P2H 섹터커플링 기술 실증
한난이 최근 전극보일러 실증을 시작한 것으로 14일 파악됐다. 사진=한국지역난방공사 제공
한국지역난방공사가 전극보일러를 실증하고 있다. 잉여전력으로 열을 생산하고 저장했다가 소비자가 원하는 시간에 열을 공급하는 것으로 14일 파악됐다.
열병합발전소로 열과 전기를 동시에 생산·유통하는 한난은 지난 2월 화성지사 내 전극보일러를 설치해 실증에 나섰다.
전극보일러는 잉여전력을 열을 생산·저장했다가 소비자가 원하는 시간에 열을 공급한다. 화성지사의 200MW 전극보일러는 효율 99.61% 열생산 온도 122.79°C를 기록했다.
일반적인 히터(저항 가열) 방식과 달리, 전극을 물에 담가 물 자체의 전기저항을 이용해 열을 발생시킨다. 전극 사이에 전압을 가하면 물속의 이온이 이동하며 마찰열(Joule heat)이 발생한다. 전극이 물에 잠기는 깊이를 조절하거나 절연 실드를 상하로 움직여 전류의 흐름을 제어해 0%에서 100%까지 출력을 정밀하게 조절할 수 있다.
매우 빨라서 수 분 내에 부하에 도달할 수 있어 전력 계통의 변동성에 대응하기 좋다.
전극보일러가 일반 전기보일러와 다른 점은 용량이 10~100MW 대용량이 가능하다는 것이다. 전기보일러는 보통 수 MW 내 소용량 위주다.
전극보일러의 효율은 99.5%이상이다. 전기보일러는 이보다 낮은 95~99% 수준이다.
전극보일러는 전극이 소모되지 않아 반영구적인데 전기보일러는 히터 봉의 부식과 소모가 발생한다.
전극보일러는 물이 없으면 전류가 흐르지 않아 공운전 사고가 나지 않는데 전기보일러는 히터 과열로 인한 화재 위험이 존재한다.
전극보일러는 태양광·풍력 발전량이 과도할 때 버려지는 전기를 열로 변화해 축열조에 저장한다. 화력발전소의 출력을 줄이는 대신 전극보일로로 부하를 창출해 계통 주파수를 안정화한다. 한난인 전극보일러를 이용해 섹터 커플링을 실증하는 이유다.
한난은 삼성전자와 협력해 반도체 제조 공장에서 발생하는 미활용열을 지역난방 에너지로 재활용하는 저탄소 에너지 순환체계를 구축 중이다.
기흥캠퍼스에서 시범사업을 진행하며 반도체 산업 미활용열을 회수하고 히트펌프를 활용해 온도를 높여 인근 지역에 공급하는 ‘변온·변유량 공급방식’을 도입할 예정이다.
변온·변유량 공급방식은 히트펌프를 활용해 반도체 공장 방류수에서 회수한 열과 기존 지역난방수와의 열교환을 통해 지역난방열을 공급하는 것이다.
이를 통해 온실가스 배출량을 29% 줄일 수 있으며 연간 6억 8000원 규모의 LNG 수입 대체 효과를 거둘 수 있다. 현재 기본 설계 용역 발주 단계에 있으며 2027년 7월 준공·상업운전을 목표로 한다.
전극보일러 사례. 사진=팡구아이 제공
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안희민 기자
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