에너지/환경

초임계수 증기 석탄: 석탄 연소 오염 원천 차단

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최근, 시안(西安)교통대학 첨단과학기술연구원 신경·질병연구센터 연구팀은 최초로 뇌속에 감각 조절 피질이 척수로 향한 직접 투사가 존재함과 아울러 척수 통각 정보 증폭 효과에 직접 참여함을 입증하였다. 해당 효과는 뇌간 통각 조절 계통과 직접적인 관련성이 없다. 관련된 연구성과는 "Nature Communications"에 게재되었다. 연구팀은 인체 척수 전체 세포 패치 클램핑 기록, 형태학적 추적, 면역전자현미경 및 광유전학 기술 등에 대한 종합 이용을 통하여 전방대상피질(Anterior cingulate cortex, ACC)에 척수로 향한 직접 투사가 존재할 뿐만 아니라 직접 척수의 흥분감각 정보 전달을 증폭함을 발견하였다. ACC는 가능하게 척수로의 직접 투사 또는 뇌간 유도에 의한 척수로의 투사를 통하여 척수 감각 정보 전달에 대한 중추신경계 내에서의 하향 활성화 조절 작용을 일으켜 감각 정보가 말초신경 감각 말초로부터 척수에 전달되게 하며 더 나아가 상향으로 감각 피질에 전달되게 한다. 그러나 운동 정보는 운동 피질에서 근원되었기에 하향으로 직접 척수에 전달된다. 기존의 연구에서 감각 피질에 존재하는 척수로의 직접 투사를 발견하지 못하였다. ACC는 둘레계통의 일부분이며 감각 및 관련 정서, 인지 기능과 관련성이 밀접한 핵군이다. 해당 연구는 뇌속 통증 조절 시스템에 대한 연구에 중요한 의미가 있고 감각 피질의 척수 뉴런 활성 하향 조절 연구에 새로운 아이디어를 제공하였다. 또한 기존의 뇌간-척수 하향 조절 특히 하향 활성화 조절 연구에 중요한 보충작용이 있다. ACC의 흥분성은 만성통증 상황에서 지속적으로 증가되지 않는데 이는 만성통증 유지에 대하여 아주 중요한 역할을 일으킨다. 만약 유전학 및 약리학 방법을 통하여 해당 흥분성을 감소시키면 진통작용을 일으킬 수 있다. ACC 흥분성의 증가는 척수 통증 신호 진입의 증폭을 유발하여 통증 환자가 통증에 대한 더욱 큰 민감성이 대뇌에서 구현되게 할 뿐만 아니라 척수에서도 구현되게 한다. 해당 연구의 심층적 추진은 향후 새로운 치료 방안 및 약물을 개발하여 환자의 만성통증을 통제하는데 중대한 의미가 있다.

중-미 공동연구팀, 새로운 유연성 냉동 방법-"비틀림열 냉장고" 기술 개발

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난카이(南开)대학 약물화학생물학 국가중점연구실 류준펑(刘遵峰) 연구팀과 미국 텍사스대학 달라스캠퍼스 Ray H. Baughman 연구팀은 공동으로 개발한 유연성 냉동 신전략-"비틀림열 냉동" 기술이 "Science" 온라인에 소개되었다. 연구에 따르면 섬유 내부의 비틀림 정도를 변경하면 냉각을 달성할 수 있다. 해당 방법으로 제조한 "비틀림열 냉장고"는 냉동 효율이 더 높고 체적이 더 작으며 친환경적일 뿐만 아니라 천연고무, 낚싯줄, 니켈-티타늄 합금 등 다양한 일반 재료에 적용 가능해 그 전망도 밝다. 예비 실험 결과, "비틀림열 냉동" 기술의 카르노 효율은 67%에 달할 수 있다. 이는 냉동에 고무, 낚싯줄과 같은 일반 재료를 사용하여 더 높은 카르노 효율을 달성함으로써 더 많은 전기에너지를 절약하고 냉동 비용을 절감할 수 있음을 의미한다. 연구팀은 고무, 낚싯줄, 직물선 및 강도가 더 크고 열전달이 더 빠른 니켈-티타늄 형상기억합금을 이용하여 "비틀림열 냉동"을 테스트했다. 그 결과, 체적이 더 작고 강도가 더 크며 효율이 더 높은 냉동 효과를 달성했다. 또한, "비틀림열 냉동" 기술에 기반하여 냉장고 모형을 제작하고 3개의 니켈-티타늄 합금선을 냉동 재료로 하여 흐르는 물의 온도를 섭씨 7.7도 낮추었다. "비틀림열 냉장고"의 상업화의 길은 아직 멀지만 많은 기회와 도전도 존재한다. 신소재를 개발하여 순환 사용 수명을 늘리고 입력 작업을 합리적으로 이용하여 효율을 높여야 하는 도전과 기존의 상용 재료를 사용하는 것 외에도 "비틀림열 냉동" 재료를 심층 최적화하여 최적의 성능을 획득할 수 있는 잠재적 기회가 존재한다. 해당 냉동 기술은 냉동 분야에 새로운 영역을 확장하고 냉동 분야의 에너지 소모를 감소하기 위한 새로운 방법을 제공한다.

