연구팀이 전력 생산 분기점에 도달하기 위해 외부 열원의 온도를 조절하는 모습 /사진=한국원자력연구원
한국원자력연구원(이하 원자력연)은 차재은 선진SMR기술개발부 책임연구원이 이끄는 연구팀이 '초임계 이산화탄소 발전 시스템' 실증 시험을 진행한 결과, 생산 전력이 투입 전력을 뛰어넘는 분기점에 도달했다고 23일 밝혔다.
지난 4월 발전 터빈 실증 시험에서 100킬로와트(kW) 전력 생산에 성공한 연구팀은 이번엔 압축기 작동을 위한 구동 터빈까지 개발해 발전 시스템에 추가했다. 자체 개발한 구동 터빈으로 압축기를 가동하며 외부 열원(熱原)의 온도와 이산화탄소의 유입량을 서서히 올리는 방식으로 실증 시험을 진행했다.
초임계 이산화탄소 발전 시스템은 기존 대형 증기발전시스템의 10분의 1에서 20분의 1 정도다. 20~40톤(t)짜리 트럭 1대에 발전기를 싣고 이동할 수 있어 수출에도 유리하다. 차세대 원자로·태양열·선박 배기열 등 다양한 열원과 함께 가동하면 전력 생산량을 크게 늘릴 수 있다.
차 책임연구원은 "미국, 중국 등 초임계 이산화탄소 발전 시스템 개발을 위한 경쟁이 치열한 가운데, 한국에서 고효율 초임계 이산화탄소 발전 시스템 기술을 성공적으로 개발하는 단계까지 온 것"이라고 밝혔다.