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차세대 청정 에너지, 가스 하이드레이트

2018. 4. 26. 13:42

안녕하세요 에코미입니다

여러분은 혹시 '불타는 얼음'이란 말을 들어보셨나요? 얼핏 들었을 때는 말도 안 되는 소리 같습니다. 하지만 불타는 얼음은 실제로 존재한답니다. 바로 '가스 하이드레이트'인데요. 어떻게 얼음이 불에 탈 수 있는지 에코미와 함께 알아보도록 해요!


| 불타는 얼음, 가스 하이드레이트



가스 하이드레이트(Gas Hydrate)는 천연가스가 0도 이하의 저온과 30기압 이상의 높은 압력에서 물 분자와 결합하여 생성되는 고체 상태의 물질입니다. 이 물질은 전형적인 화학적 결합이 아니라 분자 상태의 물과 가스의 물리적 결합에 의해 생성됩니다.

 


가스 하이드레이트의 특이한 점은 저분자량의 가스분자들(CH4, CO2, H2S )이 주체 분자인 물 분자들과 3차원의 격자 구조를 이룬다는 점인데요. 이 구조 상에서 물 분자들이 만든 공간에 메탄으로 구성된 가스가 포집되고, 이 때문에 메탄 하이드레이트'(Methane hydrate)라고 불리기도 한답니다.



가스 하이드레이트는 만들어지는 방법에 따라 ''기원과 '생물'기원으로 구분할 수 있는데요. ''기원에 의해 만들어지는 가스 하이드레이트는 깊은 땅속에서 묻혀 있던 가스들이 오랫동안 열과 압력에 작용을 받아 결합되는 것이고, '생물'기원은 바닷속 깊은 곳의 퇴적층에서 유기물들이 분해될 때 생성되는 가스가 물과 결합하여 가스 하이드레이트가 만들어지는 것이랍니다.

 


가스 하이드레이트는 연중 0도 이하인 영구 동토층이나 심해저에서 발견되는데요. 보통 가스 하이드레이트가 안정적으로 보존되는 범위는 영구 동토층의 경우 땅속 200~1,000m 지점이고, 심해저의 경우는 수심 1,200~1,500m 지점입니다. 이 부근 지점에 가스 하이드레이트는 천연가스 확인 매장량의 약 25배 이상, 일반 화석 에너지의 2배에 가까운 엄청난 양이 묻혀 있다고 합니다



우리나라의 독도와 울릉도 주변 바다에도 가스 하이드레이트가 많이 매장되어 있는데요. 그 양은 약 6~10억 톤으로 우리나라가 앞으로 40~60년간 사용할 수 있는 양이며, 그것을 돈으로 환산하면 약 250조 원에 달한다고 합니다.

 

| 차세대 대체 에너지, 가스 하이드레이트

 

가스 하이드레이트의 가장 큰 장점은 연소될 때, 석탄 에너지에 비해 이산화탄소, 일산화탄소 같은 대기유해물질들이 적게 나온다는 것인데요. 따라서, 가스 하이드레이트는 차세대 청정에너지로 각광받고 있답니다. 우리나라뿐만 아니라 다양한 국가에서도 가스 하이드레이트의 상용화에 힘쓰고 있습니다



하지만 아직 가스 하이드레이트의 상용화되기에 기술적 한계가 걸림돌로 작용하고 있는데요. 먼저, 메탄이 연소될 때, 물과 소량의 이산화탄소가 발생하지만 가스 하이드레이트의 시추 과정 중 메탄이 연소되지 않고 그대로 방출될 경우 이산화탄소보다 약 10배 강력한 온실효과를 유발할 수 있다고 합니다. 그리고 기술의 발전으로 인해 천연가스 단가가 저렴해졌고, 가스 하이드레이트의 생산 기술이 시험 단계 수준이라 경제성이 부족해 상용화가 더뎌지고 있습니다.


그럼에도 불구하고 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 세계 각국의 원전 퇴출 움직임이 가속화됨에 따라 대체 자원에 대한 연구개발이 향후 더 가속화될 전망이랍니다. 앞으로 가스 하이드레이트가 경제적, 기술적 한계를 극복하고 더욱 상용화되어 친환경 청정에너지가 되길 바라면서 이만 마치겠습니다


안녕~!