홍콩과기대, 남조류의 바이러스성 사멸 메커니즘 규명

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홍콩과기대학 연구팀은 친환경 세균인 남조류가 시아노파지(cyanophage)라 불리는 바이러스에 의해 사멸되는 메커니즘을 규명했다. 해당 새 발견은 남조류의 이산화탄소 흡수능력을 향상시킴과 아울러 향후 지구온난화 완화에도 일조할 전망이다. 해당 성과는 "PNAS"에 게재되었다. 남조류는 해양에서 광합성을 통해 해양생물에 산소를 제공한다. 남조류는 지구 이산화탄소량의 20% 이상을 흡수한다. 한편 세계적으로 매일 약 50%의 남조류가 포식 또는 바이러스 감염으로 사멸된다. 그 중 시아노파지 바이러스에 의해 매일 사멸되는 남조류만 전세계 총량의 약 20%를 차지한다. 연구팀은 실험실에서 배양한 시아노파지로 5년 동안 연구한 끝에 남조류가 광합성을 통해 생산한 에너지가 시아노파지의 남조류 감염 연료로 활용됨을 발견했다. 시아노파지는 주간에 남조류 세포 구조를 충분히 파괴하는 등 모든 감염과정을 완수함으로써 야간의 남조류 사멸을 초래한다. 해당 시아노파지 바이러스의 일주기 리듬 발견은 과학계 최초이다. 주야순환(day-night cycle)이 어떻게 시아노파지 감염과정을 제어하는지를 규명하는 것은 남조류의 피감염 위험을 낮추는데 도움이 될 뿐만 아니라 남조류의 이산화탄소 흡수능력을 증가시키는 등 지구온난화 속도 완화에 일조할 수 있다. 많은 인간질환은 바이러스에 의해 유발된다. 현재 바이러스 감염이 생체리듬 및 주야순환의 영향을 받음이 발견되어 인간 항바이러스 약물 연구에 새로운 시사점을 제시할 전망이다.

