미세먼지 저감 대책으로 떠오르고 있는 “LNG발전”
- 최근 5년간(2014~2018) 특허청에 접수된 발전용 가스터빈 관련 특허출원 증가 -
황산화물과 같은 대기오염물질과 미세먼지를 거의 배출하지 않아 보다 친환경적인 발전방식으로 평가받고 있는 LNG(액화천연가스) 발전의 핵심부품인 가스터빈의 우리기업 특허출원이 활발하다.
특허청에 따르면, 발전용 가스터빈 관련 특허는 최근 10년간(‘09~’18년) 총 1,049건이 출원됐고, 특히 ‘09~’13년 연평균 60여 건 수준에서 ‘14~’18년 연평균 150여 건으로 크게 증가했다.
<최근 10년간 연도별 발전용 가스터빈 관련 특허출원 동향>
정부는 ‘17년부터 ’30년에 이르는 향후 10여 년간 석탄과 원자력은 10% 내외로 그 비중이 감소하는데 비해, 신재생발전은 10% 이상 크게 증가하고, LNG발전도 2% 정도 지속 증가할 것으로 전망하고 있다. (출처 : 제8차 전력수급계획, 산업통상자원부, ‘17.12월)
※ 제8차 전력수급계획(산업통상자원부, ‘17.12월)의 ’17년 ~ ’30년 발전량 비중 전망에 따르면, 석탄과 원자력발전은 45.4%와 30.3%에서 각각 36.1%, 23.9%로 감소하고, LNG와 신재생발전은 16.9%와 6.2%에서 각각 18.8%, 20.0%로 증가할 것으로 내다봤다.
신재생발전이 단기간에 전력수요를 모두 감당하기에는 현실적인 여러 어려움이 있다는 점을 감안하면, 석탄이나 원자력발전에 비해 환경과 안전성 측면에서 장점이 큰 LNG발전의 핵심부품인 발전용 가스터빈의 연구개발과 특허출원이 활발한 것은 매우 고무적인 현상이다.
최근 10년간 ㈜미츠비시와 ㈜두산중공업은 각각 292건과 237건을 출원하여 전체의 50% 이상을 차지하고 있다. 특히 ㈜두산중공업은 ㈜미츠비시와의 라이센스 계약이 만료된 ‘17년 전후 3년간 171건을 출원하여 동기간 113건인 미츠비시를 앞지르며 기술과 특허 경쟁력을 확보했다.
이 외에도 한국전력 관련 발전소들이 69건, 기계연구원 등 국책연구소가 66건을 출원했고, 세계 가스터빈 시장 점유율 1, 2위를 차지하고 있는 제너럴 일렉트릭(GE, 미국)과 지멘스(Siemens, 독일)가 각각 62건, 36건을 출원했다.
※ 가스터빈 세계시장 점유율(‘15년 기준) : GE 40.0%, 지멘스 31.8%, 미츠비시 17.8%, 기타 10.4% (출처 : Frost & Sullivan Research and Markets)
<주요 출원인별 발전용 가스터빈 관련 연도별 특허출원 동향>
<2015년도 기준 세계 가스터빈 시장 점유율>
기술별로는, 가스터빈 운전효율 향상의 핵심기술인 가스터빈 제어(351건)와 연소장치(228건), 냉각장치(155건) 관련 특허출원이 가장 많은 것으로 나타났고, 그 외에도 누설방지를 비롯한 안전관련 기술, 유지보수 기술 등 다양한 분야의 출원이 활발하다.
<발전용 가스터빈 세부기술 관련 연도별 특허출원 동향>
· 가스터빈 제어 : 터빈의 회전량, 가스 흐름 등을 제어하여 효율을 높이는 기술
· 가스터빈 냉각 : 블레이드를 냉각하여 가스와 블레이드의 열전달 효율 향상 기술
· 연소장치 : 가스를 압축공기와 적절히 배합하여 연소 효율을 높이는 기술
· 블레이드 및 베인 : 블레이드와 베인의 형상, 재질 및 배열에 관한 기술
· 기타 세부구성 : 누설 방지를 위한 밀봉기술, 케이싱, 디퓨저, 유지보수구 등
특허청 동력기술심사과장은 “2030년까지 LNG발전 비중을 18.8%까지 높이기로 한 정부 계획에 비추어 볼 때, 발전용 가스터빈 시장은 지속적으로 성장할 것으로 보인다.” 라고 말했다.
[출처: 특허청]