[르포] '기계공학의 꽃' 두산중공업의 발전용 대형 가스터빈 '국산화'
【창원(경남)=정연우기자】 "경쟁사들은 2차 세계대전 때 제트엔진 개발을 안 해 본 나라가 가스터빈 만든 것을 본적이 없다고 말했지만 지혜를 모아 여기까지 왔습니다."
목진원 두산중공업 파워서비스 BG장(부사장)은 지난 18일 경남 창원 두산중공업 본사에서 진행된 '발전용 대형 가스터빈' 초도품의 최종조립 행사에서 그 동안의 노력을 이렇게 털어놨다. 두산중공업이 미국, 독일, 일본, 이탈리아 등 4개국이 점령한 발전용 가스터빈을 순수 독자기술로 개발해낸 것이다.
두산중공업은 이날 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원의 지원을 받아 국책과제로 개발 중인 '발전용 대형 가스터빈' 초도품의 최종조립 행사를 창원 본사에서 진행했다.
현재 제조 공정율 약 95% 수준으로 연내 사내 성능시험에 돌입할 예정이다. 시험에 성공하면 한국은 미국, 독일, 일본, 이탈리아와 함께 발전용 대형 가스터빈 기술을 보유한 5개 국가에 이름을 올리게 된다.
가스터빈 초도품이 모습을 드러내자 무게 약 320톤·길이 11m의 거대한 크기에 여기저기서 탄성이 쏟아졌다. 가스터빈은 4만여 개의 부품으로 구성되어 있다. 내부에는 450개가 넘는 블레이드들이 달려 있다. 두산중공업 관계자에 따르면 블레이드가 모여 거대한 에너지를 만든다. 블레이드 1개 가격은 중형차 1대 가격과 같다.
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.
또한 가스(LNG) 발전의 초미세먼지(PM 2.5) 배출은 석탄발전의 8분의 1 수준이며 직접 배출되는 황산화물, 질소산화물 등의 대기오염물질은 석탄발전의 3분의 1 이하 수준으로 친환경 운전이 가능하다.
발전용 가스터빈은 '기계공학의 꽃'이라 불릴 정도로 여러 분야에서 고도의 기술을 필요로 한다. 때문에 전 세계적으로 미국(GE)·독일(지멘스)·일본(MHPS)·이탈리아(안살도 에네르기아) 정도만 가스터빈 기술을 보유하고 있으며, 이들 국가는 핵심적인 국가 전략상품으로 기술유출을 극도로 제한하고 있다.
두산중공업이 개발한 DGT6-300H S1 모델은 출력 270㎿, 복합발전효율 60% 이상의 대용량, 고효율 가스터빈이다. 270㎿ 동급 모델 중에서는 출력과 효율이 최고 수준이다.
가스터빈에 적용된 기술 이나 이 터빈입구의 온도가 몇 도인지에 따라 D(1100℃), F(1300℃), G(1400℃), H(1500℃), H+(1600℃) 등급으로 구분되는데, 이날 살펴본 두산중공업의 DGT6-300H S1 모델은 H급이며, 현재 H+급의 DGT6-300H S2(380㎿) 모델도 병행 개발 중이다.
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 270㎿ 모델에 적용한 일부 기술은 항공용 제트엔진의 기술력을 넘어섰다"고 말했다.
이번에 공개한 국책과제 모델은 한국서부발전이 추진하고 있는 500㎿급 김포열병합발전소에 공급돼 2023년부터 상업운전에 돌입할 예정이다.
두산중공업은 이 모델 외에도 시장 변화를 선제적으로 반영한 최신 사양의 후속 가스터빈 모델(380㎿급), 신재생 발전의 단점으로 꼽히는 간헐성을 보완하기 위한 100㎿급 중형 모델 개발도 함께 추진하고 있다.
현재 국내 발전소에서 운영되고 있는 가스터빈은 총 149기로 전량 해외 기업 제품이다. 가스터빈 구매비용 약 8조1000억원에 유지보수, 부대 및 기타비용 약 4조2000억원을 고려하면 약 12조3000억원에 이른다.
2017년 말 발표된 8차 전력수급기본계획과 노후 복합발전소, 석탄발전소 리파워링을 고려하면 가스터빈이 필요한 신규 복합발전소는 2030년까지 약 18GW 규모로 건설될 전망이다.
두산중공업은 국내외 적극적인 수주활동을 통해 2026년까지 가스터빈 사업을 연 매출 3조원, 연 3만명이상의 고용유발효과를 창출하는 주요사업으로 육성해나갈 계획이다.