차세대 생물광발전 시스템 개발

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최근 중국과학원 미생물연구소 리인(李寅) 연구팀은 생물광발전(biophotovoltaics, BPV)광전 전환 효율을 향상시키기 위해 정향성 전자류를 보유한 합성 미생물군을 개발하여 남조류의 직접 전기 생산 활성이 미약한 문제점을 해결했다. 해당 성과는 "Nature communications"에 게재됐다. 신재생에너지의 개발과 활용은 인류 사회의 지속 가능한 발전에 있어서 반드시 거쳐야 할 길이다. 태양에너지 이용의 주요 방식인 태양광발전의 기술 핵심은 반도체 재료를 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 전환하는 것이다. 에너지 전환 효율의 지속적인 향상과 제조비용의 절감으로 전세계 태양에너지 발전 장치의 누적 용량은 500GW를 초과한다. 그러나 부분적 태양광발전 재료에 함유된 독성 원소 및 폐기 태양전지 패널의 회수 어려움 등은 태양광발전의 보급과 함께 환경에 가져다주는 잠재적 위험을 무시할 수 없다. BPV는 태양에너지 이용에 생물학적 경로를 제공한다. BPV는 광합성 미생물(예를 들면 남조류)을 광전 전환 재료로 하며 탄소중립(Carbon neutral), 양호한 환경 적합성 및 잠재적 저원가 등 장점을 보유하여 친환경 차세대 태양광발전 기술로 거듭날 전망이다. 남조류 등 광합성 미생물은 아주 높은 광합성 효율을 가지지만 전기 생산 활성이 아주 약하기 때문에 기존의 BPV 시스템의 출력 전력은 태양광발전보다 3개 자릿수 이상 낮다. 남조류를 직접 개조하여 전기 생산 활성 강화를 달성한 성공적 사례는 없다. 해당 합성 미생물군은 광에너지를 d-젖산에 저장하는 공정 남조류와 d-젖산을 효율적으로 이용하여 전기를 생산하는 슈와넬라균(Shewanella)으로 구성되었다. 해당 합성 미생물군에서 d-젖산은 두 가지 미생물 사이의 에너지 운반체이다. 남조류는 광에너지를 흡수하고 CO2를 고정시켜 에너지 운반체 d-젖산을 합성하며 슈와넬라균은 d-젖산을 산화하여 전기를 생산한다. 이렇게 광자에서 d-젖산으로, d-젖산에서 전기에너지로의 정향성 전기류를 형성함으로써 광에너지에서 화학에너지로, 화학에너지에서 전기에너지로의 에너지 전환 과정을 완성한다. 연구팀은 유전, 환경 및 장치 분야의 설계, 개선 및 최적화를 통하여 두 가지 미생물 사이의 생리학적 비호환성 문제를 효과적으로 극복하였다. 이렇게 구축된 이중균 생물광발전 시스템은 효율적이고 안정적인 전력 출력을 구현했으며 최대 전력 밀도는 150 mW/m2에 달해 기존의 단일균 생물광발전 시스템보다 10배 이상 향상되었다. 연속 유가배양 방식을 이용하면 해당 이중균 생물광발전 시스템은 40일 이상의 안정적인 전력 출력을 달성할 수 있다. 또한 평균 전력 밀도는 135 mW/m2으로 비교적 높은 수준에 도달하며 전기 생산 시간과 단일 장치 출력 전력에서 모두 현재 BPV 시스템의 최고 수준에 도달했다. 해당 성과는 국제적으로 정향성 전자류를 가진 합성 미생물군을 이용하여 생물광발전을 구현한 최초 보고이다. 또한 중국의 최초 생물광발전 원형 장치이다. 해당 연구는 정향성 전자류를 갖는 합성 미생물군은 BPT 광전 전환 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다는 것을 입증하였고 생물광발전의 효율과 수명은 개선하기 어렵다는 고유의 인식을 깼으며 BPV 광전 전환 효율을 향상시키기 위한 중요한 기반을 마련했다.

다롄화학물리연구소, 석탄에 의한 올레핀 제조 신기술의 산업적 테스트 성공

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최근, 중국과학원 다롄(大連)화학물리연구소는 산시옌창(陝西延長)석유(그룹)유한책임회사와 공동으로 산시 위린(榆林)에서 석탄 합성가스에 의한 저탄소 올레핀 직접 제조 기술의 산업적 테스트에 성공했다. 이로써 해당 기술 로드맵의 선진성 및 타당성을 더 검증했다. 아울러 해당 기술의 산업화 과정을 가속화시킴으로써 중국의 원유 수입 의존도를 낮추고 청정석탄 이용에 새 기술 로드맵을 제공했다. 동 기술은 다롄화학물리연구소 바오신허(包信和)/판슈롄(潘秀蓮) 연구팀이 달성한 "합성기체 고선택성 전환에 의한 저탄소 올레핀 제조" 독창성 기초연구 성과(2016년, 미국 "Science"에 게재)를 기반으로 했다. 테스트 시운전은 1차적으로 성공했으며 CO 단일 라운드 전환율은 50%를 초과했고 저탄소 올레핀(에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌) 선택성은 75%이상에 달했다. 촉매 성능 및 반응 과정의 여러 항목 주요 파라미터는 설계 지표를 초과했고 전반적 성능은 실험실 수준에 비하여 우수하다. 원리 면에서 해당 기술은 90여 년 동안 석탄 화공 분야에서 줄곧 답습해 왔던 20세기 20년대에 독일이 발명한 피셔-트롭슈 합성(Fischer-Tropsch synthesis) 공법을 뒤집고 혁신적으로 복합산화물과 몰레큘러시브(Molecular sieves)를 결합한 새 촉매 전략을 채택하여 신형 복합촉매를 개발함으로써 석탄 합성가스(CO와 H2)로 저탄소 올레핀 등 고가치 화학품을 직접 제조하는 새 기술로드맵을 구현했다. 해당 성과는 기존의 높은 물 소모 및 고에너지 소모 기반 수성가스 변환에 의한 수소제조 과정 및 중간생성물(메탄올, 디메틸에테르 등) 전환 공법을 포기하고 원리적으로 물 소모가 적은(반응 과정에서 물 순환이 없고 폐수배출이 없음) 석탄 합성가스 1단계 전환 새 방법을 개발했다. 2016년, 최초로 동 기술을 개발한 후 연구팀은 해당 기술의 응용 연구를 대폭적으로 추진함과 아울러 중국 과학기술 성과 사업화 응용에 효과적인 새 방법을 시범했다.

