[창원=뉴스핌] 정탁윤 기자 = "지금까지 국내 발전소에서 해외 메이커(GE, 지멘스 등)들은 국내 고객사 마저도 작업상황을 볼 수 없도록 차단막을 치고 작업을 할 정도로 보안에 철저했어요. 2013년부터 개발을 시작해 6년만에 드디어 한국도 발전용 대형 가스터빈 기술을 보유한 5개 국가에 이름을 올리게 됐습니다."

지난 18일 경남 창원의 두산중공업 본사에서 만난 현장 관계자는 이같이 말했다. 대한민국 최초의 발전용 대형 가스터빈 독자모델이 당당한 위용을 드러냈다.

두산중공업은 이날 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 국책과제로 개발 중인 ‘발전용 대형 가스터빈’ 초도품의 최종조립 행사를 창원 본사에서 했다. 현재 제조 공정율 약 95% 수준으로 연내 성능시험에 돌입할 예정이다.

시험에 성공하면 한국은 미국, 독일, 일본, 이탈리아와 함께 발전용 대형 가스터빈 기술을 보유한 5개 국가에 이름을 올리게 된다.

◆ 여의도 면적 1.5배 두산중공업 창원 공장

김해공항에서 50분 정도 떨어진 두산중공업 창원 본사는 여의도 면적의 1.5배(130만평)에 달할 정도로 광활했다. 공장 외곽을 성인 걸음으로 빠르게 돌았을때 2시간이 넘게 걸린다고 한다. 각 공장을 이동할때 자동차는 물론 자전거로 이동하는 현장 관계자들도 곳곳에 눈에 띄었다.

"이번 조립은 여기서 일하는 직원들도 5년이 지나야 볼 수 있는 장면입니다. 가스터빈 로터 조립체인데, 한번 발전소에 설치되면 유지보수를 위해 5년 뒤에야 실물을 다시 확인할 수 있습니다."

두산중공업 창원 공장 [사진=두산중공업]

대형 크레인이 70톤이 넘는 가스터빈 로터 조립체를 최종 조립을 위한 작업장으로 옮기면서 현장 관계자는 이같이 말했다.

"발전용 가스터빈은 ‘기계공학의 꽃’이라 불릴 정도로 여러 분야에서 고도의 기술을 필요로 합니다. 최신 가스터빈의 경우 핵심 기술은 1500℃ 이상의 가혹한 운전조건에서 지속적으로 견뎌야 하죠."

두산중공업은 지난 2013년 정부가 추진한 한국형 표준 가스터빈 모델 개발 국책과제에 주도적으로 참여했다. 그 동안 해외 제품에 의존했던 발전용 가스터빈의 국산화를 목적으로 실시한 과제다. 사업 추진을 위해 정부가 약 600억원을 투자했고 두산중공업도 자체적으로 총 1조원 규모의 연구개발비를 투자 중이다.

◆ 발전용 가스터빈은 ‘기계공학의 꽃’…항공 제트엔진보다 높은 기술력 요구

두산중공업이 개발한 DGT6-300H S1 모델은 출력 270MW, 복합발전효율 60% 이상의 대용량, 고효율 가스터빈이다. 부품 수만 4만여개에 이른다. 가스터빈 내부에 450개가 넘는 블레이드(날개)가 있는데 블레이드 1개 가격이 중형차 1대 가격과 맞먹는다.

또한 가스발전(LNG)의 초미세먼지(PM 2.5) 배출은 석탄발전의 8분의 1, 직접 배출되는 황산화물, 질소산화물 등의 대기오염물질은 석탄발전의 3분의 1 이하 수준으로 친환경 운전이 가능하다.

두산중공업 기술연구원 이종욱 박사(상무)는 “발전용 가스터빈은 항공기 제트엔진을 모태로 출발했지만 시장의 요구에 따라 급격한 기술발전을 이뤄냈다”며 “1500℃가 넘는 고온에서 안정성과 내구성을 보증하는 첨단소재 기술 등 이번에 개발한 270MW 모델에 적용한 일부 기술은 항공용 제트엔진의 기술력을 넘어섰다”고 말했다.

대형 가스터빈 조립 모습 [사진=두산중공업]

이번에 공개한 국책과제 모델은 한국서부발전이 추진하고 있는 500MW급 김포열병합발전소에 공급돼 2023년부터 상업운전에 돌입할 예정이다. 두산중공업은 이 모델 외에도 시장 변화를 선제적으로 반영한 최신 사양의 후속 가스터빈 모델(380MW급), 신재생 발전의 단점으로 꼽히는 간헐성을 보완하기 위한 100MW급 중형 모델 개발도 함께 추진하고 있다.

◆ 기존 국내 가스터빈 전량 수입 의존…2030년까지 약 10조원 수입대체 효과 기대

현재 국내 발전소에서 운영되고 있는 가스터빈은 총 149기로 전량 해외 기업 제품이다. 가스터빈 구매비용 약 8.1조원에 유지보수, 부대 및 기타비용 약 4.2조원을 고려하면 약 12.3조원에 이른다.

2017년 말 발표된 8차전력수급기본계획과 노후 복합발전소, 석탄발전소 리파워링을 고려하면 가스터빈이 필요한 신규 복합발전소는 2030년까지 약 18GW 규모로 건설될 전망이다. 18GW 복합발전소 증설에 국내산 가스터빈을 사용할 경우 약 10조원의 수입대체 효과가 기대된다(kW당 USD480. 1USD=1150원 기준).

여기에 유지보수, 부품교체 등 서비스사업과 해외시장진출까지 고려하면 그 파급효과는 훨씬 커진다. 미국의 IHS 케임브리지에너지연구소(CERA)는 전 세계적으로 2018년부터 2028년까지 총 432GW의 가스발전이 신규 설치될 것으로 전망했다.

두산중공업 관계자는 "국내외 적극적인 수주활동을 통해 2026년까지 가스터빈 사업을 연 매출 3조원, 연 3만명 이상의 고용유발효과를 창출하는 주요사업으로 육성해나갈 계획"이라고 강조했다.

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