[가스신문 = 이경인 기자] 지난해 2월 수소경제 육성 및 수소안전에 관한 법률(이하 수소법) 시행을 시작으로 국내 수소산업 육성과 안전(올 2월 시행)이 빠르게 성장하고 있다. 특히 가스업계에서 수소활용 확대 방안 중 하나로 수소혼소방식이 떠오르면서 관심이 높아지고 있다.
국내 최대 규모의 수소혼소 가스터빈이 설치되는 남부발전 세종복합발전소 현장을 방문, 시설현황 및 운영 계획을 들어 보았다.
가스터빈에 수소와 LNG 연소
수소혼소 발전은 가스터빈에 수소와 LNG를 함께 공급, 연소해 전기와 열을 생산하는 방식으로 기존 LNG발전소 대비 이산화탄소 배출량을 크게 낮춘 친환경 발전방식이다.
전세계적인 탄소제로 시대를 맞아 LNG발전소를 운영 중인 우리나라의 경우, 적은 비용으로 LNG발전소의 가스터빈을 개조, 이산화탄소 절감효과를 얻을 수 있는 셈이다.
현재, 한국남부발전(사장 이승우)이 세종시에 630MW 규모의 수소혼소발전소를 2024년 운영예정으로 건립 중이며 뒤이어 현대오일뱅크가 2025년 상업가동을 목표로 대산산업단지에 290MW 규모의 수소+LNG 혼소발전소 건설이 진행 중이다.
남부발전에서 세종에 건립 중인 신세종복합발전소는 단일 가스터빈으로는 국내 최대 규모이며 수소혼소도 최대 50%까지 가능하도록 설계가 적용돼 수소혼소 규모도 국내 최대 규모로 제작되고 있다.
신세종복합발전소는 지난해 7월 착공해 32개월간의 공사를 거쳐 2024년 2월 완공될 예정이며 설비용량은 630MW(전력)와 340Gcal/h(냉난방용 열)급으로 가스터빈 1기, 배열회수보일러 1기, 스팀터빈 1기로 구성돼 있다.
가스터빈은 420MW급으로 최대 50%의 수소혼소가 가능하도록 설계됐다.
남부발전에 따르면, 실제 운영되는 발전소 중 수소혼소방식의 가스터빈은 신세종복합발전소에 첫 도입한 것으로 수소의 취성파괴를 고려해 연료배관 재질을 카본에서 스테인리스로 변경했으며 수소혼소방식 도입으로 인한 배출가스 등을 고려해 특수촉매 설치를 위한 추가공간을 확보하는 등 다각적으로 설계를 개선했다. 또한 2024년 2월 상업운전 이후 2028년 5%, 2040년 30%, 2044년 50% 등 수소혼소율을 상향할 예정이다.
한편, 수소혼소를 위한 수소공급방식은 한국가스공사를 통한 수소혼입 또는 수소전용 배관망 활용 등 다양한 방안을 검토 중으로 아직까지 구체적인 방안은 마련되지 않은 것으로 전해진다.
수소혼소 첫 도전, 안전이 관건
국내 최대 규모의 수소혼소 방식이 적용된 만큼, 시공 및 운영과정에서의 안전에 관심이 모아지고 있다.
국내에서 다수의 발전소 시공과 운영경험을 갖고 있는 발전사이지만, 까다로운 수소혼소 가스터빈 도입과 시공, 운영은 첫 도전이기 때문이다.
이에 남부발전은 기존 현장보다 안전전문인력을 확대하고 스마트 건설안전관리 시스템을 구축하는 등 안전시스템 보강에 나섰다.
우선, 5명이던 현장 안전재난부 인원을 6명으로 늘린 것을 시작으로 시공사의 안전팀과 안전지킴이를 추가했으며 가스설비가 들어서는 올 9월부터는 안전관리자를 증원토록 했다. 특히 안전재난부에는 안동발전소, 남제주발전소 등 다수의 발전소에서 현장경험을 익힌 것은 물론, 공정안전관리(PSM, Process Safety management) 이행상태평가에서 최고등급을 인정받은 베테랑을 배치, 수소혼소 발전소 첫 도전의 안전을 책임질 수 있도록 구성했다.
