수소발전의 지역적 구현을 ​​위한 크레이지 슬롯개발 및 사회적 구현 모델 연구 시작

가와사키 중공업 주식회사(이하 가와사키 중공업)와 오바야시 주식회사는 국가 연구 개발 법인인 신에너지 산업 크레이지 슬롯 개발 기구(NEDO) 공모 사업 '수소 사회 구축을 위한 크레이지 슬롯 개발 사업/지역 수소 이용 크레이지 슬롯 개발'에 선정되어 2개의 사업을 시작했습니다 수소발전의 지역적 구현, 사회적 구현모델 연구 등을 진행하고 있습니다

두 프로젝트 중 '수소 CGS 지역 모델 구축을 위한 크레이지 슬롯 개발 및 연구(*1)''는 효고현 고베시 포트 아일랜드의 '수소 CGS 실증 플랜트'에 이미 설치된 건식 방식(*2 수소 전용 연소 시스템)입니다 수소 가스터빈 개선, 통합 EMS(*3) 재설계 및 개조, 주변 공공 시설에 수소 유래 청정 전력 및 열 공급 등을 통해 보다 실용적이고 환경 친화적인 크레이지 슬롯을 확립하고 현지 구현 모델을 구축하겠습니다 또한, '수소CGS 사업모델 구축 연구'에서는 간사이전력(주)와 협력해 수소에너지 보급 촉진을 목표로 상대적으로 대규모 시설과 건물이 밀집된 도시지역에 수소CGS를 도입해 탈탄소화를 위한 사업모델을 조사·검토할 예정이다

가와사키 중공업과 오바야시 주식회사는 2019년부터 2020년까지 NEDO 지원 프로젝트로 '건식 저NOx 수소 가스터빈 크레이지 슬롯 개발 및 실증 프로젝트'를 진행했습니다

이 시범 프로젝트에는 가와사키 중공업이 새로 개발한 마이크로믹스 연소 크레이지 슬롯이 적용되었습니다건조한 NOX 슬롯 나라 전용 가스 터빈에 대한 세계 최초의(*4) 건식수소 가스터빈은 습식법(*5)에 비해 발전 효율을 약 1포인트 향상시키는 동시에, NOx 성능 측면에서도 습식법과 마찬가지로 대기오염방지법 규제치(70ppm:O2=16% 환산치)를 충족함을 입증했다 또한, 약 450시간 동안 건식수소 단독 연소운전을 실시하여 내구성에 문제가 없음을 확인하였으며, 천연가스를 연료로 운전할 때와 비교하여 약 150톤의 이산화탄소를 감소시키는 것도 확인하였습니다

크레이지 슬롯은 수소 CGS에서 공급되는 전기 및 열의 최적 분배를 위한 통합 EMS의 개조 및 시연을 수행하고 지역에서 수소 에너지의 효과적인 사용을 평가했습니다 동시에 액화수소연료 기화 시 발생하는 냉에너지를 효과적으로 활용하기 위한 시스템 연구도 진행했습니다

가와사키중공업과 오바야시 주식회사는 그동안 쌓아온 크레이지 슬롯, 노하우, 데이터를 활용하여 이 두 가지 프로젝트를 착실하게 추진함으로써 수소 사회와 탈탄소 사회 실현에 기여하겠습니다

• ※1 CGS(열병합 발전 시스템)
  전기와 열을 동시에 공급할 수 있는 에너지 시스템
• ※2 건식법
  NOx를 줄이기 위해 물 분사를 사용하지 않는 연소 방법입니다 물분사를 사용하지 않음으로써 발전효율을 높일 수 있으나 연소안정성이 문제임
• ※3 통합 EMS(에너지 관리 시스템)
  IT를 활용하여 건물, 공장 등에서 에너지를 절약하기 위해 에너지를 최적으로 제어하는 ​​시스템
• ※4　세계 최초 건식 저NOx 수소화력 가스터빈 크레이지 슬롯 실증시험 성공적 완료(2020년 7월 21일 기준)
• ※5 습식법
  NOx를 줄이기 위한 물 주입(또는 증기 주입) 방법 연소안정성이 우수하여 혼합연소에 용이하게 사용할 수 있으나, 연소에너지의 일부를 물이 흡수하기 때문에 효율향상이 어렵다

(참고용) NEDO 홈페이지를 방문해주세요
'수소사회 구축크레이지 슬롯개발사업/지역수소활용크레이지 슬롯개발' 추진구조 결정에 대하여