중국 첫 해안 습지 글로벌 관측망 운영 성과 발표

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2019년 9월 22일, 자연자원부 중국지질조사국은 창다오(青島)에서 중국 첫 해안 습지 글로벌 관측망 운영 성과를 발표했다. 데이터에 의하면 중국의 4개 글로벌 해안 습지 야외 관측소 운영은 양호하며 국제 데이터와의 공유를 가동했다. 이번 해안 습지 글로벌 관측망의 모니터링은 랴오닝(遼寧) 판진(盤錦), 산둥(山東) 둥잉(東營), 장쑤(江蘇) 옌청(鹽城) 신양항(新洋港) 및 쓰마오유(四卯酉) 등 4개 중국 북방 주요 해안 습지의 야외 관측소에 설치하여 수행했다. 해당 관측망은 2018년에 구축하여 본격 운영된 후 지역 내 대기, 지표수(Surface water), 공극수(Pore water), 토양 및 식물 등에 대한 24시간 환경 모니터링을 지속적으로 수행하고 있다. 모니터링을 통해 축적한 7,600만 건 데이터를 지질 클라우드(Geological cloud)에 접속하여 직접 사용자들에게 제공할 수 있다. 중국이 설치한 4개 관측소는 미국 플로리다 습지(Florida Wetlands), 스페인 에브로 삼각주(Ebro Delta) 및 덴마크 스캘링엔 반도 습지(Skallingen peninsula wetlands)에 설치한 관측소와 공동으로 세계 전형적인 해안 습지 생태 지질환경 관측망을 구성했다. 1년 남짓한 동안 운영하는 과정에서 일반 환경 기상 모니터링을 수행한 외에 야외 환경 조건에서의 인공 온도증가 비교 실험을 통해 온도가 0.8℃ 상승할 경우 갈대 밀도가 23.2% 감소됨과 아울러 토양함수량이 감소되어 생태계 생산력이 34% 하강되고 또한 비교적 심각한 진딧물 병충해 및 도복(Lodging) 현상이 발생함을 발견했다. 다음 단계에 관측망을 더욱 많은 유형의 습지에 설치함과 아울러 글로벌 관측망을 이용하여 해안 습지 생태계 보호/복원 및 기후 온난화 등 분야에 대한 더욱 심층적인 연구를 수행할 예정이다.