Posted by 중부발전

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춘곤증에 좋은 음식 7가지!

2018. 4. 23. 13:48


눈꺼풀을 무겁게 만드는 봄의 불청객 춘곤증!

#춘곤증에_도움을_주는_음식을_소개합니다



Posted by 중부발전

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대기환경 개선을 위한 중부발전의 노력

2018. 4. 19. 16:58

안녕하세요 한국중부발전의 대표 상큼이 에코미입니다

이제 날씨가 완연한 봄에 접어들고, 화려하고 예쁜 꽃들이 활짝 피었는데요. 너무나 아름다운 우리 주변 환경과는 달리 봄의 불청객 미세먼지는 어김없이 찾아오고 있습니다. 물론 중국에서 날아오는 미세먼지의 양이 가장 많다고 볼 수 있지만, 우리나라 내에서도 정부 정책 하에 자체적으로 대기환경을 개선할 수 있는 방안을 강구하고 있습니다. 대한민국에 원활히 전력을 공급하기 위하여 석탄화력 발전은 반드시 필요한 과정이기에, 한국중부발전은 기존의 발전설비의 성능을 개선하여 대기질 개선에 기여하는 방안을 추진하고 있답니다. 이제 한국중부발전의 대기오염물질 감축을 위한 노력에 대하여 자세히 알아볼까요?

 

| 미세먼지를 99% 감축시키는 전기 집진기


일반적으로 석탄으로 화력발전을 하는 경우에는 전력을 생산한 후 질소산화물(NOx), 황산화물(Sox), 먼지(Dust)가 발생되는데, 한국중부발전에서는 이 물질들의 배출을 최소화하기 위하여 배연탈황설비(FGD, Flue Gas Desulfurization)과 배연탈질설비(Selective Catalytic Reduction), 전기집진기(Electrostatic Precipitator)를 활용하고 있답니다. 특히나 화력발전 과정에서 생길 수 있는 먼지를 줄이기 위한 한국중부발전의 전기집진기설비를 알아보도록 하겠습니다


 

전기집진기는 고압 직류전원의 공급으로 배기가스 중의 먼지가 음전하(-)를 띠도록 하여 양전하(+) 집진극에 달라붙도록 하여 먼지를 제거하는 설비랍니다. 전체적인 과정은 위 그림과 같이 진행되는데요. 각 단계별로 자세히 살펴보겠습니다

 

 

먼저, 1단계는 고압의 직류 전원을 공급하여 코로나 방전을 일으킨답니다. 코로나 방전이 일어나면 음이온(-)이 다량으로 생성되는데요. 생성된 음이온들은 전기적으로 음(-)의 성질을 가지고 있습니다.

 

 

다음 단계에서는, 코로나 방전에 의해 생성된 음이온(-)들이 먼지입자와 결합하게 되는데요. 먼지가 음이온과 결합하게 되면 음전하(-)를 띄게 됩니다. 마치 자석의 N 극과 S 극이 달라붙는 것처럼 음전하(-)를 띄는 먼지입자들은 전기집진기에 설치된 양전하(+) 집진극에 달라붙게 되는데요.

 

 

마지막 단계에서는 먼지가 포집된 집진극에 주기적으로 물리적 충격을 가하여 하부에 있는 호퍼(Hopper)라는 곳에 먼지를 모은답니다. 모아진 먼지는 별도의 처리 과정을 거치게 되고, 전기집진기를 거친 배기가스 속 먼지는 99% 이상 제거된답니다.

 

| 더 나은 대기환경을 위한 중부발전의 노력

한국중부발전은 대기환경 개선을 위해 과감한 투자뿐만 아니라 다방면으로 노력하고 있는데요. 먼저, 석탄화력 성능개선사업을 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

한국중부발전은 기존 석탄화력발전소에 2025년까지 약 1조 원을 투자하여 성능을 개선할 예정이고, 환경설비 개선에는 약 4,700억 원이 투자할 계획입니다. 이로 인하여 2015년 대비 2025년에는 대기 오염물질의 배출량이 91%가량 감축될 것으로 기대됩니다. 또한, 신규 건설된 신보령화력 1, 2호기와 더불어 현재 건설중인 신서천화력에 총 3,110억 원을 투자하여 세계 최고 수준의 환경 설비를 갖추도록 하였습니다.

