한화임팩트, 글로벌 수소 혼소 글로벌 기업 인수…탄소 제로 ‘가속도’
[데일리포스트=송협 선임기자] ‘수소(Hydrogen)’는 카스터빈에서 천연가스 등 기존 발전 연료와 혼소되거나 발전 연료가 없어도 전소될 수 있다. 특히 수소 전소발전의 경우 이론적으로 온실가스 배출량은 급감하면서도 혼소되는 경우 전체 연료 가운데 수소 비중에 따라 온실가스 배출을 줄일 수 있는 역할을 한다.
수소 발전기술은 수소를 연료로 사용해 전력을 생산하는 시스템을 의미한다. 대표적으로 수소연료전지와 수소 가스터빈 기술을 꼽을 수 있다. 여기서 수소 가스터빈은 전기화학 작용으로 수소로부터 전기를 생산하는 연료전지와 상반되게 수소와 산소 연소 반응을 발생하는 에너지로 터빈을 회전시켜 전력을 생산할 수 있다.
매년 빠르게 온도가 상승하고 있는 지구, 이상기온에 따른 해수면 상승과 기후변화 등 현재 지구 생태계에 비상이 걸렸다.
지난 18~19세기 전 세계적으로 정치와 사회, 경제적 변화의 움직임이 거세지면서 영국에서 면직물의 수요가 급증하자 증기 기관을 개량한 대량 생산이 이뤄졌다. 이전보다 더 많은 생산이 가능하게 되면서 제조기술력이 발달하기 시작한 이때부터 석탄 화력이 주요 에너지로 각광받는 이른바 1차 산업혁명시대가 열린 것이다.
시대를 거듭할수록 에너지의 발전도 빠르게 전개됐다. 증기 기관에서 시발된 산업화 사회는 2차, 3차를 거쳐 현재 4차 산업혁명 시대에 이르기까지 석탄과 LNG 등 화석연료를 지속하면서 이산화탄소 배출로 인한 온실가스 증가는 지구 환경생태계를 위협하고 있다.
지구 환경 생태계, 그리고 기후변화의 최대 난적인 탄소 배출을 감소하기 위한 전 세계적인 움직임이 빨라지고 있다. 석탄과 LNG 등 화석연료 등에 대응하는 기술개발을 바탕으로 전력생산 효율을 높여 단위 생산전력당 CO2 배출을 줄이는 방법과 배출되는 CO2를 포집해 저장하거나 활용하는 이산화탄소 포집・활용・저장(CCUS) 기술, 더 나아가 무탄소 연료 수소(H2)와 암모니아(NH3)를 발전 연료로 활용하기 위한 주요 국가 정부와 민간 기업의 속도 역시 높아지고 있다.
1차 산업화 시대를 시작으로 세기를 거쳐 이어오고 있는 석탄화력발전은 온실가스와 미세먼지를 가장 많이 뿜어내는 오염원 중 하나로 지적되고 있다. 전 세계 탄소 중립 실현을 위한 우리 정부와 민간 기업도 탄소 배출 감소를 위한 목표를 설정하고 이에 따른 정책과 개발에 적극 뛰어들고 있다.
‘2050 탄소중립’이라는 목표를 제시하고 나선 정부가 오는 2030년까지 석탄발전소 24기를 폐쇄하는 방안을 추진하는 것도 이 같은 맥락에서 시작됐다.
민간 기업의 경우 김승연 한화그룹 회장의 탈(脫)탄소화(化) 경영 비전과 함께 ‘수소 혼소 발전은 탄소 제로로 향하는 가장 현실적인 첫 걸음’이라는 모토를 내걸고 적극적인 탄소 중립 실천에 나서고 있다.
대표적인 사례로 한화임팩트는 지난해 수소 혼소 기술 글로벌 기업 PSM/ATH社를 인수하고 수소 혼소 가스터빈 기술 기반의 그린 에너지를 신성장 동력의 한 축으로 추진한다는 방침이다.
무엇보다 LNG 발전소의 노후화된 가스터빈을 적은 비용으로 개조해 사용할 수 있고 저순도 수소를 사용하기 때문에 99.99% 이상 고순도 수소를 사용하는 연료전지 발전보다 경제적인 측면도 배제할 수 없다.
■ 이것이 궁금해요
수소 혼소 발전이란 기존 수소 연료전지 발전과 어떤 차이점이 있을까? 연료전지 방식은 수소를 연료전지에 투입, 산소와 반응을 통해 전기를 일으키지만 혼소는 가스터빈에 LNG와 수소를 함께 태워서 전기를 생산하는 방식이다.
수소 혼소 발전은 기존 연료전지 방식 대비 경제성이 월등히 높다는 평가다. 실제로 연료전지 방식은 99.99% 이상 고순도 수소를 사용해야 하는 만큼 단가가 높지만 수소 혼소 발전은 저순도 수소를 이용할 수 있어 상대적으로 비용을 절감할 수 있다. 무엇보다 사용하고 있던 가스터빈을 개조해 활용할 수 있기 때문에 설비 투자비 부담도 줄일 수 있다.