Allam-Fetvedt 사이클: 탄소 100% 포집
효율 손실 없이 배출을 발생원에서 전량 포집하는 초임계 CO₂ 기술을 살펴봅니다. 기존의 연소 후 포집과 달리, Allam-Fetvedt 사이클은 배관에 바로 넣을 수 있는 CO₂를 사이클 자체의 부산물로 만들어 내므로 값비싼 개조가 필요 없습니다.
Allam-Fetvedt 사이클의 작동 원리
8 Rivers Capital과 NET Power가 개발한 Allam-Fetvedt Cycle은 화력 발전을 근본부터 다시 생각한 결과입니다. 기존 발전소처럼 증기를 작동 유체로 쓰는 대신, 액체와 기체의 성질을 동시에 띠는 온도와 압력의 이산화탄소, 즉 supercritical CO₂를 사용합니다.
The process works as follows: 천연가스를 고압 연소기에서 공기가 아닌 순수 산소로 태웁니다. 이 순산소 연소는 CO₂와 수증기만 만들어 내며 질소산화물(NOx)이나 황산화물(SOx)은 발생하지 않습니다. 그 결과로 생긴 고온·고압의 CO₂가 전용 터빈을 돌려 전기를 만듭니다.
터빈에서 팽창한 뒤 CO₂는 냉각되고 물은 응축되어 빠져나갑니다. CO₂의 대부분은 작동 유체로 다시 순환하고, 태운 천연가스의 탄소량과 정확히 일치하는 잉여분은 추가 압축 없이 pipeline pressure, ready for sequestration에서 포집됩니다. 사이클에 내재된 이 포집은 최소한의 효율 손실로 CO₂를 거의 100% 제거합니다.
탄소 포집 기술 비교
| 기술 | 순효율 | 포집률 | 성숙도 | 비용 구조 |
|---|---|---|---|---|
| Post-Combustion Capture | ~50% | 85-95% | Commercial | High retrofit cost |
| Pre-Combustion Capture | ~45% | 90-95% | Demonstration | Medium |
| Oxy-Combustion | ~45% | 95-99% | Pilot | Medium-High |
| Allam-Fetvedt Cycle | ~59% | ~100% | Commercial 2026 | Low (inherent) |
개발 일정
NET Power 실증 발전소
텍사스 La Porte의 세계 최초 50 MW 열출력 실증 설비가 Allam-Fetvedt 사이클 기술을 성공적으로 입증했습니다.
최초의 계통 동기 연계
NET Power가 세계 최초를 달성했습니다. 천연가스에서 나온 무배출 전기를 텍사스의 전력망에 공급했습니다.
캘리포니아 파트너십
NET Power와 Carbon TerraVault가 북부 캘리포니아에 최대 1 GW의 무배출 발전 용량을 개발하는 MOU를 체결했습니다.
상업 운전
최초의 유틸리티 규모 NET Power 발전소들이 각각 최대 250 MW로 상업 운전을 시작할 예정입니다.
핵심 기술 파트너
NET Power
Allam-Fetvedt 사이클 기술을 상용화하고 있습니다. 최초의 유틸리티 규모 발전소는 2026년으로 예상되며, 최대 1 GW 용량의 캘리포니아 파트너십을 포함한 수주 잔고를 확보하고 있습니다. 모듈형 발전소 한 기는 20에이커 미만의 부지에서 최대 250 MW를 생산합니다.
NYSE: NPWR
8 Rivers Capital
Allam-Fetvedt 사이클의 발명사입니다. 탈탄소 기술을 선도하는 개발사로, PacifiCorp와 함께 진행하는 와이오밍 탄소 포집 설비 등이 현재 Pre-FEED 엔지니어링 단계에 있습니다.
노스캐롤라이나주 더럼
Greco Energy의 접근 방식
Leo Paskalidis의 주도로, Greco Energy의 모든 시설은 처음부터 CCUS 통합이 가능하도록 설계됩니다. 북미 개발 사업에는 넷제로 배출을 달성하기 위한 탄소 포집 인프라를 포함할 예정입니다.
Allam-Fetvedt 사이클: 자주 묻는 질문
포집 대응은 로드맵입니다. 이것은 실제 발전소입니다.
GRECO는 계량기 후단에서 발전하므로 캠퍼스가 계통 연계 대기열에서 몇 년을 기다리는 대신 몇 달 만에 가동합니다. 약 20 MW 이하에서는 연소가 없고 NOx가 거의 0인 고체산화물 연료전지를, 그 이상에서는 복합화력을 쓰며, 열을 회수해 지역에너지에 판매하면 총효율은 90%를 넘습니다.