저온 플라즈마 기술을 이용한 항생제 처리 기술 성과

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최근, 중국과학원 허페이물질과학연구원 기술생물연구소 황칭(黄青) 연구팀은 안후이 화펑(华丰)친환경에너지절감과기유한회사와 공동으로 저온 플라즈마 폐수처리 기술을 개발함과 아울러 자체 개발한 의료폐수처리 설비로 오존을 생산하고 퀴놀론항생제를 비롯한 노르플록사신에 대한 분해처리를 했다. 또한, 표면강화라만분광법을 이용하여 노르플록사신에 대한 분해 효율과 메커니즘을 연구했다. 해당 성과는 "Chemosphere"에 발표되었다. 제약산업, 양식업 및 병원에서 배출되는 오폐수는 다양한 내화성 유기물 및 세균과 바이러스뿐만 아니라 대량의 항생제도 포함된다. 항생제를 포함한 이러한 폐수는 처리를 거치지 않고 기준미달 상태로 환경 수역에 배출되어 박테리아 내성 증가를 초래하고 생태평형에 심각한 영향을 미치며 또한, 인체 건강에 잠재적인 위협과 위험을 초래한다. 따라서 친환경적이고 고효율적인 새 항생제 폐수처리 기술과 설비 개발이 시급하다. 기존 연구팀은 저온 플라즈마 기술을 이용한 노르플록사신 분해처리 방안을 제한하였고 또한 처리 과정에서 오존의 분해효과가 뚜렷하다는 것을 발견했다. 오존의 노르플록사신 분해 메커니즘에 대한 심층적 연구 결과, 플라즈마가 생성한 오존은 노르플록사신을 신속 분해할 수 있고 또한 오존의 노르플록사신에 대산 산화분해는 주로 탈플루오르 반응, 카르복실기와 퀴놀론계 단열에서 나타났다. 저온 플라즈마를 이용한 오존 생산은 경제적이고 실용적이며 사용이 편리하고 친환경적이며 2차오염이 없고 실용성이 높다. 또한, 고효율적인 폐수처리 기술을 개발하고 플라즈마 의료폐수 처리기술의 응용과 발전을 추진함에 있어서 중요한 의미를 가진다. 해당 연구는 저온 플라즈마 기술의 환경 분야에서의 응용을 개척하였고 관련 기술과 설비도 시장 추진 단계에 있다.

중국과학원, 전기가수분해 수소제조 기술연구 진전 취득

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최근, 중국과학원 다롄화학물리연구소 기초국가중점실험실·태양에너지연구소 리찬(李灿) 연구팀이 개발한 차세대 전기가수분해 촉매가 쑤저우 징리 수소생산설비유한회사 및 커크렐-징리(쑤저우)수소에너지기술유한회사에서 제조한 규모화 알칼리성 전기가수분해 수소제조 파일럿 테스트 데모 엔지니어링 설비에서 안정적인 운행을 실현했다. 정격 작동조건에서의 장시간 운행 검증 결과, 전기가수분해 수소제조 전류 밀도가 4000A/m2로 안정적일 경우, 단위 수소제조 에너지소모는 4.1kWh/m3H2이하이고 에너지효율값은 86% 이상이며 전류밀도가 3000A/m2로 안정적일 경우, 단위 수소제조에너지소모는 4.0kWh/m3H2이하이고 에너지효율값은 88% 이상이다. 이는 현재 알려진 규모화 전기가수분해 수소제조의 최대효율이다. 태양에너지 등 재생에너지를 이용한 물분해에 의한 수소제조는 친환경 수소경제를 달성하는 유일한 방법이며 또한 미래 수소원료 전지의 수소에너지원 발전 방향이다. 태양에너지 등 재생에너지를 화학에너지로 전환하여 저장하는 핵심 단계는 가수분해(광가수분해와 전기가수분해)과정이다. 그중, 전기가수분해 수소제조 기술은 비교적 성숙되었고 이미 산업화 응용되었다. 그러나, 전기가수분해 수소제조 에너지 전환효율은 오랫동안 50-70% 사이에 머물고 있으며 전기가수분해 코스트가 고가로 행진하는 주요 원인이다. 해당 프로젝트의 진전은 수소에너지 분야의 발전과 수소에너지 경제 실현을 위하여 중요한 과학적 및 실제적 의의가 있다. 차세대 전기촉매는 1000M3/시간의 전기가수분해 수소제조 장비에 설치될 계획이다. 또한 란저우(兰州)신구 1000톤급 태양광연료 산업화 시범 엔지니어링 프로젝트에 응용되어 대규모 산업 전기가수분해 수소제조 설비의 에너지소모를 15% 이상 낮추어 전기가수분해 수소제조 산업의 에너지효율을 향상시킬 예정이다. 또한 생산원가를 대폭 낮추어 대규모 전기가수분해 산업화 달성을 추진할 전망이다.

