무배출 화석에너지원을 향한 노력
석탄가스화를 통한 궁극적인 고효율 발전을 지향
J-POWER는 석탄 사용과 관련된 CO2 배출량을 줄이기 위해 효율성을 더욱 높이는 것을 목표로 오랫동안 석탄 가스화 기술에 대한 연구를 지속해 왔습니다
이 기술을 통해 우리는 생성된 가스를 연소하여 전기를 생성하는 가스터빈과 폐열을 이용하여 증기로 전기를 생성하는 증기 터빈을 결합한 '통합 석탄 가스화 복합 발전(IGCC)*1', 이를 연료 전지와 결합한 '통합 석탄 가스화 연료 전지 통합 발전(IGFC)*2' 등 고효율 발전의 궁극적인 실현을 목표로 합니다
또한 J-POWER의 산소 기반 석탄 가스화 기술(산소 취입 IGCC)은 CO2를 효율적으로 분리 및 포집하는 능력이 특징이며, 화력 발전으로 인한 CO2 배출량을 경제적으로 0으로 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다
- IGCC：통합석탄가스화 복합발전
- IGFC：통합석탄가스화 연료전지 복합발전
오사키 쿨젠 프로젝트
J-POWER는 히로시마현 오사키카미지마의 Osaki CoolGen 프로젝트에서 Chugoku Electric Power Co, Ltd와 협력하고 있습니다 여기에서는 산소 분사식 IGCC/IGFC 및 CO2 분리/포집 기술 상용화를 목표로 하는 3단계 실증 프로젝트(NEDO)를 소개합니다※1우리는 보조금 프로젝트를 진행 중입니다)
1단계 산소 취입 IGCC 실증 테스트에서 170MW급 실증 플랜트 중 세계 최고 수준인 발전 효율 519%를 나타냈습니다※２또한 목표를 훨씬 초과하는 부하 변화율을 달성하여 출력 변동에 신속하고 유연하게 대응할 수 있음을 입증했습니다 이는 계절, 시간대, 날씨 등의 영향을 받는 신재생에너지 생산량의 변동을 보상하는 역할을 하여 신재생에너지 도입이 더욱 확대되도록 뒷받침할 것입니다
CO2 분리 및 포집 2단계에서는 기본 성능(CO2 회수율 90% 이상, CO2 회수 순도 99% 이상)이 확인되어 보다 높은 순도의 수소가스 생산 및 생성이 가능해졌습니다 또한, CO2 액화 장비를 추가하여 CO2 분리/포집 및 액화 공정 실증을 진행했으며, 연료전지를 결합한 3단계 실증 테스트와 함께 2022회계연도 말까지 목표를 달성했습니다
우리는 수소 발전의 조기 실현을 위해 추가 연구 및 실증 테스트를 계속 고려할 것입니다
- NEDO: 신에너지 및 산업기술 개발기구
- 발전 효율(LHV 기반)
이산화탄소 포집 및 저장(CCS) 기술 연구 및 개발
CO2 포집 및 저장(CCS) 기술은 발전 중에 발생하는 CO2를 포집하여 지하 깊은 곳에 가두는 기술입니다 J-POWER는 2022년 ENEOS Holdings Co, Ltd와 공동으로 대규모 국내 CCS 상용화 연구를 시작했으며, 2023년 2월에는 국내 CCS 상용화 준비를 가속화하기 위해 J-POWER는 ENEOS Co, Ltd 및 ENEOS Xplora Co, Ltd(구 JX Oil Exploration Co, Ltd)와 공동으로 West Japan Carbon Storage Research Co, Ltd를 설립했습니다 또한 2023년 8월에는 일본 에너지금속 국립연구소로부터 첨단 CCS 프로젝트 구현에 관한 연구를 의뢰받았습니다※1여기에는 CO2 저장이 2030년 또는 그 이전에 시작된다는 가정 하에 CO2 분리, 포집, 운송 및 저장과 저장소 평가와 관련된 설계 작업이 포함됩니다
이러한 조사 및 연구에서 얻은 지식을 통해 일본 최초의 본격적인 CCS 가치 사슬※22030년부터
- ENEOS(주), ENEOS Xplora(주)(구 JX Oil Exploration Co, Ltd), J-POWER 계약 체결
- CO2 분리/포집, 운송, 주입/저장으로 구성된 가치 사슬
CO2의 효과적인 이용을 위한 기술 개발(탄소 재활용)
또한 수집된 CO2를 자원으로 효과적으로 활용하는 방법도 고려하고 있습니다 CO2는 탄산음료, 드라이아이스 등의 식품, 식물 성장 촉진 등 우리 주변에서 널리 사용되고 있습니다
Osaki CoolGen에서는 CO2 분리 및 회수 장비를 사용하여 회수된 CO2의 효과적인 사용에도 노력하고 있습니다 예를 들어 J-POWER와 Kagome Co, Ltd가 기타큐슈 시에서 공동 운영하는 토마토 텃밭, 미세 조류를 이용한 바이오 연료 생산 연구, 주고쿠 전력(주)이 개발한 친환경 콘크리트 등에 대한 활용 가능성을 구상하고 있습니다
CO2-Free 수소 공급을 위한 노력
J-POWER는 호주에서 갈탄을 기화시켜 수소를 생산해 일본으로 수입하는 국제 액화수소 공급망 구축을 위한 세계 최초 실증 테스트에 참여해 2022년 테스트를 성공적으로 완료했습니다
J-POWER는 석탄 가스화에 대한 지식을 활용하여 이번 실증 테스트에서 갈탄 가스화 및 수소 정화 장비를 담당했습니다
미래에 우리는 CCS 기술과 결합하여 "CO2-free 수소" 공급망을 상용화하는 것을 목표로 하고 있습니다 CO2 없는 수소 에너지는 에너지 안보와 지구 온난화 대책의 관점에서 자원이 부족한 일본에 유망한 기술입니다
