청정수소발전 입찰시장 흥행…CCUS 활용 등 현실적 대안 마련 필요

▲한국남부발전 하동발전소 전경.

국내 발전사가 대부분 채택하고 있는 석탄-암모니아, 액화천연가스(LNG)-수소 혼합방식이 오히려 청정수소 경쟁입찰시장(CHPS)의 성공을 저해하는 요인이 되고 있다는 지적이 나온다.

청정수소 사용 확대를 위해 연료 혼합방식을 적용한 혼소발전 외, 자체 탄소포집기술(CCUS)을 적용한 발전소 건설 등 다양한 현실적 대안마련이 필요하다는 분석이 제기된다.

5일 업계에 따르면 작년 10월 전력거래소가 주관한 '2024년 청정수소발전 경쟁입찰'에서는 전체 6500GWh 규모 중 11% 물량인 750GWh만 채워졌다. 여러 발전공기업과 민간기업 중 한국남부발전이 유일하게 우선협상대상으로 선정된 바 있다. 완전한 흥행 실패로 평가된다.

당시 청정수소 입찰시장 참여 민간기업은 SK이노베이션 E&S이며 포스코, GS, 한화, 두산 등이 관망세를 보였던 것으로 전해진다.

현재 중부발전, 동서발전 등 발전사들은 석탄-암모니아 혼소발전을 추진해 오고 있다. 삼성물산은 블루암모니아를 해외에서 수입, 운송, 저장하는 방식으로 남부발전에 공급 예정이다.

하지만 발전기업이 채택하고 있는 혼소발전 방식은 단순히 석탄발전에 대한 수명연장의 일환으로서, 사업구조도 해외 암모니아 공급사업자와의 연합 구조화되어 국가 수소활성화 정책에 적합하지 않다는 지적이 제기된다.

업계 한 관계자는 “발전공기업 석탄발전소는 해외에서 수입하는 블루암모니아를 20% 혼소하는 방식이며, LNG 발전소는 그린수소를 수입해 혼소하는 방식으로 명확한 한계를 보이는 실정이다. 특히 수입 원자재에 대한 가격변동 리스크, 환 헤징, 해외 정세불안 등에 의한 장기적인 가격리스크가 크다"고 설명했다.

작년 입찰에서도 SK이노베이션 E&S는 블루암모니아의 높은 수입 가격으로 인해 650원대에 응찰해 평가대상에서 제외된 것으로 알려졌다.

현재로써는 대규모 발전공기업이나 20메가와트(MW)급 이상 민간발전소의 경우 석탄-암모니아, LNG-수소 혼소방식 외에는 대안이 없는 게 사실이다.

그린수소 확보에 대한 한계점을 극복하는 것도 청정수소 입찰시장의 성공을 어렵게 하는 또 다른 요인이 되고 있다. 태양광, 풍력 등 재생에너지로 만든 그린수소, 또는 그린수소를 암모니아로 변환한 그린암모니아는 전 세계 생산량이 없고 입찰단가가 매우 높아 적용이 어려운 형편이다.

암모니아, 그린수소를 대규모로 수입할 경우 물류 수송은 물론 저장터미널, 해안접안시설, 공급 파이프라인 구축, 지역주민 집단민원 등의 다양한 문제에 봉착하게 된다. 이러한 문제로 인해 다수의 민간기업이 작년 청정수소시장 입찰에 참여하지 못하거나, 작년 입찰에 참여했더라도 대부분 입찰가격을 600원대로 제출해 모두 평가에서 제외됐다.

일각에서는 청정수소입찰시장의 성공을 위해서는 자체 탄소포집기술을 적용하는 현실적인 발전소 건설이 대안이 될 수 있다는 분석이 나온다. 국내 가스인프라를 활용해 수소생산 및 탄소포집기술을 적용해 블루수소 확보가 가능한 발전소 건설이 현실적이라는 평가다.

현 시점에서 발전소 자체에서 이산화탄소 포집 및 블루수소 확보가 가능한 최적화 대상은 20MW급 발전소에 해당하는 것으로 알려졌다.

현재 국내 자체 수소 생산 및 CCUS 설비 구축 시 초기 설비 투자비가 소요되지만, 설비투자에 대한 조기 원가회수 또한 가능하다는 주장이다.

작년 하반기 CHPS 입찰가격은 477원으로, 일반수소 계약단가 237원과 비교해 2배에 근접하는 가격인데다, 올해 새롭게 열리는 입찰시장에서는 청정수소 입찰가격이 500원을 상회할 것으로 예상돼 투자비 회수에는 문제가 없을 것이라는 분석이다.

국내 생산 전소 수소발전을 활성화하기 위해서는 생산 청정수소 등급에 따른 배점 조정 등을 통해 국내 기술기업의 적극적인 참여를 유도해야 한다는 지적도 제기된다.

또 다른 업계 관계자는 “아직까지 수소등급인증제가 정착되지 않은 상황에서 실제 2등급 이상 등급을 받을 수 있는 이산화탄소 포집 실증기술이 거의 없는 실정"이라며 “올해 청정수소 입찰에서는 배점 조정을 통해 CCUS 포집기술을 보유하고 있는 다수 국내 기술기업이 참여를 유도해야 한다"고 말했다.

김연숙 기자 youns@ekn.kr