[수소경제 좌담회] 건식 개질법 활용한 그린수소 생산이 경제선 향상 해법"

▲최수석 제주대학교 공과대학 교수가 26일 에너지경제신문이 주최한 ‘제2회 수소산업 성공전략 좌담회’에서 ‘수소경제, 수소로드맵 그리고 그린 수소’를 주제로 발표를 하고 있다.

[에너지경제신문 윤하늘 기자] "그린수소(CO2 Free)의 본질과 부합하는 수소 생산 공정은 건식 개질법이다."

최주석 제주대학교 에너지공학전공 교수는 26일 ‘제2회 수소산업 성공전략 좌담회’에서 ‘수소산업에서 그린뉴딜의 성공을 찾는다’ 주제 발표를 통해 "수소에너지의 경제성, 신재생에너지의 간헐성 등을 고려해 건식 개질법을 활용한 수소생산을 해야 한다"고 밝혔다.

최 교수에 따르면 천연가스 개질법은 천연가스인 메탄(CH4)을 고온·고압에서 수증기, 또는 이산화탄소로 분해해 수소를 얻는 방법이다. 이러한 천연가스 개질법에는 수증기 개질법(SRM)과 건식 개질법(DRM)이 있다.

수증기 개질법은 높은 생산수율을 보이는 가장 발달한 기술이다. 전 세계 수소생산의 80%를 차지하고 있는 방식이 수증기 개질법이다. 하지만 수증기 개질법은 화석연료에 의존하기 때문에 이산화탄소를 배출하는 치명적인 단점이 있다. 그린 수소의 본질과 부합하지 않는다.

반면 건식 개질법은 환경친화적이며, 이산화탄소 처리가 가능하다는 장점이 있다. 이 때문에 건식 개질법을 통한 수소생산을 위해 연구와 개발이 이뤄져야 한다는 것이다.

최 교수는 "화석연료의 고갈과 지구 온난화 등의 이유로 노후 발전소들의 잇따라 폐쇄되고 있고, 에너지 수급에 대한 변속이 가속화되고 있다"며 "이에 안정적 전력수급과 이산화탄소 배출규제 문제를 위한 친환경 대체에너지 개발이 필요하다"고 밝히며 건식 개질법 활용의 중요성을 강조했다.

최 교수는 "우리가 수소에너지에 주목하는 이유는 수소는 다목적 에너지이자 제로 배출(Zero-emission) 에너지, 효율적인 운반이 가능한 에너지이기 때문"이라고 말했다. 수소는 화석연료 또는 재생에너지에서 생산하기 때문에 생산과 소비 측면에서 유연성을 갖는다. 대규모 저장과 운송이 가능하고, 최대 연료전지 효율 90% 이상을 달성할 수 있는 고효율 에너지원이기도 하다. 수소는 에너지 보안, 환경편익, 새로운 성장동력으로서 매우 중요하다는 것이다.

특히 신재생에너지에서 생산하는 수소(그린수소)를 통해 큰 환경효과를 거둘 수 있다.

그린수소는 화석연료 대체 에너지원으로 꼽히는 수소의 생산과정에서 탄소 배출을 최소화한 것으로 물을 분해해 얻는다. 정부가 공격적으로 추진 중인 ‘그린뉴딜’ 실현을 위한 친환경 수소경제의 핵심기술로 꼽힌다.

그린수소는 화석연료와 달리 고갈 우려가 없는 게 장점이다. 물에서 추출한 수소를 연료전지에 넣어서 전기를 생산하고, 그 과정에서 물이 나오기 때문에 물의 재순환이 이뤄져 고갈 우려가 적다. 신재생에너지 기술은 저탄소 에너지기술로 온실가스 감축에 효과적이다. 실제 신재생에너지 기술에 의한 온실가스 직접감축은 48%, 간접감축은 52% 수준이다.

최 교수는 그린수소 활용 계획과 관련, 제주도의 2030 계획을 소개했다. 최 교수는 "제주특별자치도는 풍력단지의 잉여전력과 수전해를 통해 수소를 생산하는 프로젝트를 시작했다"라며 "오는 2025년까지 약 1865MW 규모의 전력을 신규 보급할 계획"이라고 밝혔다.

최 교수에 따르면 제주도는 도내 전력수요의 100%에 대응하는 수준의 신재생에너지 설비 도입을 추진하고 있다. 2030년까지 4085MW의 신재생에너지 보급이 목표다.

이를 위해 신재생에너지 특화마을, 공공주도 육-해상풍력 사업을 추진하는 한편, 3MW 이하 마을 풍력기를 연차적으로 5개 마을에 설치할 계획이다. 4개소 해상풍력발전 사업(한림, 대정, 한동-평대, 강정)과 함께 시범적으로 30MW 부유식 해상풍력발전지구 지정을 추진 중이다.

특히 제주 상명풍력발전단지에서는 잉여전력을 활용해 그린수소를 생산하는 P2G(Power To Gas) 프로젝트가 추진되고 있다. 이를 위해 현재 생산설비 확충 및 연료전지 사업 투자가 진행 중이다.

이와 함께 최 교수는 수소 생산을 활성화해 전략적 운송 인프라를 구축해야 한다고 제언했다. 그는 "저가 수소 대량생간 기술을 상용화하고, 그린수소 생산기술 개발을 통해 다양한 저장·운송 핵심기술을 확보한 뒤 전략적 운송 인프라를 구축해야 한다"라며 "발전용 연료전지시스템 고효율·저가화 기술을 통해 세계 최고 수준의 기술력을 확보한다면 수소경제 선도국으로 도약할 수 있을 것"이라고 말했다.