블루수소가 충청남도에 제2의 번영 가져올 것

충남 보령에 블루수소 생산 시설이 들어서면 보령이 우리나라 수소경제의 핵심으로 부상할 것으로 보인다. SK그룹은 보령시, 한국중부발전과 함께 25만톤의 불루수소를 생산하는 공장을 건설하고 있다.

26일 보령머드테마파크에서 열린 6회 수소에너지국제포럼에서 SK E&S의 권형균 부사장은 블루수소 생산의 필요성과 전망을 발표했다.

권형균 부사장은 “무역장벽을 돌파하기 위해서는 탄소중립을 피해갈 수 없고, 우리는 블루수소가 가장 확실한 대안이라고 본다”고 강조했다.

권 부사장은 “탈탄소 시설이 많은 충남은 블루수소를 이용하면 제2의 번영을 이룰 수 있다”고 덧붙였다.

윕뉴스는 ‘수소의 역할과 국내 수소사업 추진 현황’이란 기조연설을 요약 소개한다.

탄소배출 많은 제품에 장벽 설치

SK그룹은 수소사업추진단을 만들어 4년동안 약 3조원을 투자했다.
전 세계는 기후위기 대응을 위해서 탄소 중립을 추진하면서, 무역장벽의 수단으로 사용한다. 미국은 인플레이션 감축법을 시행하면서, 현대 전기차에 대해 개인보조금 대상에서 제외했다.

현재는 렌터카로만 판매가 가능한데, 전기차 충전소를 구축하는데 시간이 오래 걸리므로 어려움을 겪고 있다. 2024년부터 단계적으로 발효되는 청정 경제 법안에 따라 탄소 배출이 많은 석유화학 제품 등 12개 제품에 대해서 탄소세를 부과하게 된다.

유럽연합도 철강, 알루미늄, 시멘트, 비료, 전력, 수소 등을 수입할 때 유럽연합 평균 탄소배출량 대비 더 많은 탄소를 배출하는 국가에서 수입할 경우 탄소국경세를 부과하겠다고 한다.
2022년 5월에 프랑스는 국내 전기차에 대해 포스코 철강을 활용하기 때문에 탄소 배출량이 많으므로, 한국산 전기차에 대해서는 보조금을 줄 수 없다는 법안을 발표했다.

탄소중립은 온난화 방지를 위해 필요한 죄이지만, 한국에는 심각한 무역장벽으로 작용한다.

우리나라는 탄소중립이 쉽지 않다. 재생에너지의 간헐성과 부지부족의 제약이 생긴다. 태양광 발전의 평균 가동률은 15% 3.7시간이다. 풍력은 25% 하루 5시간 밖에 가동할 수가 없다.

발전소 1기당 발전용량을 1기가와트 정도로 보는데 1기가와트의 LNG 발전소에 대응하려면 7기가와트 정도의 태양광 발전소가 필요하다. 태양광이 1메가에 3천 평 정도가 필요하므로, 1기가와트를 충당하려면 2천만 평 정도의 부지가 필요하다. 국내에서는 재생에너지 환경이 현실적으로 어렵다.

석탄화력 발전소는 껐다가 재가동하는 시간이 4시간 이상 걸리고, LNG 발전도 30분 이상 1시간 걸리고, 원자력 발전은 껐다 켤 수가 없다. 안정적인 전기공급을 위해서는 청정하면서 안정적인 발전이 필요하다.

우리나라 연간 탄소 배출량 7억 톤 중에 한 1억 톤 정도는 수송 분야에서 발생한다. 그 중 60%가 상용차이므로, 개인승용차를 다 전기차로 바꿔도 40%밖에 감축이 가능하다.

트럭, 버스는 수소 연료가 현실적인 대안

60%에 해당하는 대형 버스와 트럭을 바꿔야 되는데, 예를 들어 25 톤짜리 디젤 트럭의 파워트레인 무게는 3.5톤 정도이다. 이를 전기차로 바꾼다면 배터리 무게만 10톤이다. 전기차 소나타급 무게가 2톤 정도 되는데 이는 배터리가 무겁기 때문이다.

충청남도는 석탄화력 발전, 석유화학, 제철 산업 비중이 커서 탄소 감축을 하면서 동시에 산업 육성을 할 수 있는 해결책이 필요하다. 이를 탄소중립 시설로 바꾸면 제2의 번영을 이룰 수 있다.

충남도는 200%가 넘는 전력 자급률을 활용하면 에를 들어 전기사용이 많은 데이터센터를 유치할 수 있다. 데이터센터 80% 정도가 수도권에 위치했는데 수도권은 이미 전력 공급이 상당히 부족하다.

수소는 재생에너지 간헐성을 보완하고 탄소 감축에 있어서 경제적 효과가 굉장히 크다. 수소 발전소는 24시간 가동하기 때문에 재생에너지의 간헐성을 해소할 수 있고, 산업의 탈탄소 전환 기여가 가능하다.

