두산중공업은 산업의 기초 소재인 주단조부터 발전기자재, 해수담수화 설비 제작을 비롯한 발전 플랜트를 건설하는 대표 기업으로서 최근 신재생 에너지 발전 분야에서도 꾸준한 성과를 보이고 있다. (출처: 두산중공업)
석탄발전의 의존도를 줄이기 위한 전 세계의 움직임이 거센 가운데, 우리나라의 탄소중립을 위해서 가장 중요한 기업 중 하나로 두산중공업을 주목할 필요가 있습니다. 두산중공업은 석탄화력발전 비중이 높아 좌초자산 위험이 지극히 높은 기업으로 꼽혔습니다. 그러나 2020년 정부의 도움으로 기사회생한 뒤 친환경 분야에 많은 투자를 하면서 탄소중립을 주도하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되고 있습니다.
두산중공업은 최근 시련의 시기를 보냈습니다. 탈석탄·탈원전 정책의 직격탄을 맞고 매출과 수익성이 눈에 띄게 악화된 것입니다. 그러나 ESG 평가에서만큼은 높은 등급을 유지하고 있습니다. 특히 2020년에는 인력 구조조정으로 인한 노사갈등이 불거지는 등 사회 부문(S) 등급에 영향을 미칠 수 있는 이슈가 발생했음에도 사실상 최고 등급인 'A+'를 받았습니다.
그 배경에는 두산그룹이 ㈜두산과 두산중공업을 중심으로 올해를 ‘ESG 경영’의 원년으로 선언하는 등 ESG 경영 전략을 적극 추진한 것이 있습니다. 특히 두산중공업은 해상풍력과 그린수소 등의 친환경 사업 전환에 속도를 내는 등 환경 영향 저감 노력과 함께 협력사와 공정거래, 사회공헌위원회 운영 등을 진행하고, ESG 거버넌스를 구축하는 등 ESG 경영에 전력을 다하고 있습니다.
두산중공업이 ESG 우등생 타이틀을 거머쥘 수 있었던 또 하나의 비결은 지속가능경영보고서에 있습니다. 2013년부터 지속가능경영보고서를 발표해온 두산중공업은 기업의 지속가능경영보고서를 정착시킨 선구자로 손꼽힙니다.
국내 최대 해상풍력단지 기자재 ‘1,900억 규모’ 공급 계약
두산중공업은 국내 유일의 상업용 해상풍력 실적 보유 기업으로 정부의 재생에너지 3020 이행계획 목표 달성을 위해 앞장서고 있다. (출처: 두산중공업)
국내 해상풍력 최대 공급 실적을 보유한 두산중공업은 2021년 5월, 한국전력기술과 100MW 규모의 제주한림해상풍력 기자재 공급 계약을 체결했습니다. 두산중공업은 기술, 가격을 종합평가한 경쟁입찰을 통해 지난 2019년 우선협상대상자로 선정된 바 있습니다. 이번 계약 체결로 두산중공업은 5.56MW급 해상풍력발전기 18기를 공급할 예정이며, 계약금액은 약 1,900억 원 규모로 준공 이후 풍력발전기 장기유지보수 계약도 별도로 체결하게 됩니다.
제주시 북서부 한림항 인근 해상에 조성되는 제주한림해상풍력 사업의 사업주는 한국전력, 중부발전, 현대건설, 한국전력기술 등으로 구성된 제주한림해상풍력㈜입니다. 설계·조달·건설(EPC)은 현대건설·한국전력기술·한국에너지종합기술 등이 공동으로 수행하고, 두산중공업은 풍력발전기 제작·납품 및 유지보수 서비스를 공급합니다. 종합준공은 2024년 4월 예정입니다.
두산중공업이 공급하는 5.56MW 해상풍력발전기는 블레이드 길이만 68m에 이르는 대형 제품입니다. 최대 70m/s의 강한 태풍에도 견딜 수 있도록 설계됐으며, 실제로 제주 김녕에 설치된 시제품은 지난 2016년 최대 순간풍속 56.5m/s를 기록한 태풍 치바에도 정상 가동했습니다. 5.56MW 해상용 모델은 2019년 국제인증기관인 UL로부터 국제 형식인증을 받았습니다.
정부의 재생에너지 3020 정책 발표 이후 진행된 첫 해상풍력단지이자 국내 최대 규모로 추진되는 제주한림해상풍력에 참여하게 된 두산중공업은 대한민국 해상풍력산업의 경쟁력을 입증하는 선례가 될 수 있도록 준공까지 최선을 다하는 것은 물론, 국내 풍력 산업 생태계 활성화에도 힘쓰겠다는 방침입니다.
