[그린포스트코리아 임호동 기자] 정부와 공공기관, 민간 기업 등에서 이산화탄소배출이 없는 그린 수소를 확보하기 위한 노력이 이어지고 있다.

지난달 정부는 수소를 우리나라가 주도하는 첫 번째 에너지로 만든다는 계획을 담은 ‘수소선도국가 비전’을 선포했다. 이번 비전의 핵심은 청정수소다. 특히 정부는 2050년까지 신재생에너지를 활용한 그린수소 생산을 점진적으로 확대해 나간다는 방침이다. 하지만 이러한 전망과 달리 신재생에너지 보급 속도와 수전해 등 기술개발이 필요한 그린수소는 해결해야 할 과제가 산재돼 있는 상황이다. 이에 정부뿐만 아니라 공공과 민간에서도 이산화탄소배출이 없는 그린 수소를 확보하기 위한 노력이 이어지고 있다.

◇ 국가 수소경제 구축에 핵심이 될 그린수소

지난 10월 7일 정부는 수소경제 선도국가로 도약하기 위한 ‘수소선도국가 비전’을 선포했다. 이날 정부는 국내외 청정수소 생산주도, 빈틈없는 인프라 구축, 모든 일상에서 수소 활용, 수소 생태계 기반 강화 등을 목표로 발표했다.

이번 비전에서 핵심은 그린수소, 블루수소 등 청정수소 생산이다. 그린수소는 재생에너지로 만든 전기를 활용해 물을 분해하는 수전해 기술로 수소를 생산함으로써 이산화탄소 배출이 없는 친환경 수소이다. 블루수소는 수소생산과정에서 배출되는 이산화탄소를 포집·제거한 수소다. 현재 국내에서 생산되는 수소는 천연가스 등 화석연료에 촉매반응을 통해 수소와 이산화탄소를 발생시켜 수소를 생산하는 그레이 수소가 대부분인 상황이다.

이번 비전에서 정부는 수소사용량을 현재 22만톤 수준에서 2030년까지 390만톤, 2050년까지 2700만 톤까지 확대하고, 청정수소 비율을 2030년 50%, 2050년까지 100% 높여갈 계획을 공표했다.

이와 함께 청정수소 생산량을 2030년까지 100만 톤, 2050년까지 500만 톤으로 확대한다는 방침이다. 이중 그린수소와 블루수소 비율을 2030년 그린수소 25만 톤, 블루수소 75만 톤, 2050년까지 그린수소 300만 톤, 블루수소 200만 톤으로 구성할 계획이다. 이처럼 정부는 그린수소의 생산을 점진적으로 늘려나간다는 방침이다.

정부는 청정수소 중심의 수소경제로의 빠른 전환을 위해 향후 실증 지원 등을 통해 국내 청정수소 생산을 본격화한다는 방침이다. 특히 재생에너지와 연계한 그린 수소 생산을 가속화하고, 국내외 탄소저장소를 확보해 이산화탄소 배출이 없는 블루수소 생산을 확대할 계획이다.

당시 문재인 대통령은 "청정수소 선도국가를 대한민국의 핵심 미래전략으로 삼아 기업과도 한팀을 이뤄 Team Korea로서 수소경제를 선도해 나갈 것"이라며 "지금의 그레이수소 100% 공급구조를 100% 청정수소로 오는 2050년까지 전환할 계획"이라고 밝혔다.

◇ 신재생에너지 강화하는 중부발전, 그린수소도 함께 한다

이러한 미래 전망과 달리 국내 그린수소 생산은 여전히 해결해야할 과제가 많다. 특히 그린수소 생산에 반드시 필요한 신재생에너지와 이를 활용해 수소를 생산하는 수전해기술 등 핵심기술이 필요하다. 그러나 국제에너지기구(IEA)에 따르면 지난해 우리나라의 신재생에너지 발전 비중은 기준 7.2%으로, 독일(46.7%), 영국(44.9%)이나 일본(21.6%), 미국(20.7%)보다 낮은 수준이며, 수전해 기술 등 핵심기술은 모든 국가에서 초기 단계에 머물러있다. 

이러한 어려움과 한계를 해결하기 위해 공공기관과 민간기업이 나서고 있다. 그린수소 생산을 위해 다양한 활동을 펼치고 있는 대표적인 공기업은 한국중부발전이다. 2050년 탄소중립을 위해 풍력, 해양에너지 등 신재생 분야 전원을 확충하기 위해 노력하고 있는 한국중부발전(이하 중부발전)은 신재생에너지를 이용한 그린수소 생산 기술개발도 함께 추진하고 있다.

