무연탄 관련 연구로는 1973년과 1979년의 석유파동의 여파로 유류파동에 비견되는 무연탄파동(저질탄파동)을 겪게 되자 이후 한국동력자원연구소의 에너지분소(한국에너지기술연구원의 전신)가 중심이 되어 연탄의 품질개선과 저질탄의 활용 및 안정공급을 위한 연구사업이 추진되었다. 학계, 정부, 산업계 및 연구기관과 협력체계를 구축하고 1981년에는 동력자원연구소의 에너지 분소장인 함효준을 위원장으로 하여, 과기원의 박원희, 동력자원연구소의 조명승, 석탄공사의 성낙진, 과학기술처의 홍재희, 동자부의 김태곤 및 청와대의 홍병유 외 11인으로 연구위원회가 구성되었다. 1982년에는 연구 수행을 통해 개량식 2중 화덕 연탄온수보일러가 개발되었다. 기존의 구들식 아궁이의 열손실이 75%인데 비해 KIER가 개발한 온수보일러의 열손실은 45%에 불과해 30%내외의 열손실감소가 이루어졌다. 또한 KIER의 개량식 연소통은 연탄의 보온축열을 증진시키는 이중화덕을 사용하여 기존 온수보일러의 미연소분을 감소시켰을 뿐 아니라 소탄과 중탄의 겸용이 가능했다. KIER는 연소기구의 개발 외에도 무연탄의 안정적 활용을 위한 다양한 방안을 수립하여 로드맵과 함께 제시했다. 우선 연탄의 상차자동화에 따른 경비절감대책 방안이 제시되었다. 이에따르면 유류가격은 인상(등귀현상)과 인하(안정세의 지속)의 양향적인 움직임을 보이는 데 반해 연탄가격은 유가변동 추세에 맞추어 변동조정하기 어려운 문제가 있었다. 게다가 연탄의 경우 1980년대에 국내 탄광에서 발생한 노사분규에 따른 석탄의 생산원가 가중요인에 처해 있었고, 연탄공장의 노동력 수요가 성수기 중에만 요구되었으며, 연탄배달 비용이 과중했다. 따라서 연탄의 상차자동화 시설의 활용은 그만큼 연탄의 경쟁력을 제고할 수 있을 것으로 평가되었다. 수입 무연탄의 혼합율 제고 방안도 제시되었다. 국내에서 생산되는 무연탄의 대부분은 40% 내외의 회분을 가진 저급분탄으로서 연탄 외의 다른 가공연료로 활용이 어려워 용도가 한정되는 문제가 있었다. 특히 우리나라는 연탄의 소비증대에 따른 무연탄 부족의 해소를 위하여 수입무연탄을 혼합 사용하고 있었으나 수입무연탄을 20% 이상 혼합 사용하게 되면 연탄과 연탄재의 성형강도를 약화시켜 연탄의 상품가치가 하락하는 제조기술상의 문제가 있었다. 이와 같은 관점에서 KIER는 수요확대에 부응하여 수입무연탄의 혼합율을 제고하는 기술개발을 통해 연탄의 공급능력을 확대하는 대응책을 제시하였다. 새로운 형태의 석탄보일러 보급 방안도 제안되었다. 1982년 우리나라의 가정용난방 방법은 전체 가구수의 50% 내외가 구들식 아궁이에 의한 난방이었으나, 1987년에는 구들식 난방은 30% 내외로 감소하고 70% 이상이 온수보일러에 의한 간접난방으로 변화를 보였다. 이 같은 추이로 볼 때 연탄과 유류난방간의 중간단계적인 역할을 담당할 보다 개량된 연탄용 온수보일러를 보급하거나 새로운 형태의 석탄가공연료와 자동형 연소기구의 개량보급 대책이 긴요한 것으로 제안되었다. 한편 1984년에는 유연탄 화력발전소 최적 혼합사용 기술개발 관련 연구가 수행되었다. 