폐배터리에서 리튬 추출하는 친환경 기술 개발
두산중공업이 독자 개발한 탄산리튬 회수 공정 과정 (출처: 두산중공업)
탄산리튬은 배터리에서 전기를 생성하고 충전하는 역할을 하는 핵심 소재로, 노트북과 휴대폰 등 IT 기기 배터리에 주로 사용됩니다. 폐배터리에서 탄산리튬을 추출하기 위해서는 재료를 목적에 따라 가열해 재료의 구조와 성질을 변화시키는 작업인 ‘열처리’와 산성 용액으로 재료를 녹이는 작업인 ‘산침술’, 그리고 결정화 공정을 거칩니다. 일반적으로 이 과정에서 황산 등 화학물질이 사용됩니다.
두산중공업은 화학제를 사용하지 않는 새로운 리튬 추출 공법을 개발했습니다. 폐배터리 내부물질을 열처리하고, 증류수를 활용해 리튬을 선택적으로 분리한 뒤 전기흡착식 결정화 기술을 통해 탄산리튬을 추출하는 방식입니다. 두산중공업이 자체 개발해 특허 출원한 이 공법은 기존 추출 방식에 비해 공정이 단순해 경제성이 높고, 화학제를 사용하지 않아 환경적으로도 장점이 있습니다. 이를 통해 두산중공업은 광산 등 자연에서 리튬을 채굴하는 방식보다 온실가스 발생량을 대폭 줄이고 자원을 절약할 수 있는 친환경 처리 기술을 확보하게 됐습니다.
두산중공업은 2021년 하반기부터 연간 1,500톤 규모의 폐배터리를 처리할 수 있는 설비 실증을 추진하고, 순도 99%의 탄산리튬을 생산하는 등 본격적인 사업에 나서고 있습니다. 2029년 1만 9,000톤 규모로 급증이 예상되는 국내 폐배터리 재활용 시장을 적극 공략해 나간다는 계획입니다.
앞서 두산중공업은 폐플라스틱·폐비닐을 활용한 수소생산 기술 개발에 나서기도 했습니다. 폐플라스틱 연속식 열분해 전문기업인 리보테크와 MOU를 체결한 것입니다. 리보테크는 폐플라스틱을 연속식으로 열분해해서 가스를 생산하고, 두산중공업은 열분해 가스를 수소로 개질하는 핵심설비와 공정을 개발할 예정입니다. 이번에 적용하는 연속식 열분해 기술은 연속 생산이 가능해져 처리 규모를 쉽게 확대할 수 있고 경제성 또한 확보가 가능합니다.
친환경 수소터빈 개발을 위한 협력 추진
발전용 대형 가스터빈 조립 작업 모습 (출처: 두산중공업)
두산중공업은 지난 2019년 세계에서 다섯 번째로 발전용 대형 가스터빈 독자모델 개발에 성공해 가스터빈 원천기술을 확보했습니다. 2020년 5월부터는 한국기계연구원과 함께 '300MW급 고효율 수소가스터빈용 50% 수소 혼소 친환경 연소기 개발' 국책과제에 참여하는 등 수소터빈과 가스터빈 분야에서 기술 개발에 속도를 내고 있습니다.
이의 일환으로 가스터빈 개발을 위한 다양한 분야의 협력 체계를 강화하고 있습니다. 지난 7월에는 포스코·포항산업과학연구원(이하 RIST)과 함께 '청정 암모니아 가스터빈 분야 연구개발 업무협약'을 체결해 암모니아를 연료로 사용하는 수소터빈 개발에 나섰습니다. 포스코는 암모니아 생산/공급을, 포스코와 RIST는 암모니아 개질기(Cracker) 개발을, 두산중공업은 암모니아 개질 후 생성된 개질 가스를 연소하는 연소기와 수소터빈 개발을 맡게 됩니다. 특히, 3사는 발전 효율을 높이기 위해 암모니아 자체를 연소하는 대신 암모니아를 개질해 생성된 가스를 연소하는 방식으로 상용화할 계획입니다.
암모니아는 수소와 질소가 결합한 화합물로, 수소 대비 단위 부피당 1.7배 수소 저장이 가능해 경제적이고 효율적인 '수소 운반체'로 꼽히고 있습니다. 2050 탄소중립 실현을 위해 해외 그린수소 도입이 필요한 상황에서, 이미 선박 운송수단 체계를 가지고 있는 암모니아가 가장 유력한 해외 그린수소 도입 수단으로 주목받고 있습니다.
