KCC-포스텍, 국내 최초로 공장 폐열로 전기 생산

KCC와 포스텍이 산학협력을 통해 공장에서 발생하는 폐열을 회수해 전기에너지를 만들어내는 기술실험을 국내 최초로 성공했다.

2일 KCC에 따르면 글라스울·미네랄울·세라크울 등 무기단열재를 생산하는 KCC 김천공장에 백창기 포스텍 창의IT(정보기술)융합공학과 교수 연구팀이 개발한 ‘열전모듈 기반 에너지 회수기술’을 적용한 열전발전 실증 실험이 성공적으로 이뤄졌다. 실제 산업현장에서 진행한 열전발전 실증실험은 세계적으로도 드문 사례다. KCC가 가동중인 생산라인을 실험환경으로 제공하는 과감한 결단 끝에 이뤄졌다.


KCC 김천공장은 규사, 석회석과 같은 무기질 원료를 고온으로 용융해 제품을 만들기 때문에 제조 공정상 많은 열에너지가 발생한다. 열에너지를 활용하는 방안에 대해 고심하던 중 백 교수 연구팀의 제안으로 실험에 참여했다.

이번에 실험 성공한 열전발전은 산업용 용광로, 가열로, 소각로, 열병합발전소 등에서 에너지를 재활용하고 자체 발전이 필요한 공장이나 지역에너지 발전사업에도 적용 가능하다. 향후 이들을 국가 분산 전력망으로 활용할 수 있는 기술이라는 평가까지 나온다.

열전발전은 열전재료 양단 고온부와 저온부 사이에 형성된 온도차를 이용해 열에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 기술이다. 폐열을 회수해 전기를 생산함으로써 에너지 소비효율을 높일 수 있다. 태양열, 지열, 도시배열, 해양 온도차 등 자연 에너지원으로 전기를 얻을 수 있어 신재생 에너지원으로 주목받고 있다.

열전모듈 기반 발전시스템은 2020년 제4차 에너지기술개발계획에서 혁신 핵심기술로도 지정됐다. 24시간 발전할 수 있고 소음과 진동, 이산화탄소도 배출하지 않는 친환경 기술이며 발전량도 예측할 수 있다는 점에서 활용도가 높다. KCC 관계자는 "이번 열전발전 실증은 실제 산업현장에서 버려지는 폐열을 회수해 에너지 발전 가능성을 보여준 중요한 실험"이라며 "KCC와 포스텍 연구진 간의 긴밀한 협력을 통해 성공했다”라고 평가했다.

백창기 교수 연구팀은 폐열회수 발전시스템 기술개발과 함께 효율적인 열전모듈개발에 집중해왔다. 최근 미국 물리학회 저널인 '어플라이드 피직스 레터스'에 나노선 표면 변조를 통해 재료의 물리적 한계 이상으로 실리콘의 열전도도를 감소시킨 연구 결과를 발표, 편집자 선정 논문에 선정되기도 했다.

서기열 기자 philos@hankyung.com