재생에너지에 가려진 ‘수소경제’…묵묵히 갈길 간다

▲한국가스공사가 제주행원에서 운영 중인 PEM 수전해 시스템 실증단지.

탄소중립에서 재생에너지를 통한 전기화가 큰 역할을 하지만, 전기가 감당하지 못하는 영역도 있다. 대형 모빌리티의 동력원, 산업의 원료, 24시간 지속가능한 에너지 공급 등은 재생에너지에겐 한계의 영역이다. 이 부분은 수소로 대체할 수 있다. 그래서 수소경제는 당장 이익은 나지 않더라도 반드시 육성하고 발전시켜야 할 에너지원이다.

문재인 정부에서 시작된 수소경제는 윤석열 정부에 이어 이재명 정부에서도 가려져 있지만, 육성 책임을 맡고 있는 가스산업은 묵묵히 내일을 준비하고 있다.

한국가스공사(사장 최연혜)는 지난해 국내 최초로 제주도에서 1MW PEM 수전해 시스템을 활용해 그린수소 생산에 성공한 데 이어 5000시간에 이르는 실증 운전을 통해 지금까지 총 13톤의 수소를 공급했다고 2일 밝혔다.

PEM(Polymer Elctrolyte Membrane)은 고분자 전해질 막을 활용해 수소를 생산함으로써 부하 대응이 빠르고 장치 소형화가 가능한 차세대 수전해 방식으로 주목받고 있다.

가스공사는 2020년 당시 산업통상자원부가 지원하고 제주에너지공사가 주관하는 '그린수소 생산 및 저장 시스템 기술개발 사업' 컨소시엄에 참여해 제주 행원풍력발전단지에 국내 최초로 1MW급 고압 PEM 수전해 시스템 구축에 들어갔다.

이후 지난해 7월부터 실증 운전으로 생산된 수소를 제주 함덕 그린수소 충전소에 공급하며 '제주 수소연료전지버스 시범 운행 사업'을 적극 지원해 왔다.

가스공사는 그간 지속적으로 설비 가동률을 높여 총 5000시간에 이르는 운전 시간을 확보하고 현재까지 누적 수소 생산량 13톤(수소연료전지버스 약 700대 충전 가능)을 달성하는 등 이번 실증 프로젝트를 성공적으로 완료했다.

가스공사는 제주도 내 유일한 수소 생산시설인 이 시스템의 사용 권리를 제주에너지공사에 제공해 경제성 높은 그린수소를 안정적으로 생산할 수 있는 체계를 구축하고, 제주도가 추진하는 '카본 프리 아일랜드' 사업에 기여해 나간다는 방침이다.

가스공사는 향후 시스템 운영 과정에서 생성되는 각종 현장 데이터를 제주에너지공사로부터 제공 받아 후속 연구과제 등에 적극 활용할 계획이다.

가스공사 관계자는 “이번 연구를 통해 확보한 MW급 PEM 수전해 시스템 운영 기술을 한층 고도화해 정부 에너지 정책에 부합하는 국내 청정수소 생태계 활성화에 힘쓰겠다"고 말했다.

▲한국가스안전공사는 2일 충북 음성 금왕테크노밸리산단에 액화수소검사지원센터를 개소했다.

한국가스안전공사(사장 박경국)는 2일 충북 음성군 금왕테크노밸리 산단에서 액화수소 특정설비 시험 및 인증을 위한 '액화수소검사지원센터'를 개소했다.

센터는 사무동, 저장탱크‧용기시험동, 시험가스설비실, 제품시험동, 기초재료시험동으로 구성돼 있다. △저장탱크‧용기시험동에서는 저장탱크 및 탱크로리에 대한 단열성능검사 △시험가스설비실에서는 시험에 사용하기 위한 액화수소를 저장 ‧ 공급하기 위해 4톤의 액화수소 저장탱크 2기 설치 △제품시험동에서는 안전밸브 및 긴급차단장치에 대한 극저온 작동성능검사 △기초재료시험동에서는 극저온 실증시험 환경에서의 R&D 실증 지원 업무를 수행하게 된다.

특히 저장탱크‧용기시험동에 국내 최초로 4톤 이하 액화수소 저장탱크 및 3.5톤 이하 탱크로리에 대한 단열성능검사장비, 진공성능검사장비, 유지시간검사장비 등 6종을 구축해 시험업무를 수행하게 된다.

단열성능검사는 –253℃의 액화수소를 저장탱크 및 탱크로리에 주입해 정치상태가 최소 24시간 ~ 최대 120시간 유지되는 동안 증발되는 수소가스의 양을 측정한다.

이번 센터 개소를 통해 그간 기존 가스설비의 시험 기준만으로는 검증하기 어려웠던 극저온 액화수소 제품에 대한 안전성을 확보하고 국내 액화수소 생태계 조성에 기여할 것으로 기대된다.

박경국 가스안전공사 사장은 “국내 최초 시행되는 액화수소 시험 및 인증을 통해 액화수소 생태계 조성에 크게 기여할 것으로 기대된다"며 “공사는 수소안전관리 전담기관으로서 액화수소 저장탱크, 탱크로리, 안전밸브 등 특정설비의 안전성 확보를 통해 대한민국의 수소경제 활성화에 기여하겠다"고 말했다.

수소생태계 조성을 책임지고 있는 가스공사와 가스안전공사는 협업을 통해 도시가스에 수소 혼입 실증사업을 진행하고 있다.

가스공사는 지난해 5월 평택 LNG 생산기지 내 수소 혼입 시험시설을 국내 최초 및 세계 세 번째로 구축하고, 수소 혼입 20%를 목표로 도시가스 배관에 대한 안전성 검증을 시작했다.

전국에는 5200km의 천연가스 주배관과 5만5000km의 도시가스 배관이 깔려 있다. 이 배관망에 청정수소를 혼입해 사용하면 송전망 구축, 재생에너지 계통 차단 없이도 탄소 감축을 달성할 수 있다. 가스배관망이 제2의 에너지 고속도로라는 말이 나오는 이유이다.

양 사는 MOU를 통해 △도시가스 배관 내 수소 혼입 실증사업 추진단 운영에 관한 규정 신설·준수 △실증 관련 안전관리 등 여러 분야에서 유기적인 협력체계를 마련 중이다. 이를 통해 고압(가스공사)과 중·저압(가스안전공사) 분야에서 수소 안전성과 호환성을 검증할 계획이다.

윤병효 기자 chyybh@ekn.kr