인류 공동의 위기인 기후변화에 대처하기 위해 유럽, 미국 등 전 세계 120여 국가가 2050 탄소중립을 이미 선언했거나 추진 중에 있다.

2050 탄소중립 선언에 따라 온실가스 비중이 큰 에너지, 특히 전력분야의 구조혁신 움직임도 가속화되고 있다. 그 가운데서도 청정연료인 수소발전 기술개발 및 실증이 세계적으로 활발히 진행되고 있다.

수소혼소 발전은 기존의 발전연료인 액화천연가스(LNG)에 수소연료를 혼합해 가스터빈을 돌리는 발전방식이다. 수소 비중이 높을수록 이산화탄소 배출량이 낮아져 탄소중립에 기여하는 바가 크다.

세계 각국, 수소발전 주도권 다툼

수소발전 사업에서의 패권 다툼에서 주도권을 차지하기 위한 세계 각국의 치열한 경쟁은 이미 시작되어 있다. 글로벌 선진 제작사인 GE는 올해 11월에 485MW급 LNG발전기를 대상으로 수소혼소 20% 실증을 시행할 예정이며, MHPS는 2025년 미국 유타 주에서 석탄발전기를 30% 수소혼소가 가능한 설비로 전환할 계획을 가지고 있다. 한국서부발전도 국내 최초로 수소혼소발전을 도입하기로 했다. 서부발전은 한화종합화학과 함께 80MW급 노후 가스터빈을 수소 가스터빈으로 개조한 후, 세계 최고수준인 수소 혼소율 50%로 기술을 실증한다. 우선 2025년까지 현재 운영 중인 서인천복합발전소에 혼소 발전기술을 적용하고, 이후 다른 발전설비로 확대해 나갈 계획이다. 실증과 상용화에 성공한다면 국내 수소혼소 발전기술 수준을 5년 정도 앞당길 것으로 기대된다.

나아가 서부발전은 차세대 친환경 수소터빈 개발에도 두산중공업과 힘을 모으기로 했다. 수소만을 발전연료로 사용하는 연소기와 수소터빈 기술을 개발하고 적용하게 되면, 차세대 친환경 발전설비 시장을 이끌 뿐 아니라 수소터빈 산업생태계가 조성되면서 관련 중소·중견기업들의 국내외 시장 진출기회도 열 수 있게 된다.

이러한 수소 발전기술의 개발은 수소의 안정적 수요처를 확보함으로써 수소경제를 활성화하는 효과도 가져온다. 이미 정부는 2019년 세계 최고수준의 수소경제 선도국가로 도약하는 것을 목표로 수소경제 활성화 로드맵을 발표한 바 있다. 수소를 연료로 사용하는 380MW급 용량의 가스터빈은 약 12만대의 자동차와 동일한 수소 사용 효과를 창출한다.

또한 서부발전은 수소혼소 발전 실증과 더불어 석탄가스화복합발전(IGCC)을 활용한 수소 생산과 해양바이오 수소 생산을 상용화하기 위해 해양수산부, 해양과학기술원 등과 기술개발을 진행하고 있다. 아울러 태양광, 풍력 등 재생에너지 발전설비를 통해 생산한 전기를 활용하여 에너지저장설비(ESS)가 없이도 수소를 생산할 수 있는 수전해 기술도 개발 중이다.

수소경제로의 전환은 이제 막 시작하는 단계인 만큼 정부의 주도적 역할과 많은 지원이 절실하다. 수소경제 이행 기본계획 수립을 통해 국가 수소산업을 이끌어야 하며 수소관련 기술개발이 활성화될 수 있도록 수소특화단지 지정, 시범사업 등을 적극적으로 추진해야 한다.

자립 기술로 세계 시장 선도도 가능

또 개발된 수소기술이 시장에서 활용될 수 있도록 관련법과 제도를 정비해야 한다. 수소혼소 발전실증은 국내 발전산업 업체들이 세계적 기업으로 성장하는 첫걸음이 될 것이다. 실증을 통해 기술력 검증이 완료되면 국내 기업들이 세계 수소혼소 발전시장을 주도해나가는 것도 불가능한 것이 아니다. 자립된 기술로 세계 시장을 선도하는 그날을 기대해 본다.