티스토리 뷰

ⓒ클립아트코리아

 

20세기가 탄소 경제 시대였다면, 현재 21세기는 수소 경제 시대라고 할 수 있습니다. ‘탄소중립’ 실현을 위한 에너지원으로 수소가 지목되며 수소 에너지에 관한 수요와 관심이 높아지고 있는데요. 특히 청정 수소 확보를 위한 경쟁이 치열해지면서 직접 생산을 넘어 수소를 수입하는 방안까지 나오고 있습니다. 그렇다면 왜 사랑받던 탄소가 미움을 받고, 수소가 떠오르기 시작했을지 알아보겠습니다.

 

많고 많은 에너지 중 왜 하필 수소일까!?

ⓒ한국신재생에너지협회 홈페이지

 

중·고등학교 시절 과학 시간, ‘주기율표’라고 들어보셨을 겁니다. 수소는 주기율표상 첫 번째에 위치하고 있습니다. 짐작이 가시나요? 수소(H)는 세상에서 가장 가볍고 작은 물질입니다. 헨리 캐번디시(Henry Cavendish)에 의해 처음으로 발견된 수소는 원자핵에 하나의 양성자, 그리고 주위에 한 개의 전자를 가진 가장 단순한 구조입니다. 지구온난화의 주범인 탄소는 이산화탄소를 내뿜으며 전체 온실가스의 88%를 차지하고 있습니다. 그에 비해 수소는 공해 물질을 발생시키지 않는 청정에너지라는 큰 장점을 가지고 있는데요. 수소를 연소시켜 에너지를 만들 수 있으며, 다시 물로 환원할 수 있기 때문에 미래 에너지의 주요 2차 에너지원으로 주목받고 있습니다. 또한 전기 분해로 쉽게 제조할 수 있으며, 액체수소와 같은 다양한 형태로 운반이 가능합니다. 정부는 탄소 배출량을 0으로 만들기 위한 ‘2050 탄소중립’을 선언하였고, 수소를 활용하여 탄소 에너지를 대체하기 시작했습니다.

 

대한민국의 재생에너지 점유율

ⓒEnerdata

 

세계 에너지 통계 사이트 Enerdata에 따르면 대한민국의 전력 생산 중 재생에너지가 차지하는 비중은 4.77%로 전 세계 국가 중 최하위권인 것으로 나타났습니다. 1위는 노르웨이로 전체 발전량 중 재생에너지가 97.6%를 차지하고 있습니다. 그 뒤를 브라질(82.3%), 뉴질랜드(81.9%)가 따르고 있죠. 우리나라가 이렇게 낮은 수치를 기록하게 된 이유는 값싼 원자력과 화력발전을 고집하고 있었기 때문입니다. 탄소중립 실현을 위해서는 재생에너지를 활용한 전력 생산의 확대가 필요합니다.

 

직접 생산을 넘어 이젠 수입도 해야 한다!?

ⓒ픽사베이

 

청정 수소 확보를 위한 국가적 경쟁이 심화하고 있습니다. 청정 수소를 확보하는 방안으로 수입을 하는 방안이 떠오르고 있는데요. 호주와 같은 넓은 영토와 일조량, 바람이 강하여 청정 수소 생산에 유리한 국가는 수소 생산 비용을 1kg당 1~2.5달러 정도로 낮출 수 있을 것으로 보입니다. 앞으로 다양한 산업에서 수소의 활용이 늘어난다면 수소의 중요성은 더욱 커질 것이며, 청정 수소를 수입하여 저렴하고 질 좋은 수소를 국내에서도 활용할 수 있을 것으로 보입니다.

 

수소와 관련된 법이 있다?

ⓒunsplash

 

2021년 2월 4일 국내에서 세계 최초로 수소와 관련된 법이 제정되었습니다. 수소법이란 무엇일까요? 수소법의 정식 명칭은 ‘수소 경제 육성 및 수소 안전 관리에 관한 법률’입니다. 수소법 시행에 따라 수소 전문 기업 확인 제도, 수소충전소의 수소 판매 가격 보고 제도, 수소충전소 및 연료전지 설치 요청 제도, 수소 특화 단지 지정 및 시범사업 실시 등 새로운 제도들이 도입되는데요. 하나하나 알려드리겠습니다!

 

첫 번째는 수소 전문 기업 확인제도입니다. 수소 전문 기업이란 무엇일까? 수소 전문 기업이란 총매출액 중 수소 사업 관련 매출액 또는 수소 사업 관련 R&D 등 투자금액 비중이 일정 기준에 해당하는 기업입니다. 총매출액 1,000억 원 이상인 기업의 경우 수소 매출액 비중이 100분의 10% 이상이거나, 수소 R&D 투자 비중이 100분의 3% 이상인 기업 등을 말합니다. 정부는 수소법 제9조 등에 따라 수소 전문 기업 대상으로 기술·경영 컨설팅 및 시제품 제작 지원 등 맞춤형 현장 애로 해결을 지원하게 됩니다.

 

두 번째는 수소충전소의 수소 판매 가격 보고 제도입니다. 수소충전소 운영자는 법 제34조에 따른 수소 유통 전담기관(가스공사)의 홈페이지를 통하여 수소 판매 가격을 보고해야 하며, 유통 전담기관은 각 충전소의 수소 판매 가격을 유가정보시스템 홈페이지에 공개해야 합니다.

