키는 것이다. 이를 통해 스팀터빈 효율 0.24% 향상이 기대되며, 연간 약 9억 3000만원의 에너지절감이 예상된다.
또한 가스터빈 효율 상승을 위해 터빈 내부의 가스 누출 손실을 줄이고 고온의 가스 터빈 내부 쿨링용 공기 공급을 보다 합리적으로 조정함으로써 열효율을 개선시키고 있다. 이를 통해 가스터빈 효율 0.55% 향상이 기대되며, 연간 약 51억 6000만원의 에너지절감이 예상된다. 이를 위해 한전·전력연구원 등 관련 회사와 협의할 예정이며 순차적인 실행을 목표로 하고 있다.
포스코파워 인천발전소는 현재 추진 중인 고효율 신규복합발전 건설(1000MW)을 포함해 앞으로도 지속적으로 에너지절감 및 이용 효율화를 추진할 계획이다.<포스코뉴스>


차종혁기자/cha@snmnews.com