▲그린수소 보급 확대 전, 천연가스를 원료로 하는 청록수소 등의 생산 보급이 필요하다는 지적이 제기된다. 사진은 충남 보령LNG터미널 전경.
수소 보급의 한계 극복을 위해 브릿지 연료로서 '청록수소'를 보급해야 한다는 주장이 설득력을 얻고 있다. 저탄소 시대로 나아가기 위해 궁극적으로는 재생에너지를 활용해 생산하는 '그린수소'가 대형화되어 수소 생산시장의 대다수를 차지해야 겠지만, 그 과정에서 중간 매개체 역할을 하는 청록수소가 필요하다는 진단이다.
14일 한국가스공사 등 에너지 업계에 따르면 탄소중립 실현을 위한 가장 효과적인 에너지원으로 꼽히는 연료는 '수소'다. 수소 생산에는 현재까지 30가지가 넘는 방법이 존재하고, 생산방식에 따라 다양한 이름이 붙는다.
화석연료에서 추출하는 그레이수소는 생산비용이 가장 저렴하지만 생산 과정에서의 탄소배출량이 많다. 이를 보완한 방식이 CCUS(이산화탄소 포집이용저장)를 활용해 이산화탄소를 포집하는 블루수소이다.
블루수소는 기술성숙도가 그린수소에 비해 높고 기술경쟁력이 확보돼 있어 현실적 대안이 될 수 있지만, 결국 그레이수소를 생산하는 과정에서 메탄이 배출될 뿐만 아니라 포집된 이산화탄소를 활용하거나 저장하는데 아직까지는 법적·지리적 문제점이 따른다는 지적이 인다.
궁극적으로는 재생에너지를 활용해 생산하는 그린수소가 크게 보급·확산돼야 하지만 그 과정에 중간 매개체 역할을 할 청록수소가 필요하다는 분석이다.
임선후 가스공사 경제경영연구소 연구원에 따르면 청록수소는 천연가스를 열분해해 수소와 고체탄소를 분리해 생산한다. 이산화탄소가 거의 배출되지 않으며 생산된 고체탄소는 산업적으로 유용하게 활용할 수 있다. 이 때문에 청록수소는 블루수소와 그린수소 사이의 중간 단계로 평가된다.
특히 청록수소 생산을 위해 활용하는 메탄 열분해기술은 천연가스를 원료로 하기 때문에 세계 3위 액화천연가스(LNG) 도입국이자, 천연가스 생산기지 및 환상 공급배관망을 갖춘 국내에서는 가장 적합한 수소생산 방식으로 꼽힌다.
임 연구원은 “청록수소는 현재 당장 수소시장에 투입돼 활성화를 도모할 수 있는 기술은 아니지만 안정적인 국가 수소수급 목표를 달성하기 위해서는 필수불가결한 생산방식이라고 판단할 수 있다"며 “특히 우리나라의 경우 전국에 가스배관망이 설치돼 있고, 공급관리소 인근에 메탄 열분해 설비만 설치하게 되면 수요처에 보다 쉽게 수소를 공급할 수 있을 것으로 전망된다"고 설명했다.
청록수소 생산 시 부수적으로 얻게 되는 효과에 대해서도 눈여겨 볼 필요가 있다. 청록수소의 경우 메탄열분해 기술의 생산물인 고체탄소도 부가가치가 있고, 가격에 따라 청록수소 생산단가에 영향을 미치기 때문에 시장흐름을 파악할 필요가 있다는 지적이다.
글로벌 마켓 인사이트 2024에 따르면 세계적으로 카본블랙 시장은 2034년까지 연평균 6.1%씩 꾸준하게 성장할 것으로 예상된다. 시장 가치의 경우 2024년 204억달러에서 2034년에는 369억달러까지 증가할 것으로 전망된다. 카본블랙은 탄화수소의 불완전 연소에 의해 생성되는 미분말로서 고무 제조, 플라스틱, 잉크, 코팅, 타이어 등 다양한 산업에서 광범위하게 사용되고 있다.
국토부에 따르면 카본블랙의 생산은 대부분 퍼니스 블랙(Furnace black) 공정에 의해 이뤄지고 있고, 평균가격은 톤당 1260달러(2022년 기준) 선에서 형성되고 있다.
다만, 청정수소 사업 수행 전 청록수소 생산방식의 예상 탄소 배출량이 청정수소 인증 조건에 해당하는 지의 여부는 꼼꼼히 따져야 한다는 지적이다. 청정수소 인증 조건으로 포함돼야 청정수소 발전입찰시장에도 참여할 수 있고, 이에 따른 수요도 확대될 수 있기 때문이다.
임 연구원은 “청록수소는 현재 SK가 앞장서서 추진하고 있는 만큼 국내에서 활성화되는 시기가 빠를 것으로 예상하고 있다"면서 “2020년대 후반부에 정부는 도시가스 배관에 수소 혼입을 상용화하는 목표와 더불어 수소-LNG 혼소발전도 본격적으로 가동할 예정인 만큼, 가스산업 관련 기업이나 기관들은 이러한 상황을 미리 대비해 기존 천연가스 산업과 시장을 기반으로 청정수소 생태계에 어떻게 이끌어 갈 것인지 고민해봐야 한다"고 조언했다.
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