올해 상반기 중 3680억 규모 예타 신청 계획
100MW급 고온수전해(SOEC) 기술·시스템 개발
관건은 ‘kg당 4000원 이하에 수소생산 실증’

원자력을 이용한 국내 수소생산 실증사업이 첫발을 뗀다. 경북 울진에 수소에너지 실증 및 생산단지를 조성하고, 인근 한울원전에서 생산된 전력과 열, 재생에너지를 연계해 kg당 4000원 이하에 대규모의 수소 생산을 실증한다.

지난 14일 업계에 따르면 현재 타당성 연구용역이 진행 중인 ‘원자력 활용 그린수소 생산·실증단지’ 조성 사업은 올해 상반기 중으로 산업통상자원부와 과학기술정보통신부에 예비타당성 조사를 신청한다.

이 사업은 지난해 11월 국토교통부가 확정한 동해안권 종합발전계획(2021~2030년)에 따라 조성되는 동해안수소경제벨트의 일환으로 추진되며, 예타 통과 후 7년 동안 총 3680억원을 투입해 경북 울진에 수소에너지 실증 및 생산단지를 조성하는 것을 주된 내용으로 한다.

오는 2030년까지 신한울 3·4호기 부지 인근에 한울원전과 연계한 5MW급 저온수전해 수소생산 시스템 구축 및 실증(1단계)과 국내 기술을 이용한 50kW급 고온수전해(SOEC; Solid Oxide Electrolysis Cell) 시스템, 해외 기술 도입을 통한 100MW급 SOEC 시스템 개발 및 실증(2단계)을 단계적으로 추진한다.

특히 2단계인 SOEC 개발 및 실증은 이 사업의 핵심으로 꼽힌다.

원전의 증기열을 활용한 SOEC 기술은 저온수전해 대비 20~30%가량 전기 생산효율이 높은 것으로 알려져 있다.

가동 중인 원전의 증기열은 통상 280도에 그치기 때문에 일반적으로 750도까지 추가로 가열해야 하는데, 이 경우 kg당 4000원 이하로 수소 생산이 가능한지를 실증하는 게 관건이다.

이밖에 수소 생산용 고온가스로(HTGR; High Temperature Gas Reactor) 기본설계 개발도 이 사업에 포함돼 있다. 기본설계는 국가사업으로 추진하되 인허가 및 후속설계, 건설 등은 추후 민간재원으로 추진할 계획이다.

HTGR을 활용한 수소생산은 750도에 달하는 고온의 증기를 활용해 대량의 수소를 생산하는 고효율 에너지 생산기술로, 한국원자력연구원과 현대엔지니어링이 미국 USNC와 협력해 캐나다 토론토 북동부에 위치한 초크리버 연구소에 초도호기 건설 프로젝트를 진행 중이다.

경북도 관계자는 “경북 울진은 국내 원전 최대 보유지역(8기)으로 지리적으로 인근 원전을 최대한 활용할 수 있는 데다 삼척시에는 ‘동해·삼척 액화수소 클러스터’가, 포항시에는 ‘수소·연료전지 발전 클러스터’가 각각 들어설 예정이기 때문에 대규모 수소 생산과 소비가 가능한 최적의 입지”라고 설명했다.