특히 중부발전은 지난해 12월부터 제주 상명풍력단지에서 국내 최초로 풍력발전 잉여전력을 활용한 그린수소 생산 연구과제를 성공적으로 수행한 바 있다. 한국중부발전은 수소전문기업 지필로스 등과 함께 풍력발전의 잉여전력으로 그린수소를 생산하는 실증 작업을 통해 로 하루 35㎏가량의 수소를 생산하는 실증 작업을 완료했다.

이와 함께 중부발전은 제주도, 한국가스공사, 지필로스, 한국선급, 두산중공업, 제주대, 한국조선해양기자재연구원 등 민관산학연 10개 기관과 함께 제주행원풍력발전단지에서 3MW급 수전해 시스템을 통해 하루 200Kg의 그린수소를 생산·공급하는 ‘그린수소 생산·저장·활용 실증사업’을 진행하고 있다.

중부발전은 풍력뿐만 아니라 파도·해류·온도차·조수 등을 활용하는 해양에너지를 활용해 그린수소를 생산하는 ‘해양그린수소’ 생산에도 나선다. 지난 11월 2일 중부발전과 선박해양플랜트연구소는 ‘파력발전 등 해양에너지 및 해양그린수소 생산 기술개발’ 업무협약을 체결했다.

이번 협약을 통해 양 기관은 해양에너지 중 파력발전 관련 기술 확대와 수소경제 활성화를 위해 해양그린수소 기술개발 및 사업화에 노력하며, 관련 기술을 활용한 연계사업 추진에 협력할 예정이다.

김호빈 한국중부발전 사장은 “탄소중립 목표 달성을 위해서 해양에너지 기술 확대와 수소산업 육성이 필요하다”며 “이번 협약을 계기로 파력발전 등 해양에너지와 해양그린수소 기술 개발의 활성화에 기여하고 수소경제로의 전환에 전기가 마련되기를 기대한다”고 밝혔다.

◇ 그린수소 협업체계 구축한 삼성물산과 포스코

민간에서도 그린수소의 생산을 위한 노력이 이어지고 있다. 지난 11월 5일 삼성물산 건설부문과 포스코는 그린수소 사업 관련 포괄적 협력을 위한 업무협약을 체결했다.

탄소중립 달성과 미래 성장 사업으로 그린수소 사업을 주목하고 있는 양사는 이번 협약을 통해 그린수소의 생산 인프라부터 활용에 이르기까지 전 과정에 걸쳐 역량을 모은다는 방침이다. 특히 해외 그린 수소 생산 거점을 선점하고 이를 수송 활용하는 기술을 개발한다는 것이 이번 협약의 핵심이다. 

먼저 삼성물산은 그린수소를 생산하는 사업 개발에 나설 계획이다. 삼성물산은 글로벌 신재생 에너지 프로젝트 수행 경험을 비롯한 노하우를 기반으로 중동 등 신재생에너지가 풍부한 해외에서 그린수소를 생산하는 사업 개발을 추진할 방침이다. 이와 함께 에너지 저장 시설 전문설계 업체인 자회사 ‘웨쏘’를 통해 액화수소용 저장탱크 기술 개발도 추진한다.

수소의 생산·운송·저장·활용 등 수소 밸류체인 분야 전반에 기술 개발과 사업권을 발굴하고 있는 포스코는 수소환원제철과 수소·암모니아발전소 등 수소 기술을 상용화해 수소 수요를 강화하고, 그린수소 500만톤 생산체계를 갖출 방침이다.

이와 함께 포스코는 세계 최초로 독자 개발한 극저온용 고망간(Mn)강 LNG 저장 탱크 소재 기술을 기반으로 수소의 운송과 저장에 필요한 소재 개발할 방침이다. 이를 통해 삼성물산이 개발하는 액화 수소용 저장 탱크에 포스코의 고망간강과 고강도 스테인리스강을 적용, 경제성 있는 수소 저장 및 운송 기술을 확보하는 데도 힘을 모은다는 계획이다. 

오세철 삼성물산 사장은 “글로벌 수소 사업 플레이어와 전략적 파트너십을 강화해 수소 생산부터 저장·공급에 이르기까지 그린 수소 사업의 모든 밸류체인에서 협력을 이어갈 계획”이라고 말했다.

유병옥 포스코 산업가스·수소사업부장은 “탈탄소화의 핵심인 그린수소 사업을 위해서는 국내외에서 생산 환경이 유리한 지역을 빠르게 선점하고, 액화수소 저장과 유통 부분의 경쟁력 높은 소재와 기술 개발이 중요하다” 라며, “역량 있는 파트너 간 협업을 통해 미래 시장의 불확실성을 함께 제거해 나가는 전략과 노력 역시 필요하다”고 말했다

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