LNG발전 핵심 시설…230개 공급 체인 구축
설계자립화 100%, 센서 제외하면 전부 국산화
가스터빈 신성장 동력으로…세계 점유율 7% 목표
【창원=뉴시스】김지은 기자 = 두산중공업이 개발한 국내 첫 발전용 가스터빈은 '기계공학의 꽃'이라 불릴 정도로 여러 분야에서 고도의 기술을 필요로 한다.
최신 가스터빈의 경우 핵심 기술은 ▲1500도 이상의 가혹한 운전조건에서 지속적으로 견디는 '초내열 합금 소재 기술' ▲복잡한 형상의 고온용 부품을 구현하는'정밀 주조 기술' ▲대량의 공기를 24:1(최신 압축기 모델 기준)까지 압축하는 '축류형 압축기 기술' ▲배출가스를 최소화하는 '연소기 기술' ▲압축기·연소기·터빈의 핵심 구성품을 조합시키는 '시스템 인테그레이션 기술'이 조화된 최고 난이도 기계기술의 복합체다.
가스터빈은 최첨단 기계기술로 통칭되는 항공기 제트 엔진과 동일한 기술을 기반으로 한다. 발전용 가스터빈은 터빈에서 생성된 회전력으로 발전기를 구동하고, 제트 엔진은 추진력으로 활용하는 차이가 있다.
발전용 가스터빈은 전 세계적으로도 미국, 독일, 일본, 이탈리아 정도만 기술을 보유하고 있으며, 이들 국가는 핵심적인 국가 전략상품으로 기술유출을 극도로 제한하고 있다. 국내 발전소에서 가스터빈 보수작업시 해외 메이커에서는 국내 발전소 고객사 마저도 작업상황을 볼 수 없도록 차단막을 치고 작업을 할 정도라고 한다.
이광열 두산중공업 터빈·발전기 BU(상무)는 "세계적으로도 이 기술을 보유한 회사는 제트기 엔진 3대 메이커(GE, 롤스로이스, P&W)와 발전용 가스터빈 메이커(일본 MHPS, 미국 GE, 독일 지멘스)로 매우 제한적"이라며 "2차 세계대전 때 제트기를 제작·운영하지 않은 나라로는 우리나라가 최초"라고 설명했다.
이종욱 두산중공업 기술연구원 박사(상무)는 "발전용 가스터빈은 항공기 제트엔진을 모태로 출발했지만 시장의 요구에 따라 급격한 기술발전을 이뤄냈다"며 "1500도가 넘는 고온에서 안정성과 내구성을 보증하는 첨단소재 기술 등 이번에 개발한 270MW 모델에 적용한 일부 기술은 항공용 제트엔진의 기술력을 넘어섰다"고 말했다.
이번에 공개한 국책과제 모델은 한국서부발전이 추진하고 있는 500MW급 김포열병합발전소에 공급돼 2023년부터 상업운전에 돌입할 예정이다. 두산중공업은 이 모델 외에도 시장 변화를 선제적으로 반영한 최신 사양의 후속 가스터빈 모델(380MW급), 신재생 발전의 단점으로 꼽히는 간헐성을 보완하기 위한 100MW급 중형 모델 개발도 함께 추진하고 있다.
가스터빈 개발은 국내 산업 생태계를 구축하고 국산화율을 최대한 끌어냈다는 데에도 의미가 있다는 평가다.
현재 국내 발전소에서 운영되고 있는 가스터빈은 총 149기로 전량 해외 기업 제품이다. 이번 가스터빈 개발에는 가공제관 54개, 소재 17개, 기자재 141개, 보조기기 10여개 업체 등 약 230개 이상의 국내업체가 가스터빈 제작 협력사로 참여 중이다.
일부 전기제어센서를 제외하면 전부 국산화를 달성했다. 설계자립화는 100%로, 정밀 주조 부품 국산화율은 93%에 달한다.회사는 공급 체인과의 협력을 통해 2~3년 안에 국산화율이 97%까지 높아질 것으로 예상했다.
두산중공업 관계자는 "일부 고온부품을 일본에서 공급받고 있으나 발전 분야는 핵심 전략물자 대상에 해당되지 않아 현재로선 영향이 없다"며 "만약 추후 핵심 전략물자 대상에 변동이 생기더라도 일본 공급사가 ICP(내부 자율준수 규정) 등록을 하면 기존처럼 신속하게 수입 가능할 것으로 예상된다"고 했다.
가스터빈 사업은 신재생, 발전서비스 등과 함께 두산중공업의 중장기 신성장 동력 중 하나다. 회사는 발전용 가스터빈 사업을 2026년까지 연매출 3조원 이상의 수출 산업으로 육성해 세계 시장 점유율 7% 달성을 목표로 하고 있다. 이를 통해 연평균 3만명 이상의 고용효과를 기대하고 있다.
IHS 케임브리지에너지연구소에 따르면 세계 가스발전 시장은 지난해 1757GW에서 2023년 1976GW로 매년 40GW 이상 추가 설치될 것으로 전망된다. 국배 발전시장도 복합화력 및 열병합발전이 확대될 것으로 보인다.
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