[일본] 차세대 화력발전 기술 로드맵

□ 개요

 ㅇ 일본 경제산업성은 차세대 화력발전 기술을 조기에 기술 확립, 실용화하기 위한 방책과 관련한 지금까지의 논의를 토대로 '차세대 화력발전 기술 로드맵'을 정리하여 발표함.

□ 차세대 화력발전 기술개발의 가속화와 기술 로드맵 책정의 필요성

 ㅇ 2030년도에 대비한 고효율화 기술과, 2030년도 이후를 내다본 혁신적 기술의 개발은 병행하여 추진해 나가는 것이 중요

 ㅇ 석탄, LNG화력, CCUS, 수소발전의 기술개발은 연계하여 추진해 나가는 것이 효과적

 ㅇ 기술개발 로드맵의 책정을 통해 복수분야의 기술개발을 효율적으로 추진하는 것이 가능

□ 차세대 화력발전 기술의 대상과 조기 확립, 실용화를 위한 기본 방침

 ㅇ 차세대 화력발전 기술의 개발은 단·중기, 장기의 기술개발을 동시병행으로 추진하는 것을 기본으로 함

  - ‘파리협정’에 입각한 에너지, 기후변동대책의 주요 기술개발 노력은 ①2030년도의 에너지믹스의 착실한 실현, ②2030년도 이후 경제 성장과 기후변동 대책의 양립의 열쇠가 되는 혁신적 기술의 개발의 2가지가 목표가 됨.

  - 향후의 화력발전기술의 개발은 2가지 목표의 달성에 최대한 공헌하는 차원에서 조기 도입을 염두에 둔 단·중기의 기술개발과 경제성, 환경성을 양립시키는 혁신적 기술의 실현을 지향한 장기의 기술개발을 병행하여 추진하는 것을 기본으로 함.

  - 차세대 화력발전의 기술 로드맵에서는 전자인 2030년에 대비한 단·중기의 기수개발의 대상을, 화력발전, LNG화력과 관련한 고효율화 기술로 삼고, 후자인 2030년도 이후를 내다본 장기의 기술개발의 대상을, CCUS기술 및 수소발전기술로 삼는 것으로 함.

 ㅇ 차세대 화력발전 기술은, 각각 특징이 있는데 당분간은 병행하여 기술개발을 추진

  - 차세대 화력발전의 대상이 되는 각각의 분야의 기술은 각각 특징이 있어, 모든 면에서 뛰어난 기술은 없고 장래의 국내외 환경규제 등의 정책 동향과 보급 전개책을 감안하면서 그 특징을 활용한 기술을 추진해야 함.

□ 2030년도에 대비한 대책의 중심이 되는 석탄, LNG화력에 관한 방침

 ㅇ 2030년도에 대비해, 석탄화력, LNG화력 각각에서 설비의 신진대사를 통한 고효율화가 필요

  - 에너지믹스에서는 석탄화력, LNG화력에 대해 고효율화를 추진하며 환경부하의 저감과 양립시키면서 활용하는 방침을 제시하고 있음.

  - 구체적으로는, 석탄화력에 대해서는 설비 전체적으로 USC(초초임계압) 상당, LNG화력에 대해서는 가스터빈 컴바인드 사이클 상당의 발전효율을 목표로 하고 있으며, 고효율화를 추진하기 위해서는 발전효율이 나쁘고 오래된 발전의 가동을 억제함과 함께 노후화된 화력발전의 신진대사를 꾀할 필요가 있음.

 ㅇ 전력업계는 2030년도에 CO2 배출계수를 0.37kg/kWh로 하는 자주적 틀을 구축

  - 전력업계에서는 에너지믹스와 정합적인 목표로, 2030년도에 CO2 배출계수를 0.37kg/kWh로 하는 자주적인 틀을 구축하고 있음.

 ㅇ 에너지절약법, 고도화법에 기초한 정책적 대응을 함께 강구함으로써 실효성을 확보

  - 또한, 전력업계의 목표 달성을 위한 대책을 촉진하기 위해 화력발전의 고효율화를 추구하는 에너지절약법과, 소매사업자에 저탄소의 전원 조달을 요구하는 고도화법(에너지공급구조고도화법)의 정책적 대응을 강구함으로써 전력자유화 하에서의 전력업계의 대책의 실효성을 확보함.