 

이렇게 성능이 개선된 설비들은 기존 설계 대비 약 75% 감소된 대기오염물질만을 배출할 것으로 기대된답니다. 개선된 설비들과 함께 신규로 지어지는 신보령, 신서천화력 등이 함께 운영되어도 2025년 이후 한국중부발전 보유 발전소 전체의 대기오염물질 배출량은 2015년 대비 약 80%가 감축될 예정입니다.

 

 

중부발전은 단지 석탄화력 개선뿐만 아니라 저탄장의 비산먼지를 줄이기 위해 저탄장의 옥내화를 추진하고 있는데요. 저탄장이란 석탄의 수요 공급을 조절하기 위해 많은 양의 석탄을 저장해 놓은 곳을 말합니다. 지금까지 중부발전은 약 1,728억 원을 투입하여 밀폐형 하역설비, 이송설비, 집진 설비를 개선하였고, 앞으로 석탄하역부터 상탄까지의 비산먼지 방지시설을 개선할 예정인데요.

 

최근 건설된 신보령화력과 현재 건설중인 신서천화력은 건설할 때부터 옥내 저탄장을 설치해 비산먼지를 원천적으로 차단하였습니다. 보령발전본부의 옥외 저탄장도 2025년까지 2단계에 걸쳐 총 5,000억 원을 투자해 111만 톤 규모의 저탄장을 옥내화하여 비산먼지를 차단할 계획입니다. 옥내화가 완료될 때까지 환경영향 조사, 밀폐형 석탄이송 컨베이어 도입, 비산먼지 감시강화 등을 통해서 저탄장 비산먼지를 최소화해 지역 주민들의 불편함이 없도록 할 예정이라네요.

 

국민들의 더 나은 삶을 위해 대기 환경 개선에 힘쓰는 한국중부발전은 다방면으로 노력하고 있답니다. 우리나라의 급증하는 전력 수요를 충족시키기 위하여 석탄화력발전소 가동은 대체불가한 공공재입니다. 따라서 대기오염물질 감축을 위해 더 나은 방향으로 나아가고자 한국중부발전은 끊임없는 고민과 투자, 연구를 하고 있습니다. 앞으로 이러한 노력들이 결실을 맺어 미세먼지 걱정 없는 대한민국이 되길 바라면서 새코미는 이만 물러가겠습니다.

모두 안녕~



Posted by 중부발전

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4차 산업혁명이 적용된 스마트 발전소, 디지털 트윈

2018. 4. 18. 09:49



안녕하세요. 중부발전의 귀염둥이 새코미입니다.



오늘은 4차 산업혁명 기술의 하나인 디지털 트윈에 대해서 알아보겠습니다. 여러분 혹시 MARVEL의 영화 아이언맨을 보신 적 있으신가요? 영화 속에서 주인공 토니 스타크는 인공지능인 JARVIS와 마치 친구같이 대화를 나눕니다. JARVIS는 아이언맨 슈트에 이상이 생기면 토니 스타크에게 분석해서 알려주고, 실시간으로 위험을 감지하며 알려주죠. 영화에서만 일어나는 일들이 이제 현실에서도 일어날 수 있게 됐답니다


© Marvel


| 디지털 트윈, 4차 산업혁명의 방아쇠


 

디지털 트윈(Digital Twin)은 미국의 에너지 회사인 제너럴일렉트릭(GE)가 만든 개념으로서, 현실에 존재하는 물리적 물체를 소프트웨어로 가상화시켜 디지털로 복사된 쌍둥이 물체(Twin)를 만드는 것이랍니다. 가상 공간에서 만들어진 쌍둥이 물체는 현실에서 일어날 수 있는 일들을 시뮬레이션 해봄으로써 물체의 정확한 특성에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 실제로 존재하는 한 발전소를 가상화시킨 후, 가상의 공간에서 여러 가지 실험(압력, 온도, 진동, 환경 변수 변화 등)을 했을 때, 실험 결과를 가지고 위험을 미리 예상하고 개선점을 찾을 수 있게 됩니다.

