[석유 미래포럼] “탈탄소, 에너지 전환에 달려… 전력 수소 활용이 관건”

김세원 한국해양수산개발원 항만정책·운영연구실장(왼쪽부터), 김태환 에너지경제연구원 석유정책연구실장, 박주헌 동덕여대 경제학과 교수(전 에너지경제연구원장), 조홍종 단국대 경제학과 교수, 김창종 고려대 연구위원, 김두수 한국전력공사 전력연구원 청정에너지연구소장이 10일 서울 중구 더 플라자 호텔에서 열린 ‘제2회 아시아투데이 석유산업 미래전략 포럼’에서 토론을 벌이고 있다. /송의주 기자

정부가 지난해 내놓은 탄소중립 녹색성장 전략은 오는 2050년까지 전기가열로, 바이오매스 보일러 교체, 바이오 수소연료 활용을 통해 산업 전분야에 걸쳐 탄소중립을 실현한다는 목표를 제시하고 있다.

이런 변화로 전력수요는 5~6년 전에 비해 2배 이상 늘어날 것으로 예상되면서 업계도 관련 산업 가치사슬 전반에 대한 전략 마련에 나서는 모습이다. 그 일환으로 수소의 가능성이 주목받고 있으며, 수소를 활용하기 위한 밸류 체인 구축과 청정수소 대량 공급 등 관련 인프라 구축의 중요성이 부각되고 있다.

12일 업계에 따르면 정부는 제1차 수소경제 이행 기본계획에 따라 2030년까지 수소기반 에너지 390만톤을, 2050년에는 2790만톤을 공급한다는 계획이다. 이를 위해 10㎿급 수전해시스템을 상용화하고 암모니아 해외 도입(2027년) 등을 추진한다.

정부는 수소 공급 목표를 맞추기 위해 2030년까지는 수소 50% 혼소발전, 암모니아 20% 혼소발전을, 2050년부터는 수소 전소 발전을 추진한다는 방침이다. 또한 무탄소 연료인 수소와 암모니아를 석탄화력이나 가스복합화력, 연료전지에 적용할 예정이다.

김두수 한국전력공사 전력연구원 청정에너지연구소장은 “생산 분야에서는 재생에너지, 수소암모니아 발전, CCUS(탄소 포집·활용·저장), 유연운전을 통해 지속가능한 무탄소 에너지원으로 전환해야 한다”며 “공급에서는 재생에너지 출력변동 대응, 계통 유연성 확보, 분산형 망 운영 체계 등을 구축해 안정적이고 효율적인 전력망을 구축할 필요가 있다”고 말했다.

탈탄소 정책의 성패는 총 배출량의 37%를 차지하는 에너지 전환에 달렸다는 것이 전문가들의 분석이다.

특히 전력 분야 수소 활용이 관건이다. 수소를 이용하기 위해서는 생산과 유통, 활용 등 밸류 체인 구축이 필수적이다. 한전의 경우 가스터빈과 석탄화력의 무탄소 발전 전환을 통해 재생에너지 간헐성과 변동성 보완을 통해 계통 안정성을 높일 수 있다고 보고 있다.

이에 한전 전력연구원은 가스터빈 기반으로 수소, 암모니아 혼소 기술 개발·실증 계획을 추진 중이다. 2027년까지 발전 공기업, 한화, 두산 등과 함께 서인천과 신인천 복합화력 가스터빈을 50% 수소 혼소로 전환해 실증할 계획이다. 가스터빈 암모니아 연소기술개발도 지난해 시작했다.

또 한전은 청정수소를 생산하는 현실적 대안으로 차세대 블루수소 생산기술과 청록수소 생산기술, 발전에 특화된 암모니아크래킹 기술 개발을 추진하고 있다. 차세대 블루수소 생산기술은 수소정제 설비와 이산화탄소 포집 설비 없이 블루수소 생산이 가능해 고효율·저비용이다. 청록수소 생산기술은 천연가스를 열분해해 탄소 발생 없이 수소와 탄소 소재를 동시에 생산하는 기술이다. 전력연구원은 청록수소 기술에 대한 20㎾급 시스템을 구축하고 성능 시험을 진행하고 있다.

김 소장은 “청록수소 생산기술은 그린수소 대비 8분의 1 수준의 에너지로 수소 생산이 가능하다”며 “이산화탄소가 아닌 탄소소재를 생산해 수소 생산비용을 획기적으로 낮출 수 있다”고 말했다.