- 암모니아 100% 연소에도 주요 유해 배출물과 온실가스 발생 낮춰

- 선박·항만·발전·산업용 제품 확대 및 시험·인증 기준 마련 추진

한국전력공사 전력연구원 시험설비에 장착된 1 MWt급 암모니아 전소 버너 앞에서 성능 검증 후 기념 촬영(왼쪽부터: ㈜피센트 이병화 대표, 부산대 전충환 교수, 부산대 김승모 연구교수, ㈜피센트 김경호 수석연구원)

부산대학교가 세계적 수준의 성능을 갖춘 1MWt급 암모니아 전소 버너 개발에 성공해 무탄소 에너지 기술 상용화에 한 걸음 더 다가섰다.

부산대학교 청정화력발전에너지연구소(PCERI, 소장 전충환)와 연구소 기술사업화 기업인 ㈜피센트(PCENT, 대표 이병화)는 한국전력공사 전력연구원 성능시험을 통해 세계적 수준의 성능을 가지는 1MWt급 암모니아(NH₃) 전소 버너 ‘P-NH3 BNR’ 개발에 성공했다고 28일 밝혔다.

‘암모니아’는 연소 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 무탄소 연료로 주목받고 있다. 그러나 연소속도가 느려 화염이 불안정하고, 질소산화물(NOx), 아산화질소(N₂O), 미연소 암모니아(NH₃ slip)가 동시에 발생할 수 있어 상용화의 주요 난제로 꼽혀 왔다.

이번에 개발된 버너는 암모니아 100% 전소 조건에서 미연소 암모니아 발생을 최소화하고, 강력한 온실가스인 아산화질소 배출도 낮췄다. 성능시험 결과 NOx는 85ppm 이하, 미연소 암모니아는 5ppm 이하, N₂O는 5ppm 이하로 나타나 세 가지 주요 배출물을 동시에 낮추는 성과를 거뒀다.

이번 성과는 대학의 원천기술이 기업의 기술사업화를 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 수준으로 발전한 것이다. 부산대 연구팀과 ㈜피센트는 개발된 버너를 기반으로 선박용·항만용·발전용·산업용 제품 라인업을 확대할 계획이다.

또한 추가 연구개발을 통해 NOx 배출량을 더욱 낮추고, 선급 및 인증기관과 협력해 암모니아 연소 기자재의 시험·인증 기준 마련에도 나설 예정이다.

전충환 부산대 청정화력발전에너지연구소장(기계공학부 교수)은 “암모니아 전소는 화염 안정성과 NOx, N₂O, 미연소 암모니아를 동시에 해결해야 하는 고난도 기술”이라며 “이번 1MWt급 성능시험은 부산대의 원천기술이 기업을 통해 산업 현장에 적용될 수 있는 단계에 도달했음을 보여준다”고 설명했다.

이병화 ㈜피센트 대표(부산대 청정화력발전에너지연구소 연구교수)는 “암모니아 전소 버너는 무탄소 보일러와 발전, 암모니아 크래커를 연결하는 핵심 기자재”라며 “선박·항만·발전·산업용으로 용량별 제품을 확대하고, 성능 데이터를 바탕으로 암모니아 연소 기자재의 시험·인증 기준 마련도 선도하겠다”고 말했다.

부산대와 ㈜피센트는 향후 한국남부발전 등 국내 발전사와 한국전력기술, 선박 기자재 기업, ㈜파나시아, 효성중공업㈜ 등 산업체와 협력해 무탄소 보일러, 무탄소 분산발전, 암모니아 크래커 등 다양한 에너지 시스템에 해당 기술을 적용할 계획이다.

이번 성과는 조선·기자재·항만 산업이 집적된 부산 지역의 산업 경쟁력 강화에도 기여할 것으로 기대된다. 특히 친환경 선박과 항만 탈탄소화에 필요한 핵심 기자재를 국산화함으로써 부산이 암모니아 벙커링과 친환경 선박 기자재 산업의 거점으로 도약하는 기반이 될 전망이다.