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[이 사람] 친환경 교차단계 연소기 개발 - (주)이플러스 대표 황재백물이 불이 되는 상상, 해 본적 있으신가요?
김재현기자  k-jeahyun@hankookilbo.com
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승인 2017.10.05  
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㈜이플러스 황재백(42) 대표는 물을 활용한 혁신적 연소기술을 적용해 친환경 ‘교차단계 연소기’를 개발한 주인공이다. 교차단계 연소기술은 물과 잘 섞이는 알코올(메탄올)을 혼합해 수성연료를 만든 후 폐유를 거른 정제유와의 혼합 연소를 통해 에너지를 만들어 낸다. 정제유와 수성연료를 효율적으로 연소시켜 오염물질을 줄이고 고열량의 에너지를 효과적으로 활용하는 기술이다. 정제유에는 대기오염 물질인 황산화물, 질소산화물, 포름알데히드 등이 다량 포함돼 있다. 황 대표가 이 기술을 이용해 0.5톤짜리 발전용 스팀 보일러 장치를 개발했다고 밝혔다.

과정은 이렇다. 예열단계인 1차 연소와 정상연소단계인 2차 연소로 나뉜다. 1차 연소에서는 노즐을 통해 정제유를 연소로에 투입하고 내부 온도를 1,100도까지 가열한다. 이 과정에서 검은 연기가 나오고 대기오염물질이 다량 방출된다. 온도가 1,100도에 도달했을 때 50% 이상의 물과 메탄올을 혼합한 수성연료를 다른 노즐을 통해 같은 연소로에 투입한다. 이 과정에 가열된 수성연료가 강력한 팽창과 폭발을 일으킨다. 기름으로 인한 화재현장에서 물을 부었을 때 폭발적으로 불이 번지는 현상과 같은 원리다. 이 경우 1,300도 이상의 고열량 에너지가 생성되고 오염물질은 연소과정을 거쳐 크게 줄어든다. 두 단계의 연소 과정이 교차 진행한다고 해 교차단계 연소기술이라는 것이다.

황 대표는 “교차단계 연소기는 물과 메탄올을 섞은 수성연료를 사용하는 만큼 화석연료 사용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 대기오염 물질을 획기적으로 줄일 수 있다”고 말했다.
이플러스는 지난해 11월 3일부터 22일까지 한국생산기술연구원으로부터 대기 검사 및 연료사용량 검증을 받았다. 그 결과 교차단계 연소기의 연료 사용량이 단순 디젤 연료 사용량과 비교 했을 때 최대 73.6% 의 효율성이 있는 것으로 나타났다. 또 대기오염물질이 배출허용기준치의 최대 50% 가량 줄어든다고 설명했다. 지금은 0.5톤짜리 소형 보일러에 적용될 수 있지만 앞으로 중대형 보일러시스템에 적용하는 기술개발에 나설 예정이라고 밝혔다.

국내 보급중인 산업용 보일러는 4만5,000여대다. 이중 70%가 1~2톤 용량인데 교차단계 연소기가 이를 대체할 수 있다. 교차단계 연소기를 산업용 보일러 장치로 활용할 경우 발전 단가는 Kw당 75원으로 유연탄 78원, 유류 110원, 태양광 200원에 비해 저렴하다. 이플러스의 보일러 설치비는 일반 보일러보다 비싸지만 7년 사용할 경우 연료비를 3억4,800만원 절감할 수 있다고 설명했다. 또 탄소배출권을 확보하고 폐유 등을 재활용해 자원 활용의 선순환 구조를 만들어 낼 수 있다고 밝혔다.
한국석유공사에 따르면 국내 원유 수입량은 2011년 9억2,704만 배럴에서 2016년 10억7,812만배럴로 지속적으로 증가하고 있다. 새 정부의 탈원전, 노후 화력발전소 폐지 등의 정책이 추진되면서 새로운 대체에너지원에 대한 수요도 높아지고 있다.

“이 기술은 정부가 추진하는 탈원전, 친환경에너지 정책에 부합한다고 할 수 있어요. 자원은 한정돼 있지만 석유 수요는 날이 갈수록 증가하고 있기 때문이지요.”
황 대표는 “언제까지 화석연료에 의존할 수많은 없지 않으냐”며 “에너지 정책의 다변화가 절실한 시점”이라고 강조했다.
교차단계 연소기술의 자문을 맡고 있는 충남대학교 환경공학과 장동순(63) 교수는 “전통적인 연소공학 차원에서 납득하기 어려울 수도 있지만 대기오염 제어장치를 사용하지 않고도 고효율의 청정연소를 할 수 있다는 점에 주목해야 한다”고 밝혔다. 장 교수는 “오염물질이 교차연소 기술에 의해 저감된다는 점에서 학계 차원의 활발한 토론이 필요하다”고 말했다.
황 대표가 기술 개발에 몰두하게 된 데는 유년기의 경험과 호기심이 한몫했다. 어린 시절 빨갛게 단 난로 위에 물을 뿌렸는데, 순간 물이 몸으로 튀어 화상을 입었다. 대학 시절엔 양은 냄비에 소주를 가득 붓고 끓인 다음 불이 붙는지 실험하기도 했다. 과학 분야에 대해 전문적으로 공부하지는 않았지만, 어릴 적부터 불과 관련된 연소 현상에 관심이 많았고 남들은 좀체 하지 않는 실험에 몰두하곤 했다.

“지금까지 남의 도움을 받지 않고 스스로 기술을 개발했습니다. 부동산업을 하며 번 돈을 썼지요. 이를 개발하는데 만 11년이 걸렸고 쓴 돈만해도 엄청납니다. 처음에는 가족도 많이 반대했고 주변에서도 쓸 데 없는데 돈 갖다버린다고 혀를 찼습니다. 하지만 조금씩 성과가 보이면서 부정적인 인식이 긍정적으로 바뀌고 있습니다.”
친환경 교차단계 연소기술은 상용화를 목전에 두고 있다. 9월 13일엔 중국 쓰촨성 SKFI한중미래유한공사와 에너지 분야 협력 양해각서(MOU)를 체결했다. 최근에는 우즈베키스탄, 러시아, 베트남 등 해외발전플랜트 시장 진출 및 기술이전 사업에도 주력하고 있다.
황 대표는 “이 기술로 지역 분산형 발전 시스템을 만들어서 각 지역의 실정에 맞는 보급 시스템을 만드는 것이 목표”라고 말했다. 그는 “국내에선 신기술을 검증받기 위한 과정이 매우 복잡하고 연구개발과 투자에 대해 인색한 분위기가 있어 어려움을 겪었다”며 “이 기술이 화력발전소에 적용될 수 있도록 막바지 연구에 박차를 가하겠다”고 밝혔다.

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