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한화가 주목한 '수소 혼소 발전'…화석연료-수소 잇는 징검다리

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  • 김성은 기자
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  • 2021.06.07 05:10
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['탄소제로'로 진화하는 그린뉴딜]<5>한화그룹②

[편집자주] 수소 경제 육성 등 국가 미래를 좌우할 그린뉴딜 정책과 함께하고 있는 머니투데이가 을 슬로건으로 올해도 다양한 기획 기사와 행사를 선보입니다. 선택을 넘어 생존과 미래를 걸고 세계 시장에 출사표를 던진 우리나라 대표 기업들과 정부, 공공기관, 지차체들이 그리는 K-그린뉴딜의 청사진을 머니투데이를 통해 확인하시기 바랍니다.
한화가 주목한 '수소 혼소 발전'…화석연료-수소 잇는 징검다리
"화석연료 사용을 중지하면 수 십억달러가 투입된 기존 화석연료 기반 자산들은 좌초자산(stranded assets)이 돼 버릴 수 있다. 가스 터빈에서 수소를 활용하는 H2GT(수소 혼소 발전·Hydrogen To Gas Turbine) 기술이 솔루션이 될 수 있다"

김동관 한화솔루션 대표이사가 지난달 31일 '2021 P4G 서울 정상회의' 기조연설에 나서 이같이 강조했다. 김 대표의 발언은 한화를 비롯해 신재생에너지 전환을 준비하는 기업들의 실제적 고민이 담겼단 점에서 의미가 있다.

탄소중립이 시대적 흐름인 가운데 수소 혼소 발전은 급진적 변화보다는 기존 화석연료 기반 자산들을 활용하면서 서서히 수소시대로 넘어갈 수 있는 징검다리 역할을 할 것으로 기대된다.

수소를 이용해 전기를 생산하는 방법은 크게 두 가지다. 하나는 수소연료전지로 이는 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전력을 생산해 내는 방식이다. 대표적 예가 2020년 7월 충남 서산에 한화에너지가 한국동서발전 등과 함께 세운 세계 최초 초대형 부생수소 연료전지 발전소다.

두 번째는 수소를 연소해 가스터빈을 돌려 전력을 생산하는 방법이다. 가스 터빈을 이용해 전력을 생산하는 것은 전통적인 방법인데 현재 주 연료가 액화천연가스(LNG)다. 이산화탄소가 발생할 수밖에 없다.

업계가 고안한 것은 기존의 터빈을 활용하되 연료로 LNG와 수소를 섞어 이산화탄소 배출을 줄이는 방법이다. 수소만을 이용한 터빈이라면 이산화탄소 배출량이 0이 되겠지만 이같은 터빈을 별도로 개발하는데 시간도, 비용도 만만치 않게 투입된다. 이에 비해 기존 가스터빈을 개조해 수소도 LNG와 함께 연료로 쓸 수 있도록 한 수소 혼소 발전이 더 경제적이다. 단, 개조에는 별도 기술력이 필요하다.

한화종합화학은 지난 3월 수소 혼소 기술을 보유한 미국의 PSM사와 네덜란드 ATH사 지분 100%를 인수하는 계약을 체결했다. 두 회사는 글로벌 가스 터빈 기업 '안살도 에네르기아' 자회사로 수소 혼소 개조 기술을 보유한 기업이다.

한화종합화학은 조만간 인수작업을 완료할 계획이다. 이를 통해 한화종합화학은 국내 최초로 수소 혼소 발전 기술을 상용화한 업체로 도약한다. PSM과 ATH가 미국과 유럽에서 이미 수소 혼소 기술을 상용화했기 때문이다.

수소 혼소 발전 기술을 활용하면 100MW급 가스터빈 기준, 수소의 비중이 70%일 때 연간 이산화탄소 배출량은 LNG만 연료로 썼을 때 대비 37% 감소하는 것으로 추산된다. 아울러 미세먼지 원인인 질소산화물 발생도 획기적으로 낮출 수 있게 된다. 저순도 수소 사용이 가능하기 때문에 99.99% 이상의 고순도 수소를 사용하는 연료전지 발전보다 경제적이란 장점이 있다.

현재 한화종합화학은 한국서부발전과 손잡고 국내 최초로 '수소 혼소 발전기술' 실증에도 나섰다. 서부발전은 폐지된 평택 1복합 발전소의 80MW급 가스터빈을 제공하고 한화종합화학이 가스터빈의 개조 및 시험평가를 담당한다.

한화종합화학 측은 이번 수소 혼소 가스터빈 개발 추진으로 2040년까지 수소 연료를 100% 태우는 '수소 전소 가스터빈'을 상용화하겠단 정부 계획을 5년 정도 앞당길 것으로 전망했다.

박흥권 한화종합화학 대표는 "국내외 시장에서 가스터빈 수명 연장 및 수소 혼소 기술 적용 등 성능 개선 사업을 확대하고 친환경 민자발전사업(IPP)까지 영역을 확대할 것"이라고 강조했다.



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