이미지 크게보기 두산에너빌리티 창원 본사에서 진행한 발전용 대형 가스터빈 최종 조립 작업 모습. 두산에너빌리티는 2013년 발전용 대형 가스터빈 개발에 착수해 2019년 세계 5번째로 개발을 완료했다. 두산에너빌리티 제공

■ 2024 K-Industry 글로벌로 다시 뛴다 - (16) 두산

가스터빈 ‘기계공학의 꽃’ 불려
한국서부발전 등 잇단 공급 계약

연간 5만t 탄소배출 감축 위해
‘수소 혼합연소 50%’ 실현 총력

“K-가스터빈 개발에 성공한 자신감을 바탕으로 수소터빈 글로벌 선도기업으로 한 단계 더 도약합시다.”

박지원 두산에너빌리티 회장은 지난 7일 경남 창원 본사에 있는 가스·수소터빈 제작 현장을 찾아 올해를 K-가스터빈 수주를 본격적으로 확대하는 원년으로 삼겠다는 포부를 밝혔다. 박 회장은 앞선 가스터빈 기술을 바탕으로 글로벌 수소터빈 분야에서도 초격차 우위를 확보하겠다는 비전도 공개했다. 박 회장의 이번 현장 방문은 본격적인 가스터빈 수주 확대를 앞두고 임직원을 격려하는 한편, 가스터빈을 기반으로 개발에 매진 중인 수소터빈 현황을 점검하기 위해 마련됐다.

28일 업계에 따르면 두산에너빌리티는 앞서 지난 2013년 발전용 대형(215∼299.9㎿) 가스터빈 개발에 착수해 2019년 세계 5번째로 관련 기술 개발에 성공한 바 있다. 가스터빈은 ‘기계공학의 꽃’이라 불릴 정도로 고도의 기술을 필요로 한다. 두산에너빌리티의 기술 개발로 대한민국은 미국, 독일, 일본, 이탈리아와 함께 발전용 대형 가스터빈 기술을 보유한 5개 국가 중 하나로 올라서게 됐다.

회사 관계자는 “두산에너빌리티는 2013년 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원이 추진한 한국형 표준 가스터빈 모델 개발 국책과제에 주도적으로 참여했다”며 “국책과제에는 두산에너빌리티와 함께 21개의 국내 대학, 4개의 정부 출연 연구소, 13개의 중소·중견기업과 발전사가 함께 참여해 산·학·연 협력을 통한 기술 개발의 성공사례로 평가받고 있다”고 설명했다.

두산에너빌리티는 기술 개발 직후 대규모 가스터빈 공급 계약을 잇달아 수주하며 시장에서 영향력을 빠르게 확대해 가고 있다. 실제 두산에너빌리티는 2019년 12월 한국서부발전과 김포열병합발전소에 공급할 270㎿급 대형 가스터빈 공급 계약을 체결했다. 최근에도 지난해 보령신복합발전소, 올해 안동복합발전소를 상대로 가스터빈 공급 계약을 따내며 수주를 이어가고 있다. 두산에너빌리티는 향후 5년간 국내에서 7조 원 이상 수주를 목표로 사업을 가속화할 계획이다.

이미지 크게보기 박지원(앞줄 왼쪽 두 번째) 두산에너빌리티 회장이 지난 6일 경남 창원 본사에서 초대형 가스터빈 정격부하(FSFL) 성능시험 현장을 살펴보고 있다. 두산에너빌리티 제공

두산에너빌리티는 가스터빈 원천기술을 활용한 수소터빈 개발에도 역량을 집중하고 있다. 2020년부터 산업부 국책과제로 고효율 ‘H급(1500도 이상의 고온을 견딜 수 있는 초내열 합금 소재로 제작한 고효율 터빈)’ 수소터빈의 ‘수소 혼소(혼합 연소) 50%’ 기술을 개발 중이며, 개발된 기술은 한국동서발전의 울산복합발전소에서 실증할 계획이다. 이와 함께 세계 최초 400㎿급 초대형 수소 전소 터빈을 오는 2027년을 목표로 개발하고 있다. H급 수소터빈은 기존 수소터빈 대비 연간 약 460억 원의 연료비 절감과 연간 약 5만t 추가 탄소 배출 감축이 가능하다.

박 회장은 “올해는 340여 개 국내 산·학·연이 함께 이뤄낸 K-가스터빈의 수주를 본격적으로 확대하는 원년이 될 것”이라며 “가스터빈 개발 성공을 통해 얻은 자신감과 기술력으로 고효율 무탄소 발전 기술로 부상하는 수소터빈 분야에서 글로벌 선도기업으로 자리매김하겠다”고 포부를 밝혔다.

두산에너빌리티는 신규 수주 외에 가스터빈 로터(Rotor)의 수명 연장 사업도 추진 중이다. 올해 초 두산에너빌리티는 한국남부발전과 가스터빈 로터 6기에 대한 수명 연장 계약을 체결했다. 로터는 다수의 회전날개(블레이드)를 부착한 원통형 구조물로, 약 1300도 이상의 고온에서 분당 3600번의 고속 회전을 수행하는 가스터빈 내 핵심 기기 중 하나다. 수명 연장을 통해 가스터빈은 약 10년간 더 운전할 수 있다. 가스터빈 로터 수명 연장은 발전소 운영·유지 비용 최적화 방안으로 부상하고 있으나, 최고 난도 기술력이 필요해 그동안 해외 가스터빈 원제작사들이 주로 수행해 왔다.

이외에도 항공용 가스터빈 엔진 핵심 부품 제작에 참여하며 가스터빈 사업 영역도 한층 넓혀가고 있다. 대표적으로 두산에너빌리티는 지난해 8월 국방과학연구소와 ‘터빈 베인·블레이드 주조품 제작 및 후가공’ 과제를 수행하는 계약을 체결했다. 이에 따라 두산에너빌리티는 국방과학연구소가 개발 중인 항공용 가스터빈의 핵심 고온 부품인 블레이드와 베인을 제작해 2027년까지 국방과학연구소에 공급할 예정이다. 가스터빈 중심축(로터)에 연결돼 같이 회전하는 날개를 블레이드, 블레이드 사이에 고정된 날개를 베인이라고 하는데 베인은 블레이드 통과 후 흩어진 기류를 다시 모아주는 역할을 한다.

두산에너빌리티 관계자는 “발전용 가스터빈 개발 과정에서 축적된 기술과 시스템을 바탕으로 항공용 가스터빈 개발에도 힘을 기울일 것”이라고 말했다.

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장병철 기자 jjangbeng@munhwa.com