가스터빈의 효율을 비교하려면 먼저 무엇을 투입하고 무엇을 얻었는지 정해야 한다. 터빈 한 대의 전기 효율, 증기터빈을 더한 복합발전의 전기 효율, 공장에 공급한 열까지 포함한 열병합 효율은 같은 숫자가 아니다. 이 글은 공개된 Jafurah 관련 발표의 범위를 확인하고, 자체 가상 계산으로 총출력·순출력과 효율 개선의 분모를 비교한다.
2024년 H-Class 출하는 발전소 성능시험 결과가 아니다
GE Vernova는 2024년 7월 1일 사우디 Dammam의 GESAT에서 현지 완성한 첫 H-Class 가스터빈을 공개했다. 발표에 명시된 공급 대상은 Jafurah 열병합 독립 증기·전력 사업(ISPP)이다. 당시 문서는 가동 후 기대 성능을 미래형으로 설명한다. [1] 따라서 이 발표를 Fadhili의 실측 기록이나 아람코 전 발전소의 상업 운전 효율로 바꾸어 읽으면 안 된다.
같은 문서의 수소 대응 설계라는 설명도 특정 사업장의 수소 30% 혼소 완료·100% 수소 운전 실적을 뜻하지 않는다. 이 글에서 확인한 자료에는 해당 발전소의 인수시험 조건·보조 동력·기간별 순발전과 연료 계량 원자료가 없다. 이것은 발전소가 현재 미가동이라는 판정이 아니라, 인용한 2024년 발표만으로 현재 상태를 확정하지 않는다는 뜻이다.
효율 숫자 옆에 네 가지 경계를 적는다
| 경계 | 구분할 것 | 확인 질문 |
|---|---|---|
| 설비 범위 | 단순 가스터빈 / 복합발전 / 열병합 | 증기터빈 전력과 유효 열을 어디에 넣었는가? |
| 출력 기준 | 발전기 총출력 / 보조 동력 차감 순출력 | 펌프·압축·냉각의 소비 전력은 포함됐는가? |
| 연료 기준 | 저위발열량 LHV / 고위발열량 HHV | 같은 연료 에너지 기준으로 환산했는가? |
| 시험 조건 | 정격 시험 / 부분 부하 / 기간 평균 | 외기·부하·정지 기간과 계량 위치가 같은가? |
EIA는 열소비율을 순전력 1kWh를 만드는 데 필요한 연료 에너지로 설명하며 설비 자체 소비를 차감한다. [2] 열소비율은 낮을수록 같은 전력을 만드는 연료 투입이 적다. 전기 효율과 역관계지만 단위를 맞춰야 한다. kJ/kWh 기준이라면 전기 효율 = 3,600 ÷ 열소비율이고 결과에 100을 곱하면 백분율이다.
HHV는 연소 생성 수증기의 응축열을 포함하는 기준이고 LHV는 이를 제외한다. 같은 출력이라도 더 큰 HHV 분모를 쓰면 효율 수치가 작아진다. 다음 가상 사례에서 동일 연료량을 LHV 200MWth, HHV 220MWth로 가정하면 순출력 100MWe의 효율은 각각 50%와 약 45.45%다. 1.10이라는 발열량 비는 예시의 가정이며 모든 가스에 적용하는 상수가 아니다. 수치 차이만으로 실제 장비 성능이 나빠졌다고 결론내릴 수 없다.
총출력과 열을 더하면 왜 전기 효율이 달라지는가
가상의 동일한 1시간 안정 운전에서 LHV 연료 투입률 200MWth, 발전기 총출력 108MWe, 보조 전력 8MWe, 외부에서 실제 사용한 유효 열 50MWth를 가정한다. 실제 아람코 설비의 설계값·시험 성적이 아니다. 아래 비율은 같은 연료 분모를 쓴다.
| 지표 | 산출물 | 효율 | 뜻 |
|---|---|---|---|
| 총전기 | 108MWe | 54% | 설비 자체 전력 차감 전 |
| 순전기 | 108 - 8 = 100MWe | 50% | 경계 밖에 공급한 전력 |
| 열병합 총에너지 | 100MWe + 50MWth | 75% | 유효 열 포함 · 전기 효율 75%가 아님 |
EPA도 열병합 총효율을 순유효 전기와 유효 열의 합을 연료 투입으로 나눈 지표로 구분한다. 이 합산은 전기와 열의 경제적 가치가 같다는 뜻이 아니다. [3] 배출된 열 전부가 아니라 실제 유효하게 사용한 열을 세어야 한다. 이 예시의 75%를 복합발전 전기 효율과 그대로 비교하거나, 같은 열로 이미 생산한 전력을 다시 중복 합산하지 않는다.
50%에서 51%는 연료 1% 절감과 다르다
별도 가상 비교에서 두 설비가 동일한 순출력 100MWe를 낸다고 하자. 연료 종류와 LHV 기준은 같고 다른 조건도 같다고 단순화했다. 반올림 전 값으로 계산한다.
| 항목 | 기준 A | 비교 B |
|---|---|---|
| 순전기 효율 | 50% | 51% |
| LHV 연료 투입률 | 200MWth | 약 196.078MWth |
| 순전력 열소비율 | 7,200kJ/kWh | 약 7,058.82kJ/kWh |
효율 차이는 1%포인트, 효율의 상대 증가는 (51 - 50) ÷ 50 = 2%다. 하지만 같은 순출력에서 연료 감소율은 1 - 50 ÷ 51 ≈ 1.96%다. 반대로 연료 투입 200MWth를 고정하면 출력이 100에서 102MWe로 늘어나는 계산이다. 어느 쪽을 고정했는지 밝히지 않은 채 절감률과 증산률을 섞지 않아야 한다. 연료 성분·발열량·단위 연료당 배출계수와 비교 대상 발전량을 확인하지 않고 이 비율을 실제 배출 감축률로 확장하지 않는다.
성능 기사에서 다음 자료까지 연결한다
- 01 · 대상사업과 단계
제조 출하·설치·인수시험·기간 운전을 나눈다.
- 02 · 분모연료와 출력
LHV/HHV와 총/순 계량 경계를 맞춘다.
- 03 · 비교같은 조건
부하·기간·외기·열 수요를 함께 적는다.
- 04 · 판단실적의 한계
예상 성능과 실제 연료·비용·배출을 구분한다.
연료비 절감을 평가하려면 해당 기간 순발전량·실제 연료 구매 조건·정비 정지·추가 보조 동력도 필요하다. 이 글은 고정 주기의 물세정·연소 온도·수소 혼합률·노즐 교체 지침을 제공하지 않는다. 공급사 성능 주장만으로 세계 최고·무고장·공통 회수기간이나 이익 증가를 보장하지 않는다.
출처와 확인 범위
- GE Vernova · GESAT 첫 H-Class 공개, 2024-07-01. 제조 완료·Jafurah 공급 예정과 당시 기대 성능의 발표. 발전소 실측 인수시험이 아니다.
- 미국 EIA · 발전 효율과 열소비율. 순발전·자체 소비·열소비율의 일반 정의. kJ 환산 계산은 본문의 자체 예시다.
- 미국 EPA · 열병합 효율 계산 방법. 유효 열과 순전력의 경계·지표별 해석 근거다.
2026년 10월 16일 원문 확인. 미확인 제어실 방문·포럼 경험·공통 효율·혼소 완료·자동 세정·수익 및 안전 보장을 삭제했다. 수치 표는 교육용 가정이며 실제 발전소 시험·현장 설정·설비 인증 결과가 아니다.