같은 달, 한국서부발전과는 ‘2050 탄소중립’ 목표 달성에 기여하고 국내 수소터빈 활성화를 위해 ‘국내 기술 기반 차세대 친환경 수소터빈 상호협력 협약’을 체결했습니다. 두산중공업은 국내 기술을 기반으로 한 수소 연소기와 수소터빈을 개발하고, 관련 부품 양산기술도 확보하며, 한국서부발전은 수소 연소기 및 수소터빈 적용을 추진할 예정입니다. 또한 양사는 두산중공업이 개발하고 있는 중·소형 수소 전소 터빈 실증을 위한 기반 구축에 적극 협력하기로 했습니다. 향후 확보되는 수소터빈 기술은 한국서부발전이 추진하는 신규 수소터빈 발전소와 노후 화력발전소의 수소터빈 발전소 전환 등에 적용될 예정입니다. 두산중공업은 지난 2019년 12월 한국서부발전과 김포열병합발전소 가스터빈 공급계약을 체결하고 발전용 가스터빈 실증을 진행 중이며, 2020년 7월에도 '차세대 한국형 복합발전 구축을 위한 협약’을 체결하며 협력을 이어가고 있습니다.
10월에는 2050 탄소중립 목표 달성 및 국내 수소터빈 활성화를 위해 한국남부발전과 ‘국내 기술 기반 친환경 수소터빈 발전소 실증사업’ 협약을 체결했습니다. 이번 협약으로 두산중공업은 국내기술 기반의 수소전소 연소기, 수소터빈 개발과 부품 양산기술 확보를 추진하게 될 것으로 보입니다. 한국남부발전은 수소전소 연소기를 적용한 수소복합발전소 구축을 수행할 계획입니다. 양사는 특히 신재생에너지를 활용한 수소 공급 인프라 구축에 대한 상호협력을 강화하고, 한국남부발전에서 운영 중인 복합화력발전소 내 가스터빈을 수소터빈으로 전환하도록 협력하기로 했습니다.
그린수소를 활용한 수소터빈 실증 추진은 이번이 국내 처음입니다. 수소터빈은 수소 또는 수소-LNG 혼합 연료를 사용하는 수소복합발전소의 핵심 주기기입니다. 두산중공업은 수소만을 연료로 사용해 탄소배출이 전혀 없는 수소전소 터빈을 개발하고 있으며, 그 중간 단계로 수소와 LNG 혼합연료를 사용하는 수소혼소 터빈 개발도 함께 추진하고 있습니다. 수소 사업 확대를 위해 2022년 완공을 목표로 창원 본사 공장 내 국내 첫 수소액화플랜트를 건설하고 있으며, 제주도에서는 풍력발전을 연계한 수전해 그린수소 생산을 차질없이 진행 중입니다.
창원시와 블루수소 생산 협력 체결
두산중공업은 창원시와 지역 수소산업 육성 및 친환경 블루수소 생산위한 업무협약을 맺었다. (출처: 두산중공업)
두산중공업은 2021년 12월
창원시, 하이창원㈜과 ‘창원국가산업단지 수소액화플랜트의 이산화탄소
포집·활용 사업 추진을 위한 업무협약’을 체결했습니다. 이번 협약에 따라 두산중공업은 7월 28일에 착공한 창원수소액화플랜트에 고효율 이산화탄소 포집·활용(CCUS, Carbon Capture, Utilization & Storage) 기술을 적용하게 됩니다.
이산화탄소 포집·활용은 수소 생산 과정에서 발생하는 탄소를 포집하는
기술로, 블루수소 생산을 위한 핵심 기술입니다. 두산중공업은
이산화탄소 포집 기술 적용을 위한 설계 및 제작, 시공, 운영
등의 업무를 일괄 수행합니다. 창원시는 관련 투자 및 지원사업 등 행정 업무를 담당하고, 하이창원㈜는 수소액화플랜트에서 발생하는 이산화탄소의 공급 및 부대 지원을 담당할 예정입니다.
두산중공업은 포집된 이산화탄소를 액화하는 설비를 구축해 2023년까지
국내 최초의 블루수소 플랜트를 건설할 계획입니다. 이곳에서 하루 5톤의
블루수소와 48톤의 액화이산화탄소를 생산해 각각 수소충전소와 가스제조사 등에 공급한다는 방침입니다.
