우크라이나 전쟁이 앞당긴 '그린수소'…'에너지 안보' 걱정 끝[미래on]

'에너지 안보' 그린수소 시계 빨라져…2025년 첫 생산
캐나다-독일 '수소동맹'…그린암모니아로 전환해 이동

[편집자주] 기술·사회·산업·문화 전반의 변화가 가속화하고 있다. 산업·문화 혁신과 사회·인구 구조 변화 등 여러 요인이 유기적으로 맞물린 현상이다. 다가오는 시대에 성공적으로 대처하려면 현재를 진단하고 미래를 가늠해 보는 지혜가 필요하다. 이를 위해 뉴스1은 세상 곳곳에서 감지되는 변화를 살펴보고 어떤 식으로 바뀌는지 '미래on'을 통해 다각도로 살펴본다.

올라프 숄츠 독일 총리가 지난해 8월22일(현지시간) 에너지 공급망을 찾기 위해 캐나다를 방문해 몬트리올에서 저스틴 트뤼도 총리와 만나 악수를 하고 있다. ⓒ AFP=뉴스1 ⓒ News1 우동명 기자

(서울=뉴스1) 전준우 기자 = '그레이·블루·그린'

전 세계가 이상 기후로 몸살을 앓으며 지구온난화를 막기 위한 '탄소 중립'은 더 이상 선택의 문제가 아니다. 탄소중립의 핵심 수단 중 하나인 '수소'는 생산방식과 친환경성 정도에 따라 그 수소의 색깔을 부여받는다.

현재 전 세계에서 생산되는 수소의 95%는 천연가스를 고온·고압에서 분해해 얻는 그레이수소다. 그레이수소는 비용이 저렴하지만, 탄소를 배출하는 단점이 있다.

블루 수소는 탄소 포집 기술 등을 활용해 탄소 배출을 줄인 수소다.

그린수소는 태양광, 풍력 등 재생에너지로 물을 분해해 얻는 수소로 생산 과정에 탄소 배출이 전혀 없다.

◇'에너지 안보' 확립 나선 유럽…그린수소 2025년 첫 생산

그동안 그린수소는 먼 미래로 느껴졌다. 당초 생산비용이 높아 2030년은 돼야 경제성을 확보할 것으로 예상됐으나 러시아-우크라이나 전쟁 이후 천연가스의 가격이 천정부지로 치솟으며 유럽 국가들이 '에너지 안보' 확립을 위해 발 벗고 나섰다. 그린수소 상용화 시계가 빨라지며 2025년에는 첫 생산이 가능할 전망이다.

천연가스를 원료로 하는 그레이수소, 블루수소의 경우 들쑥날쑥한 가스 가격에 따라 수소 가격도 변동이 심했다.

불확실성이 커지는 상황에서 그린수소 공급처와 기술 확보가 오히려 안정적인 에너지 수급을 가능케 할 수 있다는 평가가 나온다.

캐나다와 독일 양국 정상은 지난해 8월 대서양을 가로지르는 수소 공급망 구축을 목표로 양국 간 '수소동맹'을 맺었다. 2025년부터 캐나다에서 생산된 수소를 독일에 공급하기로 했다.

특히 독일은 2030년까지 90억 유로(12조6400억원)를 투자하며 수소경제로의 전환에 사활을 걸고 있다. 2030년 수소 에너지의 수요가 90~110테라 와트시(TW)로 예측되는 데 반해, 충분하지 않은 자연환경 탓에 그중 자체 생산량은 13~16%에 그칠 것으로 보고 있다.

이에 독일은 수소 생산국보다는 수소를 수입하는 데 유리한 국가가 되는 방법을 택하고 수소를 매개체로 한 다양한 나라와의 협력체계를 구축하고 있다. 그중 캐나다는 독일에 위치적으로도, 가격 측면으로도 경쟁력 있는 파트너라 할 수 있다.

그린수소 상용화 1단계 프로젝트(SK에코플랜트 제공).

◇캐나다-독일 '수소동맹'…SK에코플랜트, 핵심 플레이어로

이 프로젝트에는 국내 건설사도 핵심 플레이어로 참여한다. SK에코플랜트(003340)는 캐나다 월드에너지GH₂와 함께 캐나다 뉴펀들랜드 래브라도의 스티븐빌 지역에 기반을 둔 대규모 그린 수소 상용 프로젝트를 진행 중이다.

캐나다 최동단에 있는 뉴펀들랜드섬에서 풍력발전 기반으로 탄소배출 없이 그린수소를 생산하고, 그린 암모니아로 변환해 북미 대륙에서 유럽 대륙까지 이동하는 대규모 사업으로 총 3단계 중 1단계 사업비만 45억달러(USD, 약 6조원) 규모에 달한다.

각 프로젝트가 경쟁하는 현재 상황에서 가장 먼저 그린수소를 상용화하는 선두 주자 급 프로젝트에 참여했다. 전기 생산을 위한 육상 풍력발전 약 1GW, 그린수소 생산을 위한 고체 산화물 수전 해기(SOEC)와 고분자전해질 수전 해기(PEMEC) 등 총 600MW가 구축된다.

그린수소는 직접 에너지원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 연료전지를 통해 다시 전기를 만들어 냄으로써 장기간, 대용량 저장이 어려운 전기의 특성도 극복할 수 있다.

최근 전력망이 부족해 생산된 전기를 제대로 활용하지 못하는 일부 지역의 태양광 발전 활용 극대화에도 그린수소 생산 시스템이 이바지할 수 있다.

그린수소 생산을 위한 수전해 설비 조감도(SK에코플랜트).

◇그린수소→그린 암모니아로 전환해 북미-유럽 대륙 이동

그린수소를 저장성이 높은 그린 암모니아로 전환하는 프로젝트도 함께 추진 중이다. 재생에너지 기반 그린수소 생산·저장은 물론 그린 암모니아 전환을 통한 북미-유럽 대륙 간 이동까지 한 번에 수행하는 계획이다.

뉴펀들랜드섬에서 연간 생산되는 6만 톤가량의 그린수소를 약 36만 톤의 암모니아로 전환하는 그린 암모니아 플랜트를 건설하고 있다.

수소 원자 3개와 질소 1개가 결합한 화합물인 암모니아(NH₃)는 제조 과정이 단순하고 상온에서 쉽게 액화돼 수소의 저장, 운반체로 주목받고 있다.

단위 부피당 저장용량도 액화수소보다 1.7배가량 크다. 일반 암모니아는 이미 산업용, 농업용으로 각국에서 활용되고 있어 기존 저장∙운송 기반을 이용해 유통할 수 있는 것도 장점이다.

그린수소 생산은 2025년 3월, 그린 암모니아 생산은 2026년 3월이 목표다. 수소 생산의 경우 먼저 상용화된 알칼리 수전해 방식이 아닌 고도화되고 순도 높은 수소를 생산할 수 있는 고체 산화물 수전해기(SOEC)와 고분자 전해질 수전해기(PEMEC) 등이 적용된다는 점 역시 주목을 받고 있다.

이왕재 SK에코플랜트 에코에너지BU 대표는 "뉴지오호닉을 통해 2025년 그린수소 생산, 2027년 그린 암모니아를 수출할 수 있을 것"이라며 "그린수소의 미래를 수십 년 앞당긴 프로젝트로, 이 과정에 SK에코플랜트가 기여하고 있다"고 강조했다.

junoo5683@news1.kr