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ⓒ유토이미지

 

 

지구온난화를 유발함과 동시에 고갈이 염려되는 화석 연료 중심의 산업구조에서 벗어나기 위해 많은 국가들이 차세대 에너지원인 수소에 집중하고 있습니다.

 

유럽은 신재생에너지로 에너지 시스템을 전환하면서 섹터 커플링(부문 간 연계)의 일환으로 수소를 활용하고 있습니다. 또한 수소 경제의 EU 공급 사슬을 건설하기 위해 연료전지 및 수소에 관한 연구를 추진해오고 있습니다. 미국 역시 H2@Scale이라 일컫는 수소 경제로의 전환에 대한 연구를 추진 중이며, 일본은 2014년 에너지기본계획에서 수소 이용 계획을 명시화한 후 수소 경제를 구축하기 위한 적극적인 정책을 펼치고 있습니다.

 

 

ⓒ클립아트

 

우리나라 역시 관계 부처 합동으로 지난 1 수소 경제 활성화 로드맵을 발표한 사실, 다들 알고 계시죠? 수소 자동차와 수소충전소 보급 및 안전한 수소 생산이라는 목표를 달성하기 위해 국내의 많은 단체와 기업들이 지금도 관련 연구를 활발하게 진행 중입니다.

 

 

그린수소 연료전지 발전소 개념도 ⓒ전력연구원 사보 2019년 5월호

 

 

한국전력 역시 예외는 아닙니다. 한국전력연구원은 한국중부발전과 함께 그린수소 생산기술 개발 연구과제를 추진하고 있습니다. 이는 이산화탄소 배출이 없는 친환경 수소생산시스템을 의미한답니다. 온실가스 감축 등의 환경적 효과와 더불어 설비 비용 절감 등의 경제적 효과까지 기대할 수 있는 기술이기에 많은 관심을 받았죠.

 


 

한전, CO2 배출 없는 그린수소 사업 추진한다 ⓒ한국전력 보도자료

 

 

한국전력은 해당 기술을 활용해 다양한 사업을 진행하고 있습니다. 지난 92, 전라남도 및 나주시와 함께 체결한 그린수소 사업 업무협약역시 그중 하나입니다. 한국전력이 그린수소 기술 개발 및 사업 추진을 주관하면 전라남도와 나주시는 수소 생산에 필요한 태양광 설비 지원 및 허가 등의 행정 업무를 지원할 예정입니다.

 

더 자세히 설명하자면, 한국전력은 수전해, 메탄화, 운영기술 개발 및 실증을 총괄할 예정이며 참여기관 및 기관은 수전해 수소 생산과 저장, 메탄화 및 운영시스템 개발을 위해 협력할 예정이라는군요. 한전을 사업자로 선정하여 재생에너지의 잉여전력을 활용한 수전해 기술로 그린수소를 만들어 저장하는 정부과제를 추진하는 거죠.

 

이번 업무협약을 통해 올해부터 그린수소 기술 개발 및 실증을 본격적으로 시작하게 되는데요. 해당 사업은 2022년까지 진행되며, 나주혁신산단 전력연구원 센터에서 주관할거랍니다.

 


 

그린수소의 생산 방법 중 수전해 P2G 기술에 대해 조금 더 자세히 알아볼까요?

 

P2G기술재생에너지 발전으로부터 생산된 잉여 전력을 활용해 수소를 생산, 저장(1차적 생산 개념)하는 기술입니다. 생성된 수소와 이산화탄소를 결합해 천연가스의 주성분인 메탄으로 전환(2차 생산 개념) 하여 수송, 발전 및 도시가스 연료로 활용할 수도 있죠.

 

 

한국전력의 수소저장시스템 ⓒ전력연구원 사보 2019년 9월호

 

P2G기술은 재생에너지 발전원의 간헐적인 전력 생산을 극복하는 방안 중 하나로 주목받고 있는 기술이기도 해요. 재생에너지 발전원은 기상상황에 따라 전력이 불규칙적으로 생산되는 단점이 있는데요. 이로 인해 전압 및 주파수 이상에 따른 전력품질의 저하를 야기할 수 있답니다. 따라서 필요 이상으로 생산되는 전력을 저장해두는 장치를 반드시 함께 설치해야 해요.

 

지금까지는 ESS가 그 역할을 해왔어요. 하지만 경제성은 물론 용량의 한계로 인해 ESS의 역할이 제한적이라는 평가를 받았죠. 따라서 ESS를 대체하기 위해 최근 세계 각국에서는 Power to Gas (P2G) 기술을 도입하고 있답니다.

 

 

한전의 P2G 사업단지 조감도 ⓒ전력연구원 사보 2019년 9월호

 

 

그렇게 생산된 수소 에너지는 어떤 장점을 가지고 있을까요? 우선 수소를 직접 연소시키거나 연료전지의 연료로 사용해 고품질의 전기에너지로 쉽게 전환할 수 있어 수송 에너지로써의 활용성이 매우 높습니다. 더불어 에너지를 수소 형태로 저장하면 에너지 밀도를 높일 수 있어서 ESS에 비해 큰 저장용량을 확보할 수 있죠. 또한 가스 및 액체 형태로 수송이 가능하기 때문에 전력에 비해 수송 손실이 1/10수준에 불과하다는 결정적인 장점을 가지고 있답니다.

 

 


 

이번 업무협약을 통해 한국전력은 재생에너지의 잉여전력 문제를 해결하고 궁극적으로 전력 계통 안정성 유지에도 기여하리라 예상됩니다. 앞으로 정부의 에너지 전환 정책에 부응하고 중소기업 및 지역사회와 동반성장을 위해 노력할 한국전력의 행보를 기대하겠습니다!

 

 

 

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