현대 문명은 전기 없이 지탱될 수 없으며, 컴퓨터와 휴대전화 등 우리 일상의 대부분은 전력을 동력으로 삼습니다. 그러나 이러한 편리함의 이면에는 지구 환경을 병들게 하는 발전소의 오염물질 배출이라는 심각한 문제가 존재합니다. 특히 화력발전소에서 뿜어져 나오는 질소산화물과 황산화물은 미세먼지를 유발하는 주범으로 지목되어 인류의 건강을 직접적으로 위협하고 있습니다. 기존의 저감 기술은 고온에서만 작동하는 한계가 있어 새로운 돌파구가 절실한 상황이었습니다.

한국기계연구원이 개발한 새로운 저감 기술은 상온에서도 물을 뿌리는 방식으로 질소산화물을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 비수용성인 일산화질소를 수용성인 이산화질소로 변환한 뒤 복합 환원제를 사용하여 염의 형태로 환원시키는 방식이 핵심입니다. 여기에 정전 분무 기술을 더해 초미세먼지까지 동시에 걸러낼 수 있어 매우 콤팩트하면서도 경제적인 설비 구성이 가능해졌습니다. 이는 기존의 고온 의존형 장치가 가졌던 기술적 한계를 완전히 극복한 성과입니다.

실증 설비의 성능 시험 결과 오염물질 배출 농도가 당초 계획했던 목표치보다 훨씬 성공적으로 저감되는 성과를 거두었습니다.

이 기술의 실효성을 입증하기 위해 연구진은 지난 1년간 경남 하동 화력발전소에서 대규모 실증 사업을 진행했습니다. 결과는 놀라웠습니다. 기존 설비와 비교했을 때 오염물질 배출량이 70% 이상 추가로 저감되었으며, 질소산화물과 황산화물의 배출 농도는 각각 4.7 ppm과 2.8 ppm 수준으로 획기적으로 낮아졌습니다. 이는 석탄 화력발전소임에도 불구하고 천연가스를 연료로 사용하는 복합발전소에 버금가는 청정 배출 수준을 달성한 것으로 평가받고 있습니다.

국산화에 성공한 이번 기술은 그동안 해외 글로벌 기업으로부터 수입해 오던 고가의 환경 장비를 대체할 수 있다는 점에서 경제적 가치가 매우 큽니다. 60도 이하의 저온에서도 작동하기 때문에 에너지를 추가로 소모하여 온도를 높일 필요가 없어 운영 비용 또한 크게 절감할 수 있습니다. 현재 사회적으로 큰 문제가 되고 있는 노후 발전소와 산업체의 대기오염물질 배출 문제를 해결할 수 있는 강력한 대책 기술로서 향후 다양한 산업 현장에 빠르게 적용될 것으로 기대됩니다.

연구팀은 여기서 멈추지 않고 굴뚝 환경에서 실시간으로 미세먼지를 직접 측정할 수 있는 기술을 함께 개발하여 응용 범위를 넓혀가고 있습니다. 반도체 공정과 같은 산업 현장은 물론, 다중이용시설의 실내 공기 질을 관리하는 기술로 진화시키고 있습니다. 특히 탄소중립 시대를 맞이하여 에너지 비용은 최소화하면서 오염물질 저감 효율은 극대화하는 방향으로 기술을 고도화할 계획입니다. 깨끗한 공기를 마음 놓고 마실 수 있는 환경 기계 기술의 발전은 우리의 더 나은 내일을 약속합니다.