중국과학원, 보하이 갈조 대발생 유래종 규명

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최근, 중국과학원 해양연구소 탕잉중(唐贏中) 연구팀은 보하이(渤海) 갈조(Brown water) 유발종에 대한 역사추적 및 생물지리학적 연구를 통해 갈조는 "외래 침입종에 의하여 유발되었다"는 가설을 뒤집었다. 해당 성과는 "Molecular Ecology"에 온라인으로 게재됐다. 갈조는 수산양식 및 생태계에 막대한 파괴를 초래하는 유해조류이다. 하지만 그 형성 원인에 대한 관점은 일치하지 않다. 해당 연구는 2009년 후 중국 보하이 해역 패류 양식업 및 생태계에 막대한 손실을 초래한 갈조에 초점을 맞추었으며 또한 최초로 갈조 유발종 유레오코커스 아노파게페렌스(Aureococcusanophagefferens)의 생활사 중에 휴면체 단계가 존재함과 아울러 해양 퇴적물에서 장기간 생존함을 입증했다. 갈조는 주로 2~3종 미세조류에 의해 유발된다. 그 중에서 갈조를 가장 흔히 유발하고 유발 규모가 가장 크며 또한 갈조 대발생에 가장 관심사로 떠오르고 있는 조류는 유레오코커스 아노파게페렌스이다. 중국은 미국, 남아프리카 다음으로 3번째 갈조 대발생 국가이다. 2009년 후 친황다오(秦皇島) 해역에서 여러 차례 발생한 갈조는 당지 수산양식업에 막대한 경제적 손실을 초래함과 아울러 생태계에 중대한 파괴성 영향을 초래했다. 연구팀은 유레오코커스 아노파게페렌스는 보하이 해역에서 적어도 1,500년 동안 생존했으며 또한 중국 남쪽의 남사군도로부터 북쪽의 베이다이허(北戴河), 단둥(丹東) 및 중국 4대 해역의 연안 양식 지역에 이르는 수심 3,450m 외해(Open sea)에 광범위하게 분포되어 있음을 발견했다. 해당 결과는 유레오코커스 아노파게페렌스가 북반구에서의 분포 기록을 남쪽으로 적어도 1,700Km 확장시켰다. 이로써 보하이 갈조는 외래 침입종에 의하여 유발된다는 가설을 뒤집었다. 유레오코커스 아노파게페렌스는 전세계 많은 해양에 광범위하게 분포된 종으로서 휴면체 생성은 해당 종의 전세계 분포 및 갈조 연별 재발생을 초래하는 주요 원인으로 추정된다. 해당 결과는 갈조 유발종 유레오코커스 아노파게페렌스의 "종의 유래" 및 전세계 지리적 본포 패턴을 인식하는데 도움을 줄 뿐만 아니라 갈조 대발생 원인을 심층적으로 연구하는데 중요한 과학적 근거를 제공했다.

