(주)누리텍 에너지사업부

 (주)누리텍 에너지 사업부는 ZUCCATO ENERGIA사와 기술협력으로 폐열회수발전장치(ORC)

설계.제작.설치 관련 친환경 설비를 구축하는 사업부 입니다.

Zuccato Energia는 이탈리아 기업이며 2006년에 설립되었고, 본사는 이탈리아 베로나에 위치해 있습니다.
신재생에너지 관련 발전 사업인 유기랭킨사이클(ORC, Organic Rankine Cycle)을 제조하는 회사입니다.
유기랭킨사이클은 저온의 열원을 이용하여 전기를 생산하는 발전시스템으로서 다양한 폐열원에 적용이 가능합니다.

Zuccato Energia는 유기랭킨사이클을 단순히 조립하는 회사가 아니고, 설계에서 제조 및 시험에 이르는, 유기랭킨사이클 시스템의 핵심부분 전 과정을 다루고 있으며 꾸준한 연구개발을 통하여 규격화된 제품뿐만 아니라 고객의 요구가 있을시 주문생산도 가능한 기술력을 가지고 있습니다.
이러한 기술력은 고객의 요구를 충족시키고 까다로운 폐열환경에도 적용 가능한 유기랭킨사이클 개발을 가능하게 합니다.

우리 회사의 ORC 시스템은 유럽, 아프리카, 미국, 아시아, 라틴아메리카에 수십대 이상 판매 되었고 이 중 다수는 2011년 이후부터 지금까지 고장 없이 연속 운전되고 있습니다.
이는 우리 회사 제품의 신뢰성이 확보되었다는 것을 증명합니다.

적용분야

• ORC 시스템은 폐자원이나, 지열, 태양열 등과 같이 자연 상태에서 무한히 얻을 수 있는 에너지를 이용하여 전기를 생산하기 때문에 친환경 발전 시스템이라 할 수 있습니다.
• ORC 시스템은 산업공정에서 발생하는 폐열, 폐기물을 연소하는 과정에서 발생하는 열등을 이용하여 전기를 생산하므로 매우 가치 있는 에너지생산 시스템이라 할 수 있습니다.

Zuccato ORC는 컴펙트하고 모듈화가 가능하기 때문에 공장이나 선박엔진 폐열 발전에 적용시 매우 용이합니다. 이로 인하여, ORC 발전은 엔진의 추가적인 설치를 대체할 수 있으며, 화석연료 사용을 줄일 수 있는 효과가 있습니다.  아래 두 가지 형태로 적용이 가능합니다. 

• 중온수(165℃): 주엔진이나 보조엔진의 배가스나 쿨링 자켓수의 온도는 증기발전에 이용하기에는 낮아서 ORC 발전에 이용함

• 저온수(85℃ 이상): 대형엔진이나 여러 대의 엔진 유닛으로부터 증기발전을 한 후, 상기 엔진의 자켓수 로부터 추가 열을 회수하여 ORC 발전에 이용함

Zuccato ORC Module은 동등한 출력의 발전기와 크기가 비슷하지만 발전기와 달리 오염물질을 배출하지 않으며 어떤 화석연료도 사용하지 않는다는 장점이 있습니다.

소를 사육하는 목축업자는 가축의 거름을 발효시켜서 바이오가스를 만듭니다. 이러한 바이오가스는 발전을 위한 엔진 의 연료가 되며, 이러한 발전장치를 'gensets'이라 부릅니다.

Zuccato Energia는 바이오 가스화 공정 중에 배출되는 가스 또는 gensets 쿨링 자켓수 로부터 폐열을 회수하여 ORC 발전을 합니다.

Zuccato ORC는 사용하는 연료(예, 바이오가스, 합성가스, 바이오 오일, 메탄 등)에 관계없이 gensets 의 효율을 극 대화 시킬 수 있으며, 이는 버려지는 폐열을 회수하여 추가적인 발전을 하기 때문에 가능한 것입니다.

Zuccato Energia는 바이오가스 발전분야에 다양한 경험을 가지고 있으며 이탈리아와 독일에 몇 대를 설치하여 운용 중입니다.

Zuccato ORC는 바이오메스를 이용한 연소를 통하여 넓은 범위의 과열증기 발생 시스템과 조합하여 ORC 발전에 적용합니다.

예를 들면, 하나 이상의 ORC 모듈이 고정된 또는 움직이는 보일러 장치와 연결되어 있고, 이 때 보일러에 우드칩이 자동적으로 공급됩니다. 우드칩은 목재 공정 중에 버러진 목재 부산물 또는 수집한 나무 찌꺼기 등을 이용하여 만듭니다. 우드칩과 같은 바이오메스 외에도 다양한 연료를 사용할 수 있습니다. Zuccato Energia는 유명 보일러 회사와 협력을 통하여 오랫동안 문제가 되었던 양계장의 거름을 연료로 하여 발전함으로써 양계장 폐기물 처리문제를 해결했습니다. 이 때 양계장의 바이오메스는 배설물, 깃털, 그 외 잔존물 등이 될 수 있으며, 이러한 상기 혼합물은 연소 성능이 우수하고 오염물질을 최소로 하는 특수보일러를 이용함으로써 ORC 발전 연료로 이용될 수 있습니다. 이를 통하여 사업주는 발전수익을 얻을 수 있습니다.

Zuccato Energia는 지금 까지 여러 대의 바이오메스 발전플랜트를 설치하였으며 지난 몇 년 동안 매우 안정적으로 가동이 되고 있습니다. 특히 소규모 기업에서도 설치가 가능할 정도로 매우 컴팩트하며, 폐기물을 처리함과 동시에 발전을 위한 연료로 활용함으로써 사업자에게 이익을 가져다주며, 사업자는 수년 내에 투자한 금액을 회수할 수 있습니다.  

Zuccato ORC는 열원의 양이 정상운전 조건에 미달될 경우 부분 부하운전에 대한 강점이 있기 때문에 하이브리드 태양열 발전에 쉽게 적용이 가능합니다.

위에 언급한 Zuccato 태양열-ORC 시스템은 상대적으로 낮은 온도의 열원을 이용하여 발전하며, 이 열원은 단순한 태양열 집광판을 이용하여 얻게 되며, 이 때 충분한 태양열이 생성되면 전기를 생산합니다. 

하이브리드 발전시스템은 필요시 자동적으로 열원 선택이 가능합니다. 즉 태양열이 부족한 밤 시간에나 기상상태가 좋은 않을 경우 Zuccato ORC는 다른 열원(예, 바이오메스, 바이오가스, 지열 등)을 이용하여 안정적인 발전이 이루어 지도록 합니다. Zuccato Energia는 파트너 관계에 있는 이탈리아 및 해외 주요 대학에 이러한 하이브리드 ORC 시스템을 실증용으로 설치하여 운영중입니다.