이 해에 우리나라는 유연탄(Bituminous or sub Bituminous)을 사용한 대형 석탄 화력발전소(삼천포화력)를 출범시킴으로써 석탄화력발전 시대를 열었다. 그러나 당시 우리나라에서 석탄이라는 말은 곧 무연탄(Anthracite)을 의미했을 정도로 유연탄을 대량으로 사용하는 발전기술의 기반은 취약했다. 우리나라 최초의 유연탄 화력발전소인 삼천포화력발전소는 에너지 수급의 안정도를 높이고 가격을 저렴하게 하기 위하여 호주 등 여러 나라에서 11개 지역의 탄을 수입하여 사용하게 되었으나, 탄종에 따라 성상이 상이하여 발전소 운전 과정에서 여러가지 문제점이 발생하게 되었다. 이에 따라 1984년에는 KIER에서‘유연탄 화력발전을 위한 대형 보일러의 안정된 연소상태유지와 배출 오염물질 저감을 위한 석탄의 혼합사용에 대한 연구’가 국내 최초로 수행되었다. 이로부터 연소성, 집진성, 회의 용융 등 석탄 연소와 관련한 Slagging/Fouling에 대한 이론적인 고찰이 이루어졌으며, 원탄에 대한 성상 분석, 최적 혼합비율 산정에 이어 산정 결과에 대한 실험실적 연소시험과 삼천포 화력발전소 현장실험까지 실시, 유연탄의 최적 혼합에 대한 검증을 마쳤다. 연구 결과 발전소 설계치와 수입하는 원탄의 성상이 일치하지 않은 것이 많은 것으로 나타났으며, 이에 KIER는 혼합사용을 위한 최적화 기법을 사용하여 적절한 혼합비를 찾아내기 시작했다. 삼천포 화력발전소의 운전특성에 대한 이해와 더불어 11개 수입 유연탄에 대한 성상을 분석하여 연소성, 집진성 Slagging /fouling 특성을 고려한 각각의 탄종별 최적 혼합비율에 대한 55개의 해가 구해졌다. KIER는 탄종에 따라 발전소현장 운전원에게 사전에 필요한 정보를 줄 수 있게 되었으며 이를 통해 유연탄의 활용입지를 대폭 넓힘과 동시에 국내 최초의 유연탄 화력발전소가 무리없이 운전되는 데 기여할 수 있었다. 연구분야 연구과제 연구내용 석탄자원의 개발 탄전개발 채탄기술 지질조사, 개발합리화방안 탄법개발, 광산보안 연탄제조 및 활용 연탄제조공정 연탄사용기술 신형가정연료 저탄관리, 분쇄 및 혼합, 성형기 연탄규격 연소기, 온수보일러, 온돌 연료가공기술, 연소장치개발 저질탄 활용 선탄기술 수입탄 혼합 유동층연소 선탄법 개발, 선탄장 설치 혼합 및 성형기술, 분석의 신속화 유동층연소 상압(내·외부순환식) 및 가압유동층 공정 기초 및 주변기술 연탄재 활용 환경처리 건축재료, 단열재 갱내수 처리 석탄정책 석탄유통부문연구 석탄산업 및 가격연구 재해 및 폐광대책 콜센터 설치방안 석탄 및 연탄산업현황, 가격정책 수급전망, 탄광 국·민영화 탄광재해방지 환경복구, 실업문제 본 메일은 발신전용메일로 메일수신을 동의하셨기에 기재해 주신 이메일 주소로 발송되었습니다. 한국에너지기술연구원에서 드리는 각종 정보의 메일 수신을 원치 않으시면 [수신거부]를 눌러 회원 개인정보를 변경해 주시기 바랍니다. If you do not want this type of information or email, please click here 기타 문의 사항은 한국에너지기술연구원 웹사이트의 [ 참여마당> 묻고 답하기 ] 메뉴를 이용하여 주시기 바랍니다.