2011 국제 태양열발전 워크숍 지상중계
2011 국제 태양열발전 워크숍 지상중계
  • 남수정 기자
  • 승인 2011.11.28 10:27
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‘2011 국제 태양열발전 워크숍’이 지난 22일부터 23일까지 이틀 동안 ‘솔라시티’ 대구에서 지식경제부 주최, 한국에너지기술연구원 주관으로 열렸다. 이번 워크숍에서는 유럽, 중국, 일본, 미국의 CSP 시장과 연구개발 동향과 함께 한국의 신재생에너지 정책, CSP 개발 현황, 200kW급 CSP 프로젝트, 태양열화학 연구 동향 등이 소개됐다. 둘째날에는 대구시 북구 서변동에 세워진 국내 최초의 타워형 태양열발전소를 방문했다. 이번 행사는 대구광역시, 에너지관리공단 신재생에너지센터, 한국태양에너지학회, 한국에너지신문사, 그린에너지학술위원회, 대구컨벤션뷰로, 대성에너지가 후원했다.
황주호 에기연 원장은 개회사를 통해 “태양열발전은 기존 미국, 스페인 중심에서 최근 1, 2년 사이에 중국, 중동, 호주, 인도, 아프리카 등으로 빠르게 확산되고 있다”면서 “기술개발과 규모의 경제로 발전단가를 지속적으로 낮추고 있고, 열저장 기술로 전력 생산량 조절이 가능해 머지않은 미래에 재생에너지 중심산업으로 성장할 것”이라고 말했다.

 

 

 

▲ 마뉴엘 J. 블랑코 스페인 국립재생에너지연구소(CENER) 소장

마뉴엘 J. 블랑코 스페인 국립재생에너지연구소(CENER) 소장/IEA 솔라PACES 집행위원회 회장

“CSP의 도전은 가격경쟁력”
스페인 2020년 5GW 전망… 세계시장 리드

 

 

 

유럽의 CSP시장은 오는 2020년까지 스페인 5079MW, 이태리 600MW, 프랑스 540MW, 포르투갈 500MW, 그리스 250MW, 키프로스 75MW로 커질 전망이다. 특히 스페인의 경우 2014년 7월 경이면 61개, 총 발전규모 2.53GW의 CSP 플랜트가 건설돼 실제 운전을 하게 된다. 현재 23개, 0.95GW 규모의 CSP 플랜트가 가동 중이다. 세계 최초의 상업용 타워형 CSP인 PS-10은 11MWe 규모다. 안다솔 1, 2(각 50MWe)는 구유형 발전소로 용융염을 이용한 열저장 장치를 갖고 있다. 악시오나 솔라의 알바라도 1(50MWe)은 최초의 상업용 구유형 플랜트이며, 푸에르토 에라도 1(1.5MWe)은 최초의 상업용 선형 프레넬 플랜트다. 헤마솔라(19.9MWe)는 융용염을 이용한 타워형 CSP로 670MWh 규모의 열저장 정치가 있다.

유럽의 CSP 기술은 이제 막 발전을 시작했다. 오늘날의 CSP 상용 플랜트는 주로 70년대 80년대 경험에 기초를 두고 있다. 대부분의 R&D는 80년대 90년대 들어 주로 발전하기 시작해 아직 적용되기를 기다리고 있다. 지난 30년 동안 CSP 커뮤니티는 소규모 그룹이었지만 최근 각기 다른 배경을 가진 새로운 플레이어들이 많아지면서 새로운 시나리오가 만들어지고 있다. CSP 기술의 미래는 현재와 상당히 다를 것으로 기대된다. 특히 집광과 열저장 기술을 통한 전력 생산 분야에서의 도전은 바로 가격 경쟁력 확보에 있다.

가격 저감 관련 영향력 있는 R&D 활동은 ▲직접 스팀발전을 위한 요소기술 개발 ▲새로운 개념의 온도를 높이기 위한 타워 시스템 ▲넓은 반사면적에서도 높은 집광이 가능한 제어·유지 기술 ▲고온 흡수기와 리액터를 위한 향상된 소재와 코팅 ▲합성 오일, 리퀴드 메탈, 가스, 소금복합물 등 고온에서도 견딜 수 있는 액체소재 개발 등을 들 수 있다.