2차 재열 발전기술 분야에서 세계선도

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최근, 중국국가에너지투자그룹 쑤쳰(宿遷)회사(이하 쑤쳰회사로 약칭)의 660MW 초초임계 2차 재열(Reheat) 발전장치 프로젝트 점화에 성공했다. 2019년 8월 28일까지 해당 프로젝트의 2대 발전장치의 발전량은 22.67억 kWh에 달했다. 해당 발전장치의 발전 석탄 소비량은 ≤256g/kWh, 발전효율은 ≥48%이고 환경지표는 세계 최고 수준에 도달했다. 해당 프로젝트의 2차 재열 탑식 보일러, 고효율 증기터빈 및 맞춤형 부속 설비, 지능형 발전 제어 시스템, 선진적인 친환경 설비 등 핵심 기술은 독자적 활용을 구현했다. 이는 중국의 고효율 유연성 2차 재열 발전 기술이 세계 앞자리를 차지했음을 의미한다. 석탄 생산/소비 및 전력(Electric power) 수요가 세계 1위인 중국의 화력발전 기술은 21세기에 들어서서 지속적인 발전을 거듭했다. 2004년, 중국은 60만 kW 초임계 발전소를 구축했고 2006년, 100만 kW 초초임계 발전소를 구축했으며 2015년, 100만 kW 초초임계 2차 재열 발전소를 구축했다. 예측에 의하면 2030년 및 2050년에 이르러 중국의 총 1차 에너지 소비에서 석탄이 차지하는 비율은 50% 및 40%로 하강될 전망이다. 다시 말해서 중국의 에너지 구조에서 석탄의 지배적 위치는 변화지 않으며 화력발전 기술은 중국에서 도태되지 않을 전망이다. 초초임계 발전장치는 더욱 높은 증기 온도 및 압력을 기반으로 하기에 준임계 열효율이 5%~7% 향상되고 2차 재열 기술을 적용한 후 열효율을 2%~3% 더한층 향상시킬 수 있다. 더욱 높은 열효율은 더욱 적은 석탄 소비 및 오염물질 배출을 의미한다. 2015년, 중국궈뎬(國電)그룹회사 장쑤(江蘇)타이저우(泰州)발전소 2단계 2차 재열 시범 프로젝트가 생산에 들어감으로써 전력공급 석탄소비가 세계 동일 유형 장치에 비하여 13.7g/kWh 감소되어 중국이 해당 분야에서 선도적 지위를 차지하는데 기반을 마련했다. 하지만 2차 재열 발전장치는 비교적 큰 부하 변화 범위에서 경제적 운행 보장 및 피크기 조절 능력이 부족한 문제점이 존재한다. 따라서 "고효율 유연성 2차 재열 발전장치 개발 및 프로젝트 시범"은 중국 "13차 5개년" 계획의 중점 연구개발 계획으로 선정됐다. 2016년 10월부터 궈뎬(國電)그룹은 화베이(華北)전력대학, 화둥(華東)전력설계원, 상하이전기(電氣)그룹 등 14개 기관과 공동으로 평균 연령이 39세인 148명으로 구성된 연구팀을 구축하여 2차 재열 발전 기술 연구를 수행했다. "유연성" 및 "고효율"을 구현하려면 보일러, 증기터빈, 시스템 설계 및 제어 시스템 최적화 등 핵심 기술을 파악해야 한다. 기존의 재료로 보일러 출구 증기 파라미터의 32.24MPa(a)/605℃/623℃/623℃ 도달은 한계점이다. 쑤쳰회사는 탑식 보일러를 채택함과 아울러 보일러 핵심 기술 파악을 통해 전열면(Heating surface) 배치를 최적화하고 온도 편차를 감소시킴으로써 광범위 부하 범위에서의 장기간 설계 파라미터 도달을 구현했다. 연구팀은 또한 2차 재열 발전장치의 고효율 열공급 핵심 기술을 파악했고 최초로 화력발전 분야에서 "증기-전기 더블드라이브(Steam-electric double drive)" 흡출 송풍기(Induced draft fan) 고효율 유연성 열공급 기술을 응용함으로써 대형 발전장치에 작은 보일러로 열공급하는데 양질적인 방안을 제공했다. 이외에도 연구팀은 2차 재열 발전장치의 불충분한 온도 조절 등 핵심 기술을 파악함과 아울러 역가열, 진공, 바이패스(Bypass), 주파수 변조 등 일련의 혁신 기술을 통합하여 최적화함으로써 발전장치의 쾌속 구동/정지, 심층적 피크기 조절, 고효율 유연성 등 핵심 지표를 구현했다. 쑤쳰회사의 고효율 유연성 2차 재열 기술은 완전한 자체 지식재산권을 보유하고 있으며 세계 선진 수준에 도달했다. 또한 정보 및 제어 시스템의 완전한 독자적 활용을 구현함과 아울러 최초로 석탄화력발전 분야에 지능형 발전 기술을 적용함으로써 2대의 66만 kW 발전장치의 운전을 제어하는데 10명의 인력이면 충분하고 전력망의 실시간 피크기 조절 요구도 만족시킬 수 있다. 연구팀은 지능형 발전 운행 제어 시스템(ICS) 및 지능형 발전 공공서비스 시스템(IMS)의 구조 및 기본 기능에 대한 심층적 개발 및 검증을 기반으로 4대 지능형 제어, 6대 지능형 관리 및 7대 지능형 센터를 구축하여 ICS 시스템이 운영된 후 해당 프로젝트의 고효율 운행, 선진적 제어, 지능형 모니터링 및 진단에 유력한 지원을 제공함으로써 발전장치 성능의 충분한 발휘를 보장하는 조건에서 일상 조작 작업량을 60%이상 효과적으로 감소시켰다. 현재 중국의 화력발전 설계, 장비 제조, 운영 유지보수 관리 등 기술은 세계 선진수준에 도달했으며 친환경 오염물질 배출도 세계 최고 수준에 도달함으로써 연도가스 탈황/탈질/먼지 초저배출, 탈황폐수 무배출, 고체폐기물 100% 재활용을 구현했다.