 

세 번째는 수소충전소 및 연료전지 설치 요청 제도입니다. 산업부 장관은 산업단지, 물류 단지, 고속도로 휴게소 등 시설 운영자에게 수소충전소 설치를 요구할 수 있고, 특별한 사유가 없다면 요구에 따라야 합니다. 앞서 나열한 곳과 더불어 LPG 충전소, CNG 충전소 등 총 21개 시설이 대상으로 정해졌습니다. 또한 연료전지 설치도 요청할 수 있으며, 대상은 수소충전소 설치 대상과 지방공기업, 공공기관, 학교 등 총 33곳이 정해졌습니다.

 

마지막은 수소 특화 단지 지정 및 시범사업 실시입니다. 산업부는 수소 기업 및 그 지원시설을 집적화하고 수소차 및 연료전지 등의 개발·보급, 관련 설비 등을 지원하는 ‘수소 특화 단지‘를 지정할 수 있습니다. 또한 수소의 생산·저장·운송·활용 관련 기반 구축 사업, 시제품 생산 및 실증사업 등의 ‘시범사업’을 실시할 수 있습니다.

 

2050 탄소중립을 위하여 청정 수소 활용이 의무화됩니다. 청정 수소는 그린 수소와 블루 수소를 말합니다. 그린 수소는 태양광 등 재생에너지를 활용해 생산한 수소를 의미하며, 블루 수소는 부생수소(석유화학 공정 등에서 부수적으로 발생하는 수소)나 추출 수소(천연가스에서 추출한 수소)를 생산하는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집해 저장‧활용한 수소를 말합니다. 수소법 개정안 입법 토론회에서 청정 수소 활성을 위해 인증된 청정 수소 판매와 사용의 의무화를 주장하였습니다.

 

한국전력공사만의 친환경 기술!!

ⓒ원정연 제작

 

LOHC

한국전력공사는 2020년 3월 국내 최초로 시간당 Nm²의 수소를 저장할 수 있는 LOHC 기술 개발에 성공했습니다. LOHC(Liquid Organic Hydrogen Carrier)는 탄소-탄소 이중결합을 포함한 액상 유기화합물을 말합니다. 수소화를 시킨 후 이중결합을 단일결합으로 변환시켜 저장 후, 탈 수소화를 하여 다시 단일결합을 이중결합으로 변환시켜 수소를 빼내는 방식입니다.

 

LOHC의 장점

LOHC에는 많은 장점이 존재하고 있습니다. 첫 번째 장점은 많은 수소의 저장이 가능하다는 점입니다. LOHC는 부피와 무게에 비하여 많은 수소를 저장할 수 있기에 대용량의 수소를 저장하기에 적합합니다. 두 번째 장점은 사용이 용이하다는 점입니다. 상압에서 대용량의 수소를 저장·운송할 수 있고, 다른 부가적 요소가 필요 없기 때문에 경제적입니다. 마지막 장점은 기존에 사용하던 인프라 사용이 가능하다는 것입니다. LOHC는 가솔린과 비슷한 성질을 가진 액상 유기화합물로, 기존의 화석연료 저장·운송 인프라(탱크, 파이프)를 활용할 수 있어 경제적이며, 개발 기간을 줄일 수 있습니다.

 

LNG 복합화력 발전소

ⓒunsplash

 

한국전력 보도자료에 따르면 한국전력공사는 자회사인 발전소 5곳과 함께 LNG 복합화력 발전소에서 발전기 기동 시 발생하는 대기오염물질을 제거하는 기술 개발에 착수했다고 합니다. LNG 복합 화력은 발전기 정상 운전 시 대기오염물질이 거의 발생하지 않지만, 기동 시에는 일시적으로 오염물질이 발생하고 있습니다. 발전기 기동 시 운전 시보다 낮은 배출가스 온도(200℃)로 인하여 환원제와의 반응성이 낮아 오염물질 제거에 어려움이 있기 때문입니다.

 

그러나 이번에 개발하게 될 LNG 복합 화력 대기오염물질 제거 기술은 기동 시 낮은 온도에서도 반응할 수 있는 산화촉매와 탈질촉매를 개발하는 것이 핵심이라고 밝혔습니다. 기술이 개발된다면 발전소에서 나오는 질소산화물, 일산화탄소, 휘발성 유기화합물 등 대기오염물질이 현재보다 저감될 것으로 예상됩니다.

 

ⓒunsplash

 

이번 기사를 통하여 수소부터 수소법, 한국전력공사만의 친환경 기술 등을 함께 알아보았습니다. 수소 경제 시대로 돌입하면서 국내 많은 기업들이 수소를 활용하여 수소 자동차, 수소 비행기 등 발 빠르게 대응하며 다양한 변화를 일으키고 있습니다. 한국전력공사 역시 수소와 관련된 기술을 개발하며 재생에너지 개발에 힘쓰고 있습니다. 청정 수소 대한민국을 기대하며 더욱 발전할 한국전력공사도 기대해 주세요!

 

 

 


댓글쓰기 폼

한국전력 블로그 굿모닝 KEPCO!

관리자
글 보관함