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“앞으로 한화그룹은 그린수소의 공급과 발전, 활용에 이르는 밸류체인을 갖춰 갈 것입니다.”
국내 수소산업 생태계를 이끌 플레이어가 막 형성되던 2021년, 수소기업협의체 H2비즈니스 서밋에서 김동관 한화 부회장의 발언이다. 당시 김 부회장은 “그룹의 시선은 이미 지속가능한 미래의 핵심인 수소경제를 향하고 있다”며 의지를 재차 강조한 바 있다. 그로부터 3년, 청사진의 밑바탕은 착착 그려지고 있다.
19일 업계에 따르면 한화그룹 계열사들은 생산 과정에서 탄소가 발생하지 않는 ‘그린수소’ 밸류체인을 구축한다는 목표로 사업을 진행하고 있다.
한화솔루션은 이 계획에서 생산과 저장을 담당한다. 물에서부터 수소를 분리하는 ‘수전해기술’을 활용해 수소를 생산하고, 이때 필요한 전기는 100% 재생에너지로 공급한다는 구상이다. 계열사에서 태양광(한화솔루션 큐셀부문), 풍력 발전(㈜한화) 등 재생에너지 사업을 영위하는 만큼 시너지가 기대된다.
특히 한화솔루션이 개발하고 있는 음이온 교환막 방식의 차세대 수전해기술은 기존 기술의 한계를 보완할 수 있을 것으로 기대된다. 기존 수전해기술은 막대한 양의 전기가 필요해 효율성이 떨어진다는 지적이 일었다. 반면 음이온 교환막 방식은 초기 투자비가 낮고 적은 양의 전력으로 수소를 생산할 수 있다.
수소를 안정적으로 저장 및 운송할 방안도 고안하고 있다. 한화솔루션은 지난해 열린 국내 최대 수소 전시회 ‘H2 MEET’에서 트레일러 운송용, 수소차·항공우주용 등 다양한 종류의 수소 고압탱크를 선보였다. 특히 11m급 고압탱크는 세계 최대 수준의 저장 용량(4080ℓ)을 자랑한다.
한화오션 또한 수소 밸류체인에 전반적으로 관여한다. 회사는 오는 7월 ㈜한화로부터 해상풍력 사업과 플랜트 사업을 양수할 예정이다. 해당 사업과 타 계열사의 수전해기술·수소 저장 기술 등을 접목해 수소 생산-저장-이송에 이르는 ‘해양 신기술 가치사슬’을 구축한다는 계획이다.
구체적으로 부유식 해상 풍력 발전기에서 생산한 전기를 해상 변전 설비를 통해 부유식 수소 생산 설비로 보낼 계획이다. 이후 해수를 담수로 바꿔 전기분해를 통해 수소를 생산하고, 이를 전용 운반선으로 육지로 운송한다.
한화오션이 가장 궁극적 형태의 그린수소 생태계를 그려 가고 있다면, 보다 현실적인 ‘블루 수소’, ‘청록 수소’의 길도 한화가 끌어간다. 암모니아를 분해하는 ‘암모니아 크래킹’이 방식이다. 액화 암모니아는 1㎥당 121㎏의 수소를 지니고 있어 ‘수소 캐리어’라는 별칭으로 불린기도 한다. 한화임팩트는 2027년까지 관련 사업을 상용화한다는 목표로 연구개발을 진행 중이다.
한화파워시스템은 이렇게 만들어진 수소를 활용한 발전 사업에 앞장서고 있다. 우선 천연가스(LNG)와 수소를 혼합해 연료로 사용하는 ‘수소혼소’ 발전에서 시작해, 궁극적으로 100% 수소만을 연료로 사용하는 무탄소 발전을 이룬다는 목표다.
또 수소혼소 발전은 에너지전환 과정에서 파이프라인이나 발전소 등 관련 인프라가 예상보다 빨리 쓸모없어지는 ‘좌초자산’ 문제의 해결방안으로 떠오르고 있다. 한화의 혼소발전은 기존 LNG터빈을 수소터빈으로 개조하는 방식으로 진행되며 인프라의 수명을 최소 10년 이상 늘릴 수 있을 예정이다.
한화파워시스템은 지난해 중순 세계 최초로 중대형급(80MW) 가스터빈에서 세계 최대 수소혼소율인 60% 이상을 기록했으며, LNG만을 사용했을 때보다 탄소 배출량을 22% 줄이는 성과를 얻었다. 이어 11월에는 대산 공단에서 수소 혼소율을 100%까지 끌어올린 ‘수소 전소’ 실증 테스트에 성공했다.
단번에 그린 수소 사회를 구축하려는 무리한 시도보다는 수요 공급 골든타임을 맞춰보고 기술력과 개발 시기까지 고려한 김동관 부회장의 에너지전문가적 구상이 반영됐을 거라는 게 업계 시각이다.
한화는 “수소혼소 발전 기술은 탄소중립이라는 목표에 다가갈 수 있도록 한다”며 “무탄소 발전에도 도전해 지속가능한 내일을 위한 혁신을 이어 나갈 것”이라고 전했다.
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