#가스터빈은 연소를 통해 전기를 생산하는 발전소의 핵심부품으로, 원천기술 획득이 어렵고 시장 진입장벽이 높다. 특히 발전용 가스터빈은 ‘기계공학의 꽃’이라 불릴 정도로 여러 분야에서 고도의 기술을 필요로 한다. 그래서 발전용 가스터빈 생산업체는 세계적으로 ▲미국 GE(‘18년 기준 시장점유율 53%) ▲독일 지멘스(29%) ▲일본 미츠비시(15%) ▲이탈리아 안살도(3%) 등 4개 회사 뿐이었다. 이런 상황에서 지난해(’19년) 우리니라 두산중공업이 발전용 가스터빈 국산화에 성공하면서 이 시장에 뛰어 들었다.

우리나라가 지난해(‘19) 세계 5번째로 LNG(액화천연가스) 발전용 가스터빈 기술보유국 대열에 합류하면서, 가스터빈에 관한 국내기업의 특허출원도 더욱 활발해졌다.

가스터빈 작동원리

특히, 두산중공업은 미츠비시와의 라이센스 계약이 만료된 ‘17년 전후 3년간 384건 특허를 출원해 같은 기간 미츠비시(158건), 제너럴 일렉트릭(101건), 지멘스(41건) 등을 크게 앞질렀다.

특허청에 따르면 발전용 가스터빈 특허는 2010년대 초반(‘10~’13년) 연평균 100여건 수준이었으나, 최근(‘15~’19년)에는 연평균 200여건으로 크게 늘었다.

요기업별 발전용 가스터빈 관련기술 출원 현황

제어, 냉각, 연소, 블레이드, 세부구성 등…. 5개 주요 기술영역

특허청이 발간한 ‘가스터빈 관련 주요 해외기업 등록특허 기술집’에 따르면 2010년 이후부터 제어, 냉각, 연소, 블레이드, 세부구성 등 5개 기술 영역에서 미츠비시(일본), 지멘스(독일), GE(미국), 안살도(이탈리아) 등 해외 주요 업체들이 국내에서도 꾸준히 특허를 출원하고 있는 것으로 나타났다.

가스터빈 관련 주요 해외기업 등록특허기술집 : 지난 10년간(2010~2019) 국내에 등록된 가스터빈 분야 해외선도기업인 미츠비시, 지멘스, GE, 안살도(알톰스) 4개사의 약 300여개 특허기술에 대한 분석 자료이다. 가스터빈 관련 기술은 제어, 냉각, 연소, 블레이드, 세부구성 등 5개 카테고리로 나누고, 다시 각 섹션은 기술 특징에 따라 서브카테고리로 분류했다.

가스터빈 세계시장 점유율

이 가운데 가스터빈 설비의 제어 기술 분야는 전체 58건 특허출원 중 45건(78%)을 미츠비시가 출원했다. 제어 분야를 기술별로 살펴보면, ▲가스터빈 연료공급제어 관련 특허가 47%를 차지하고 ▲가스터빈의 밸브제어 21%, ▲ 가스터빈의 과속도보호 제어 출원이 10%를 차지하고 있다.

가스터빈의 제어, 냉각, 연소, 블레이드 이외의 세부구성 분야는 전체 83건 특허출원 중 77건(92%)를 미츠비시가 출원하고 있다. 세부구성 분야를 기술별로 살펴보면, ▲ 가스터빈의 정익과 동익 사이의 시일구조 등 밀봉구조 기술이 전체의 30%를 차지하고 ▲가스터빈의 발전설비 및 가스터빈 가동방법 24% ▲가스터빈의 조립, 수리 장치(지그) 출원이 19%를 차지하고 있다

LNG 발전량을 현재 40GW 수준에서 향후 24기 이상의 가스터빈을 추가 도입해 60GW까지 늘리겠다는 정부정책에 비추어 볼 때, 석탄이나 원자력발전에 비해 환경과 안전성 측면에서 장점이 큰 LNG발전의 핵심부품인 발전용 가스터빈에 대한 연구개발과 특허출원의 증가추세는 지속될 전망이다.

특허청 신상곤 기계금속국장은 “친환경적이고 효율적인 LNG발전을 위해, 기존 발전용 가스터빈에 빅데이터, IoT 등 4차산업혁명 기술들이 융합되는 추세”라면서, “주요 국내 기업들이 핵심특허를 확보할 수 있도록 가스터빈 소식지를 통해 최신 특허기술 및 학술동향 정보를 지속적으로 제공할 계획”이라고 말했다.

박경일     kips1214@naver.com