2023년 수소 발전소 연계 20kWth급 시범 실증 완료
2025년부터 MW급 실증･현장 활용 진행 계획

[전기신문 유희덕 기자]

한전과 발전공기업을 공동으로 블루수소 개발을 시작한다. 한국전력 전력연구원(원장 김태균)과 한국남동발전, 한국중부발전, 한국서부발전, 한국남부발전은 차세대 수소 기반 전력에너지 산업을 위해‘열화학적 메탄 분해를 통한 블루수소 및 탄소소재 생산기술 개발’에 착수했다.

전력연구원과 발전사는 2023년에 수소 발전소와 연계한 20kWth급 시범 실증을 완료하고, 2025년부터 MW급 실증과 현장 활용을 진행할 계획이다. 현재 상용화된 추출수소 생산기술은 메탄 등의 화석연료를 이용해 대용량의 수소를 낮은 비용으로 생산할 수 있으나, 스팀이나 산소로 메탄을 분해함으로써 수소 1톤당 약 10톤의 이산화탄소(CO2)가 발생되는 문제점이 있다.

전력연구원과 발전사가 개발하는 열화학적 메탄 분해 수소 생산기술은 고온에서 금속촉매를 이용해 메탄을 수소와 탄소 소재로 직접 분해하는 기술이다. 수소 생산 시 온실가스인 이산화탄소가 발생하지 않고, 최근 에너지 소재로 활용되는 고부가가치의 탄소 소재를 생산할 수 있다. 이 기술은 수소 생산 시 이산화탄소가 발생하지 않고, 가스 그리드를 활용해 위치와 규모의 제약 없이 대용량의 수소를 생산한다. 또한 부산물인 고부가 탄소 소재 생산을 통해 수익창출이 가능하므로, 최근 전 세계적으로 활발한 기술개발이 진행되고 있다. 주관기관인 전력연구원은 이산화탄소 포집기술 및 발전기술 분야에서 확보한 금속 촉매기술과 유동층 공정기술을 활용해 열화학적 메탄 분해 수소 생산기술의 핵심 소재와 시스템을 개발할 계획이다. 발전사는 운영 중인 수소 발전시스템을 활용해 블루수소 발전 연계기술 등을 확보할 예정이다.

전력연구원 관계자는 “열화학적 메탄 분해 수소 생산기술은 기존 수소 생산기술이 가진 고비용과 온실가스 배출의 문제를 모두 해결할 수 있는 기술로서, 저비용의 대용량 친환경 수소가 필요한 차세대 수소-전력산업 실현에 크게 이바지할 것이다”며 “수입 의존도가 높은 국내 탄소 소재 산업에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대한다”고 밝혔다.

용어

･수소생산방식:수소는 그 생산 방식에 따라 그린, 그레이, 브라운, 블루수소 등 4가지로 구분된다. ▷그린수소는 태양광이나 풍력 등 재생에너지에서 나온 전기로 물을 전기분해해 생산한 수소를 ▷그레이수소는 천연가스를 고온·고압 수증기와 반응시키는 개질수소와 석유화학 공정에서 발생하는 부생수소를 ▷브라운수소는 갈탄·석탄을 태워 생산하는 개질수소를 ▷블루수소는 그레이수소를 만드는 과정에서 발생한 이산화탄소를 포집·저장해 탄소 배출을 줄인 수소를 말한다.

추출수소 : CH4 + 2H2O(or O2) → 4H2 + CO2

블루수소 : CH4 → 2H2 + C