 ㅇ 석탄, LNG화력 모두 제1세대, 제2세대 기술의 성능 향상을 추구하면서, 궁극적인 발전단계인 제3세대 기술의 조기 확립을 지향

  - 화력발전기술에 대해서는, 석탄화력, LNG화력 모두 단일 터빈의 싱글 사이클(제1세대)부터 가스터빈과 증기터빈을 조합한 컴바인드 사이클(제2세대), 더 나아가 연료전지를 조합한 트리플 컴바인드 사이클(제3세대)로 고효율화를 향한 기술개발의 단계가 진전함.

  - 각 세대의 기술은 적용하는 연료와 소규모 분산전원에의 적합 가능성 등에서 특징이 각기 달라, 각 세대의 기술 각각의 효율을 향상시켜 전체적으로 최적의 조합으로 활용해 나가는 것이 필요함.

  - 향후, 화력발전 전체의 평균발전효율을 대폭으로 향상시키기 위해 제1세대, 제2세대 기술의 가일층의 성능 향상을 추구하며, 차세대 화력발전 기술로서 궁극적인 발전단계인 제3세대 기술의 가능한 조기의 확립을 목표로 함.

  - 또, 고효율화 기술의 진전과 함께 장래적으로 재생에너지의 확대에 따른 출력변동에 대응하기 위해서는, 부하추종성을 중시한 계통안정화 대응에 공헌하는 기술의 향상도 과제로, 향후, 필요한 기술의 개발을 위해 검토를 추진해 나감.

 ㅇ 차세대 기술개발 추진 시의 유의점

  - 화력발전의 고효율화의 기술개발은, 경제성, 신뢰성, 운용성을 확보하며 추진하는 것이 중요.

  - 특히 2030년도의 에너지믹스 실현을 위해 석탄화력, LNG화력의 고효율화 기술개발 추진에 있어서는 하기의 점을 유의하면서 추진하는 것으로 함.

· 석탄화력, LNG화력의 각각의 개발에 대해 성과를 공유하고 또 현재의 기술, 경험을 충분히 활용.

· 기술 확립 후, 신속하게 종래기와 동등한 발전단가 이하로 하는 것을 목표로 함.

· 조기에 시험운전에 착수하고 개발 프로세스에서 충분한 실증시간을 확보.

· 또, 신뢰성, 경제성의 과제를 해결하고 부하추종성의 향상 등, 재생에너지의 확대에 대응하는 차원에서 운용성 향상을 함께 추구함.

□ 2030년도 이후를 내다본 대처와 관련한 기술 방침

 ㅇ CCUS 기술의 개발 방침

  - CCUS 기술은, 2020년대 후반부터 2030년경에 걸쳐, 당분간 석탄화력용의 기술을 대상으로 하여 실제의 도입 확대로 연결되는 경제적인 CCUS 기술을 순차 기술 확립함.

  - CO2 분리회수기술은, 2020년대 후반부터 2030년경에 경제적인 회수기술을 확립.

  - CCU는, 2030년도 이후를 주시, 당분간 장래의 유망기술 확립.

 ㅇ 수소발전 기술의 개발 방침

  - 수소발전은, CCUS와 마찬가지로 발본적인 온난화 대책에 될 수 있는 기술로, 수소의 조달비용에 유의하면서 2030년경까지의 실용화를 목표로 CCUS 기술과 병행해 추진해 나감.

  - 수소발전에는, 저렴하고 안정적인 수소 서플라이체인의 확립이 필수.

□ 차세대 화력발전 기술의 조기의 기술 확립, 실용화를 위한 대책

 ㅇ 차세대 화력발전 기술의 조기 확립 실용화를 꾀하기 위해서는, ①기술개발의 추진체제 강화와 ②도입 보급과 관련한 대책이 필수.

 ㅇ 기술개발의 추진체제 강화와 관련한 대책

  - 기술개발의 프로세스와 리소스 배분의 최적화, NEDO(신에너지산업기술종합개발기구)의 전체 진척관리 및 기술 지원.

 ㅇ 차세대 기술의 조기 도입·보급과 관련한 대책

  - 유저에 의한 적극적인 도입 검토, 도입 촉진의 정책적 조치, 해외 전개를 위한 민관의 대책 강화.

□ 맺음말

 ㅇ 본 로드맵은, 일본이 차세대 화력발전의 기술개발을 계속해서 강력하게 추진해 나가는데 있어 중요하고도 새로운 출발점으로, 향후 본 로드맵에 따라 산학관(産學官)이 한층 더 연계하여 차세대 화력발전 기술의 개발, 실용화를 위한 대책을 추진하며 화력발전과 관련한 국내외의 과제 해결에 적극적으로 공헌해 나가는 것이 중요.

[자료제공 : 해외산업정보(http://www.kiet.go.kr) 2016. 07. 22]