이와함께, 실질적인 현장안전관리를 위해 전용 모바일 앱을 활용한 건설 현장 내 근로자 위치 확인을 비롯해 영상+방송장비를 탑재한 드론을 통해 고소작업자에 대한 안전관리를 강화했다.
이밖에도 지난 9월에는 한국가스기술사회(회장 이영기)와 가스설비에 대한 안전진단 등을 골자로 한 업무협약을 체결하는 등 전문가와의 협업도 확대하고 있다.
양 기관은 이번 협약 체결을 계기로 지하 가스배관공사 및 정압기 설치공사간 가스 방폭구역 범위 적정성, 안전장치 상태 등을 비롯한 가스시설 공정 관련 안전진단을 실시한다. 또한, 안전진단을 통해 우려가 되는 시설은 적극적으로 개선한다는 방침이다.
“현장안전 고려, 안전·시스템 적극 지원”
국내외 발전소 현장서 근무한 베테랑으로 평가
“신세종복합발전소는 세종시에 전력과 난방열을 공급하는 곳으로 2024년 상업운전을 시작으로 본격적인 운영에 들어갑니다. 특히, 국내 최대 규모의 수소혼소 가스터빈이 설치되는 만큼, 시공과 운영과정에서 문제가 발생하지 않도록 관련분야 전문가와의 협업은 물론, 안전사고예방을 위한 인프라 구축을 적극 지원하고 있습니다.”
남부발전 김구현 신세종빛드림건설본부장은 국내 최대 규모의 수소혼소 발전소가 안전하게 시공, 운영될 수 있도록 다각적인 노력을 기울이고 있다고 강조했다.
우선, 시공업체와 현장 근로자를 대상으로 적극적인 안전수칙 준수를 강조하고 있으며 안전 전문인력을 보강했다. 또한, 형식에 그칠 수 있는 안전시스템을 개선, 모바일을 활용한 안전관련 서류작업이 가능하도록 전산화했으며 현장근로자의 작업환경이 개선될 수 있도록 시공업체의 지원을 이끌어냈다.
이처럼 김구현 본부장이 다양한 개선방안을 시도할 수 있었던 점은 안전에 대한 경영진의 적극적인 지원과 함께, 수십년간 발전소 건설현장에서 경험한 노하우 덕분이다.
김 본부장은 하동화력발전소와 남제주복합발전소에 이어, 지난 2020년부터는 신세종복합발전소를 책임지는 본부장을 맡아 왔으며 요르단법인 기술부장 등 해외에서의 경험도 갖고 있다.
김구현 본부장은 “아무리 안전수칙을 강조하고 지원책을 만들어도 현장 근로자가 지키지 않으면 무용지물”이라며 “현장 근로자가 편리하고 손쉽게 활용할 수 있도록 모바일앱을 통한 현장확인 시스템을 도입하고, 현장근로자가 필요로 하는 사항을 알 수 있도록 주기적인 의견수렴 시간도 갖고 있다”고 설명했다.
이와함께, 수소혼소라는 신개념의 시설이 들어서는 만큼, 만일에 있을 사고를 대비해 관련분야 전문가와의 협업에도 적극 나서고 있다.
“지난해 7월 착공한 신세종복합발전소는 현재 30%가량의 공사 진행률을 보이고 있다”며 “이제부터 내부 시스템 및 가스터빈 설치 등의 공사가 진행될 예정으로, 오류에 의한 사고를 사전에 차단하기 위해 관련 분야 전문가와의 협업을 추진했다”고 설명했다.
실제, 신세종복합발전소는 LNG배관과 정압기지 설치를 앞두고 한국가스기술사회와 업무협약을 맺고, 관련시설의 안전진단을 의뢰할 예정이다.
김구현 본부장은 전기방폭이나 방폭구역 설정 등은 전문가의 도움이 필요한 영역으로 현장안전수준이 크게 향상될 것이라고 기대감을 나타냈다.
끝으로 김구현 본부장은 단일 가스터빈으로는 국내 최대 규모로 시공되는 것은 물론, 수소혼소 기술도 적용되는 만큼, 그동안 쌓은 경험과 노하우를 토대로 안전시공이 될 수 있도록 노력하겠다고 포부를 밝혔다.