▲청정수소와 포집 탄소를 결합해 만든 합성메탄은 기존 가스인프라를 그대로 사용할 수 있다. 사진은 한국가스공사 천연가스 주배관.
우리나라는 불리한 자연환경 때문에 탄소중립 핵심 에너지원인 청정수소도 거의 전량을 해외 수입에 의존해야 한다. 유력한 수소 운반체로 암모니아가 각광받고 있지만, 암모니아는 독성과 냄새가 난다는 치명적 단점이 있다. 실제 수도권 일부 지자체는 발전사의 암모니아 도입의견을 반려한 것으로 알려졌다. 이 때문에 청정수소와 포집 탄소로 만든 합성메탄이 주목을 받고 있다.
19일 수소업계에 따르면 수도권 일부 지역에 위치한 발전사들이 오는 6월 열리는 청정수소발전 입찰시장(CHPS)에 참여하기 위해 해당 지자체에 암모니아 저장시설 건립 의견을 제시했지만 반려된 것으로 알려졌다.
CHPS(Clean Hydrogen Energy Portfolio Standards)는 사업자들이 청정수소를 발전 연료로 사용해 전력을 생산하면 수요의무자인 한전이 이 전력을 사들이는 시장이다. 정부는 CHPS로 청정수소발전 시장을 육성해 탄소중립으로 나아가겠다는 계획이다.
CHPS 입찰에 참여하려면 청정수소 조달계획서를 제출해야 한다. 현재 SK E&S가 거의 유일하게 국내서 탄소포집저장(CCS) 기술을 활용해 청정수소를 생산할 계획이며, 롯데케미칼이나 삼성물산 등 나머지 사업자들은 대부분을 해외에서 수입할 예정이다.
수소의 매우 가벼운 특성상 이를 수입하려면 액체화하거나 다른 물질과 화합해야 한다. 액체화수소는 섭씨 영하 253도까지 낮춰야 해 비용이 많이 들어 경제성이 떨어진다. 그래서 가장 각광받고 있는 운반체가 수소(H)와 질소(N)를 결합한 암모니아(NH3)이다. 암모니아는 영하 38도로 낮추면 돼 현재도 화학 원료로 국제거래가 활발하게 이뤄지고 있고, 액화석유가스(LPG)용 운반선과 저장시설을 그대로 활용할 수 있다.
발전사들은 천연가스발전과 석탄발전에 각각 수소와 암모니아를 혼합해 사용할 계획이었다.
하지만 지자체에서 암모니아 저장시설 건설계획을 반려하면서 발전사들은 현재로선 CHPS 참여가 어렵게 된 상태다. 해당 지자체는 암모니아의 독성과 냄새 특성 때문에 저장시설을 인구밀집지역 인근에 설치할 수 없다는 의견을 낸 것으로 알려졌다.
해당 지자체 관계자는 “탄소중립을 위해서는 청정수소가 반드시 필요하고 현재로선 암모니아가 최적의 수소 운반체라는 것도 알고 있지만 그렇다고 주민의견을 무시하고 저장시설을 지을 수는 없다"며 “발전사들과 대안을 모색하고 있다"고 말했다.
국내 한 수소 전문가는 “암모니아는 독성 특성 때문에 아마 내륙 이동도 쉽지 않을 것"이라며 “수입 전량이 해안가에서 소비될 것으로 보인다"고 말했다.
수소업계에서는 새로운 운반체로 합성메탄에 주목하고 있다. 합성메탄(CH4)은 청정수소(H)와 포집 탄소(C)를 결합해 만드는 화합물이다. 천연가스와 성분이 같기 때문에 국내·외에 이미 갖춰진 액화천연가스(LNG) 터미널, 도시가스 등 천연가스 인프라를 그대로 활용할 수 있어 내륙으로도 얼마든지 운송이 가능하다는 장점이 있다.
수소업계에 따르면 일본도 수소 운반체로 합성메탄을 적극 검토 중으로 알려졌다.
다만 합성메탄은 천연가스와 성분이 같기 때문에 연소 시 탄소가 배출돼 청정성이 인정되는냐의 문제가 있다.
이에 대해 수소업계 한 전문가는 “청정수소의 인정은 우리나라를 비롯한 세계 대부분이 웰 투 게이트(Well to Gate) 방식이기 때문에 수소의 청정성만 인정받으면 된다"며 “여기에 화합하는 탄소의 소스가 약간 문제가 될 수 있는데, 바이오가스나 발전소 굴뚝 등에서 포집한 탄소를 활용하면 탄소중립성이 인정돼 청정성은 문제가 없을 것"이라고 말했다.
수소운반체를 무엇으로 정하느냐는 수소 수입국뿐만 아니라 수출국과 함께 논의해야 하는 문제라는 점에서 정부가 적극적으로 수소 수출국들과 국제적 협력체계를 구축할 필요가 있다고 수소업계는 한목소리로 지적했다.
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