석유화학단지나 제철소에서 사용하는 연료를 천연가스나 석탄에서 수소로 바꾸면 탄소중립이 가능하다. 수소 산업은 수소 연료전지, 수소차, 드론 저장 장비 등 다양한 중소산업 생태계 관련 산업의 활용 효과가 굉장히 크다.

2018년 기준으로 국내 탄소 배출량은 한 7억 3천만 톤 정도이고, 2030년까지 거의 3억 톤 가까운 배출을 줄여 4억 3천만 톤 정도로 낮춰야 한다.

제철 석유화학 부분은 수소를 적용하기 어려우므로, 발전과 수송 부분에서 거의 40% 이상의 부담을 갖고 있다. 특히 발전 분야가 1억 톤 이상의 탄소 배출을 줄여야 한다.

용인 쪽에 2030년까지 300조 원 정도 투자해서 반도체 클러스터를 조성한다면, 필요한 전력생산량이 10기가와트이다. 이를 LNG발전소로 건설하면 탄소 배출량이 4천만 톤 정도 늘어나므로, 발전부문에서 감축해야 하는 탄소 배출량은 한 1억 6천만 톤 정도 된다.

이를 위해서는 석탄의 암모니아 혼소, 천연가스의 수소 혼소 등을 적용하고, 원자력 발전을 해야 한다. 수송 분야에서도 40% 정도 감축해야 되는데 버스 트럭이 배출을 60% 이상 하고 있기 때문에, 수소 버스, 수소 트럭의 공급이 시급하다.

원자력, 재생에너지와 비교하자면...

SK는 보령시 및 중부발전과 함께 2026년부터 청정수소 25만 톤을 공급하는 공장을 건설하고 있다. 상업운전은 2026년 4분기를 목표로 한다. LNG를 80만 톤을 도입해서, 블루수소를 25만 톤 생산하게 된다.

이 과정에서 이산화탄소가 200만 톤 정도 발생하면, 우리가 보유한 호주 바다의 폐가스전에 이산화탄소 운반선을 활용해서 매립할 예정이다. 이산화탄소 운반선은 현대중공업과 함께 진행하고 있다.

이렇게 생산된 25만 톤의 블루수소 중 5만 톤은 수소 액화 공정을 통해서 전국의 충전소에 공급하고, 20만 톤은 이제 혼소터빈, 연료전지 등에 공급한다.

SK는 청정수소가 아닌 그레이수소를 활용해서 인천 쪽에 3만 톤의 액화수소를 생산할 예정이다.

지금 수소차 넥소에 들어가는 수소는 1kg 단가가 9,900원이다. 수소 1kg을 넣으면 넥소는 100km를 주행할 수 있고, 6.3kg을 넣으면 주행거리는 660km 정도이다. 전기버스 같은 경우 290kw 정도의 배터리를 싣는데 하루 주행거리가 250에서 300km이다.

수소버스는 35kg 정도의 수소를 저장하면, kg당 연비가 20km 정도 되므로, 650~700km 정도 운행이 가능하다. 그러므로 광역버스나 고속버스는 수소버스 도입이 가능할 것이다.

우리는 블루수소가 현실적으로 2030년까지 탄소 중립을 하기 위한 대안이라고 본다.

원자력은 장점이 굉장히 많지만, 현재 개발된 원자력은 모두 해수를 활용해서 냉각시키는 경수로 원자력이기 때문에 영호남의 해안지역에 자리잡는다. 

수도권이나 전력수요처에 건설하기 어려우므로 전력망을 구축해야 하는데, 전력망 투자비에 주민 수용성을 고려해야 하고, 원자력발전소 건설기간이 아주 오래 걸린다.

해외에서 액화수소를 도입하는 것도 방법이지만 어려움이 있다. 수소는 마이너스 253도까지 낮춰야 액화되고, 액화된 수소를 예를 들어 미국에서 오는데 한 달, 호주에서 오는 데는 한 13일 정도 소요가 된다. 그동안 액화상태를 유지하고 운반하기가 어렵다.

암모니어를 수입하는 것도 한 방법이다. 암모니아는 굉장히 안정적인 물질이고, 운반도 쉽지만, 점화속도가 낮기 때문에 천연가스와는 혼소가 불가능하고, 석탄발전에 혼소가 가능하다.

블루수소 국내 생산, 기체 상태로 공급 가능 

결국 그린수소가 대안이기 때문에 국내 LNG 인프라를 이용하여 국내에서 블루수소를 생산하는 것이 가장 현실적인 대안이라고 보고 있다. 보령에서 불루수소 생산을 시작하면 굉장히 산업파급력이 있다.

기체로 된 불루수소를 공급하는 배관을 설치하면, 제철 산업 및 석유화학단지 공급이 가능해지고, 관련 분야의 연구개발이 활발해질 것이다.

25만 톤의 블루수소 생산 사업을 추진하면 투자비는 18.5조 원, 경제적 파급 효과는 144조 원, 18만 개의 직간접 일자리 창출이 가능할 것으로 보인다.