일본산업뉴스요약

변혁에 도전: IHI (중)
탈∙탄소 움직임, 성장의 원동력으로
암모니아를 연료로 발전/ 본격적인 표준정비 경쟁

세계의 투자 자금이 환경 중시로 쏠리고 있다. 미국 제너럴일렉트릭(GE)은 화력부문에서 거액의 적자를 계상하고 있다. 미쓰비시히타치파워시스템(MHPS)도 구조 조정을 추진한다. 석탄화력발전소용 보일러가 중심이었던 자원∙에너지 사업을 어떻게 바꿀 것인가가 IHI에게도 최대의 숙제로 남았다.

“5월에 발표하는 차기 중기경영계획의 메인 테마는 화력이다. 자원∙에너지∙환경 사업을 어떠한 모습으로 진행해 나갈 것인가가 중요하다”. 미쓰오카(満岡) 사장은 화력부문에서 투자를 회수하려는 세계적인 움직임에 초조함을 숨기지 않는다.

2015년 3월기에 5,800억엔에 달했던 ‘자원∙에너지∙환경’의 수주도 19년 3월기는 3,800억엔으로 30% 이상 감소할 것으로 예상된다. 환경부하가 높은 화력발전기기에 대한 세계적인 역풍은 강해지고 있다. 한편, 중공업 기업들은 잇달아 재생가능에너지에 대한 사업 전환 방침을 표명하고 있다.

-- 에너지 제어에 활로 --
그렇지만 태양광패널이나 풍력터빈 등의 재생에너지기기는 이미 플레이어가 확립되어 있다. IHI는 기존의 발전기기가 아니라 에너지 제어에서 활로를 찾으려 하고 있다.

항공엔진을 생산하는 소마사업소(후쿠시마현) 부근에 미래의 에너지사업의 핵심이 될 실험 시설이 있다. 18년에 개소한 ‘소마IHI그린에너지센터’다. 그 지역에서 생산된 에너지를 그 지역에서 소비하는 분산형 전원 모델을 만드는 ‘스마트커뮤니티’의 중핵이다.

에너지기기는 주로 3개다. 1,250kW의 태양광패널(메가솔라), 용량 2,500kWh의 대형 리튬이온배터리, 600kW분의 수소탱크다. 메가솔라가 발전한 전력 중 150~200kW는 하수처리장 등 지역의 수요자에게 공급한다. 전력의 일부는 축전지에 저장하여 솔라 패널의 출력 변동에 대응한다.

잉여 전력은 고압증기와 수소의 형태로 저장한다. 증기는 열로서 하수슬러지의 연료화 등에 이용하고, 수소는 수개월 동안 저장했다가 재해가 발생했을 때 연료전지에 투입하여 전력원으로 사용할 수 있다. 도호쿠전력에서 매입하는 전력량을 최저한으로 억제하면서 외부로 전기를 흘려 보내는 ‘역조류’도 발생시키지 않는 것이 포인트다.

“재생가능에너지를 100% 사용할 수 있는 기술을 확립하여 차세대에너지사업의 핵심으로 삼고 싶다”. 솔루션∙신사업통괄본부의 구니(国) 본부장은 강조한다. 동일본대지진의 부흥 과정에서 전국에 태양광발전소가 난립하였다. 날씨가 좋을 때는 수요를 초과하는 전력을 생산하고 있어 전력회사도 고심하게 되었다.

수요와 공급의 밸런스가 맞지 않으면 최악의 경우 정전의 우려도 있다. 18년에는 규슈전력이 발전사업자에게 처음으로 출력 제어를 요구하는 사태까지 벌어졌다. 재생에너지의 발전량은 일본을 포함하여 전세계적으로 급증하고 있다. 재생에너지의 전력 문제도 점점 심각해지고 있다.

고정가격매입제도의 재검토나 입찰방식을 채용하는 것이 점점 현실화되면서 발전한 전력을 원가 이하로밖에 판매하지 못하는 사태도 가까운 미래에 예상된다. 전력을 판매하지 않고 과잉 전력을 저장했다가 사용하고, 필요할 때만 전력회사로부터 구입하는 ‘닫힌 시스템’에 대한 요구는 높다.

“여기서도 중요한 것은 보일러 제어 기술이다”라고 구니 본부장은 자신감을 보인다. 재생에너지의 출력과 수요를 모니터링하면서 축전지나 물의 전기분해 장치의 출력을 조정하는 프로세스에는 보일러의 연료나 연소 상황을 정밀하게 컨트롤하는 기술이 활용되고 있다고 한다.

-- 효율 생산이 과제 --
기존형 보일러나 터빈 등의 사업은 축소 균형을 피할 수 없다. 급격하게 다가오는 탈∙화석연료의 파도에 대한 방파제 기술로서, 중공업 기업이 기술을 경쟁하고 있는 것이 수소다.

수소를 사용하는 발전 실험이 IHI요코하마사업소의 은밀한 장소에서 조용하게 추진된다. 건물 깊숙한 곳에서 조용히 가동되고 있는 작은 가스터빈엔진은 도시가스나 천연가스를 태우는 ‘IM270’이다. 출력은 2,000kW로 자가발전 등에 사용되지만 IHI는 작년에 연료에 암모니아를 20% 섞어 발전하는 실험에 성공하였다.

암모니아는 질소와 수소의 화합물로 연소해도 질소가스와 물 만을 배출한다. 20% 섞으면 이산화탄소(CO₂)의 배출량은 그대로 20% 감소한다. 이 프로젝트를 담당하는 사업개발부의 후지모리(藤森) 부장은 “기술상의 과제는 거의 해결하였다”라고 말한다.

수소는 차세대에너지의 비장의 카드다. 자동차의 경우는 연료전지차가 이미 시판되고 있지만 발전 플랜트에서도 보일러나 가스터빈의 연료로 사용함으로써 CO₂ 배출량을 대폭으로 삭감할 수 있을 것으로 기대한다.

미쓰비시중공업은 천연가스와 수소가스를 섞어 가스터빈에서 연소시키는 기술을 개발하고 있다. 가와사키중공업은 호주에서 수소를 액화하여 수송하는 실험에 착수하였다. 그러나 수소가스는 천연가스보다 90도 정도 낮은 섭씨 마이너스 253도가 되지 않으면 액화되지 않기 때문에 수송이나 공급망 구축에 많은 과제가 있다.

그 점에서 IHI가 선택한 암모니아는 연소를 통해 에너지를 추출할 수 있고 배출되는 것도 물과 질소뿐이다. 액화가 쉽고 이미 비료제조 플랜트용을 시작으로 공급망도 실용화되고 있다.

그러나 암모니아는 강한 냄새와 독성이 있기 때문에 일반 가정 등에서는 사용하기 어렵다. 화석연료를 사용하지 않고 대량으로 효율 생산하는 방법도 아직 확립하지 못했다.

IHI는 미쓰비시중공업이나 GE와 달리 제품군에 대형 가스터빈이 없다. 석탄화력보일러에 대한 의존도가 컸던 만큼 탈∙탄소의 흐름을 자사의 성장에 활용하지 못하면 생존은 어렵다.

후지모리 부장은 “처음에 시스템을 만든 사람이 De facto standard(사실상의 표준)를 만든다”라고 말한다. 암모니아 연료전지나 보일러에서의 혼합연소 등의 실험도 추진한다. 경쟁 타사와의 경쟁은 앞으로 본격화될 것으로 보인다.

 -- (하)에 계속 --