 

디지털 트윈 기술은 에너지, 항공, 헬스케어, 자동차, 국방 등 여러 산업 분야에서 널리 도입되고 있는데요. 기존에는 사람이 직접 제품 생산 과정을 현장에서 모니터링하고, 오류가 감지되면 서류로 작성하여 보고하기 때문에 오류를 누락하는 경우가 발생할 수 있습니다. 하지만 디지털 트윈을 이용하면 설비의 이상 상태를 사전에 감지하고, 설비의 최적화, 사고의 최소화, 생산성 증가를 이룰 수 있는 등의 장점이 많아졌답니다


 

디지털 트윈을 완벽히 구현하기 위해서는 사물인터넷 기술(IoT), 클라우드 서비스 기능, 빅데이터 분석 기술, 인공지능 기술이 토대가 되어야 하는데요. 제품 생산 과정을 모니터링하기 위해 장비에 센서를 부착하는 사물인터넷 기술이 필요합니다. 그리고 센서를 통해 실시간으로 얻은 정보를 데이터로 저장하고, 실험을 위한 가상의 설비/기계를 만들기 위해 클라우드 시스템이 필요하답니다. 또한, 가상의 공간에서 대규모 시뮬레이션 실험으로 얻은 빅데이터들을 바탕으로 컴퓨터가 분석하고, 예측해야 하기 때문에, 빅데이터 기술과 아이언맨의 JARVIS 같은 인공지능 기술이 필요합니다


 

현재, 미국의 기업 제너럴일렉트릭(GE)디지털 트윈 시스템을 통해 발전소 관리 효율화를 진행하고 있는데요. 실제 발전소와 동일한 데이터를 생산하는 디지털 발전소를 따로 만들어 시뮬레이션을 시행하고, 문제를 해결하는 최적화된 솔루션을 찾는 방식입니다. 이러한 기술을 적용해 발전소 가동 중단 기간을 최소화할 수 있고, 수조 달러 규모의 비용을 매년 절감할 수 있다고 하네요.

 

| 중부발전, 디지털 트윈 기반 발전운영 플랫폼 구축

 

한국중부발전도 IDPP(Intelligent Digital Power Plant) 구현을 위한 디지털 트윈 발전운영 플랫폼 개발 사업을 시작했는데요 IDPPICT 기술을 활용, 실제 발전소와 똑같은 가상의 디지털 발전소를 만들어 예측정비와 최적화된 발전 설비의 운영·정비가 가능한 스마트 발전소입니다.


 

이번 사업으로 중부발전은 국내 기술로 건설된 초초임계압(USC) 신보령발전본부 주요 설비를 대상으로 모의운전 화면에 조작된 기기의 운전 상황을 360o 실사 가상현실(VR) 기술과 접목하여, Digital Twin 기반의 발전운영 플랫폼을 구축할 계획이랍니다. 이뿐만 아니라 발전설비 분해, 조립, 점검, 정비 등에 대해 정해진 절차서에 따라 학습자 스스로 학습 가능한 교육과 교수ßà학습자 쌍방향 토론형 교육을 지원하는 교육 플랫폼을 구축할 예정입니다.

 

 

발전운영 플랫폼은 올해 12월부터 시험운영할 예정이며 발전소 운영 및 유지 보수에 대한 시뮬레이션과 문제원인 분석, 설비별 분해정비교육 지원으로 혁신을 이룰 것으로 기대되고 있습니다. 4차 산업혁명의 주요기술과 발전운영분야를 융합하여 앞서나가는 중부발전의 앞길이 탄탄대로이길 바라면서 오늘은 이만 마치겠습니다



Posted by 중부발전

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봄철 황사에 대처하는 생활 수칙!

2018. 4. 17. 14:25

봄의 불청객 황사! 

그 대처법을 알아봐요!











Posted by 중부발전

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