▲ 왕지봉 중국 과학기술부 전기연구소 태양열발전팀 팀장

왕지봉 중국 과학기술부 전기연구소 태양열발전팀 팀장/중국 국가 태양열에너지조합 위원장

중국, 2020년까지 6.5GW 개발
50MW급 타워형·구유형 동시 추진

 

 

중국의 태양열발전 기술개발과 보급을 위한 투자는 한 마디로 엄청난 수준이다. 중국 국가발전개혁위원회(NDRC)에 따르면 2009년 기준 중국의 재생에너지 이용가능량(tce)을 보면 솔라에너지가 1만7000tce으로 파악됐다. 그 다음으로 지열인데 33tce로 솔라에너지와 큰 차이가 난다. 풍력은 8tce, 수력은 4.8~6.4tce, 바이오매스는 4.6tce 순이다. 중국에서도 솔라에너지는 직달일사량이 북서쪽에 집중돼 있다.

NDRC는 태양열발전(CSP)으로만 2015년까지 1500MW, 2020년까지 5000MW, 총 6500MW를 설치한다는 목표를 갖고 있다. 이와 관련 2006년부터 2011년 사이에 중국과학원(CAS)에 의해 베이징에 1MW급 타워형 CSP가 설치됐다. 올해부터 2014년까지 NDRC 주도로 내몽골 지역에 50MW급 구유형, 칭하이에 50MW급 타워형과 50MW급 구유형 CSP 발전단지가 세워질 예정이다.  

CSP 기술과 관련 1MW급 타워형의 경우 시스템 디자인, 미러, 헬리오스탯, 캐비티 리시버, 열 저장기, DCS, 엔지니어링을 중국이 개발·담당했다. 50MW급 구유형 플랜트는 시스템 디자인, 미러, HCE 튜브, 구유형 집광기, 터빈, 열 저장기, DCS, 엔지니어링을, 2.5MW급 프레넬 집광 플랜트는 리시커 튜브와 컨센트레이터를 중국의 기술로 만들었다. 1MW급 접시형-스털링 발전시스템은 스털링 엔진은 아직 연구개발 단계로 4개 업체가 10~20kW급을 개발 중이다.

중국 과학기술부는 국가태양열에너지조합을 구성하고 내몽고 지역의 50MW 프로젝트에 응찰했다.
여기에는 국가전력회사와 원전회사, 항공사, 전력 EPC 업체, 대학교, 연구소 등이 참석했다. 중국과학원의 IEE는 올해 국제에너지기구(IEA)의 멤버가 됐는데 앞으로 더 활발한 협력을 기대한다.

▲ 타츠야 고다마 일본 교수

타츠야 고다마 일본 교수/일본 니이가타대 교수(화학공학과)

“타워·빔-다운 등 방식 개발”
해외 프로젝트 개발·투자 ‘활발’

 

 

 

일본 NEDO는 지난 2010년 12월 11~12일 튀니지에서 열린 2차 일본-아랍 경제포럼에서 합의한 대로 튀니지, 모로코와 솔라에너지 프로젝트 협력을 시작한다. 솔라에너지 분야에서 튀니지와 모로코가 참여하는 공동 프로젝트 추진을 위해 포괄적인 협력을 약속하는 양해각서를 체결했다. 

튀니지 정부는 20~40MW 규모의 가스 터빈 복합 사이클(GTCC)과 연계한 발전 플랜트와 5MW 규모의 타워형 CSP 발전 설비를 건설할 계획이다. NEDO는 CSP 장비 공급, 시범 운영을 실시하고, 운영과 유지에 관한 노하우도 제공할 것이다.

여기에 NEDO, 미쯔이 엔지니어링&쉽빌딩, 타이세이 상사가 참여한다. 이들 기업은 이 프로젝트에 대한 타당성 조사와 CSP 건설과 운영을 맡는다. 이 플랜트는 오는 2014년 1월 운전을 시작할 계획이다.

모로코 정부는 2000MW 규모의 복합 태양에너지발전소를 오는 2019년까지 도입한다는 계획을 세웠다. 모로코 전체에 필요한 전력을 자체 공급할 수 있도록 확대한다는 것이다.

빔-다운 시스템 프로젝트도 활발하다. 일본 도쿄 미타카 지역 3600㎡ 부지에 70개의 헬리오스탯을 설치하고, 가장 상층에 타원형(elliptic) 거울을 이용해 아래로 집광하는 방식이다. 미야자키대학교와 니가타대학교는 수소 생산을 위한 솔라 케미스트리 관련 100kWth 빔-다운 시스템 프로젝트인 ‘뉴 미타카 코키 프로젝트’를 시작한다. 나가노에서는 CSP 관련 열 저장을 위한 300kWth 빔-다운 시스템 프로젝트가 일본 경제산업성(MET)에 의해 추진 중이다.

일본-스페인은 구유형 플랜트 프로젝트를 스페인 남부 지방에서 추진한다. 일본의 JGC상사와 아벤고아 솔라가 공동으로 50MW 규모의 2개 CSP 플랜트를 스페인에 설치한다.


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