[국토경제신문 최지희 기자] 한국에너지기술연구원은 ‘케미컬루핑 연소기술’이 2020년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정됐다고 11일 밝혔다. 

케미컬루핑 연소기술은 온실효과를 일으키는 이산화탄소를 별도의 분리설비 없이 98% 이상 원천적으로 분리할 수 있고 초미세먼지 유발물질인 질소산화물도 저감할 수 있는 차세대 연소 기술이다.

기존의 연소방식은 연소에 필요한 산소를 공급하기 위해 공기를 사용하는데 공기 중에 79% 정도 포함된 질소가 연소 배기가스에 섞여 배출돼 이산화탄소를 분리하는 것이 어려웠다. 
이를 극복하기 위해 순수한 산소를 사용해 연료를 연소시키는 순산소 연소기술이 개발되고 있으나 공기 중에서 순수한 산소를 분리하는 데 비용이 많이 소요된다는 단점이 있다. 

케미컬루핑 연소기술은 순수한 산소를 분리해 사용하는 대신 산소를 주고받을 수 있는 입자를 사용한다.
한쪽에서는 공기 중의 산소를 흡수하고 다른 쪽에서는 산소를 내주면서 연소해 공기와 이산화탄소가 혼합되지 않아 이산화탄소를 원천적으로 분리할 수 있다.

공기와 연료가 직접 반응하는 대신 산소를 전달하는 입자를 사용하므로 연료가 연소되면 이산화탄소와 수증기만 배출되고 온도를 낮춰 수증기를 액체인 물로 바꿔주면 기체 중에는 이산화탄소만 남게 되므로 별도의 분리설비 없이도 이산화탄소를 분리할 수 있는 것이다. 

산소를 주고받는 데 사용한 입자는 두 개의 반응기 사이를 순환하면서 재생해 사용할 수 있으며 공기와 입자의 반응은 화염이 없는 조건에서 일어나므로 2차 미세먼지 유발물질인 질소산화물의 발생도 저감시킬 수 있다. 

에기연 관계자는 “케미컬루핑 연소기술을 이용할 경우 100㎿ 천연가스발전 기준 연간 운영이익 144억 원, 발전효율 상승 4%, 이산화탄소 포집비용 30% 절감, 연간 15만t의 이산화탄소 감축이 가능할 것으로 전망된다”고 말했다.