'CFE에 진심' 韓기업들의 기술, 이만큼까지 왔다

[세계가 호응하는 K-탄소중립 로드맵 'CFE']- ⑥

[편집자주] 지난 10월 'CF(Carbon Free) 연합'이 출범한 지 두 달도 안 돼 동참 의사를 밝히는 국가들이 늘고 있다. 탄소중립을 위해선 재생에너지뿐만 아니라 원전과 수소, 탄소포집·활용·저장(CCUS)을 포함한 무탄소에너지(CFE)가 확장성 있다는 판단이다. CF연합의 첫 공식 해외 무대인 제28차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP28)에서의 성과를 토대로 CFE 국제 확산 과제의 향방을 짚어본다.

무탄소에너지(CFE·Carbon Free Energy)에 대한 국제적 관심이 높아지는 가운데 한국 기업이 관련 기술연구에 속도를 내고 있다. 다양한 에너지원을 통한 탈탄소 기술개발과 함께 해외 정부·기업과 협력 등 노력을 이어가며 우리 기업들이 국제사회의 기후변화 대응을 선도하고 있다.

SK E&S, 포스코, 두산, 효성 등 국내 기업은 청정수소, 탄소포집·저장·활용 기술 개발에 앞장서며 CFE 추진을 위해 기민하게 대응하고 있다.

특히 SK E&S는 세계 최고 수준의 CCUS 기술을 확보한 기업으로 평가받는다. SK E&S는 COP28에서 탄소포집저장(CCS)을 통해 저탄소 LNG(액화천연가스)를 생산하고 이 LNG에 CCS 기술을 적용해 블루수소를 만드는 과정을 선보였다. 이미 호주와 동티모르 중간 해상의 바유운단 폐가스전을 활용한 CCS 사업도 추진하고 있다.

SK E&S가 생산한 블루수소는 기체수소 배관과 전국 액화수소 충전소에 공급돼 수소연료전지·혼소 발전, 버스나 지게차 등 수소모빌리티로 사용된다. SK E&S는 2026년 이후 보령 블루수소 플랜트에서 청정수소 연 25만톤을 생산하고 이중 20만톤을 수소발전용으로 공급할 예정이다. 국제사회와의 협력도 적극적이다. 보령 블루수소 플랜트의 성공적인 추진을 위해 제너럴일렉트릭(GE),에어리퀴드 등과 업무협약을 맺었다. GE는 보령 플랜트 혼소 발전에 쓰일 수소 터빈을, 에어리퀴드는 수소 생산 및 액화 주기기 설비 제작을 담당한다.

두산그룹 역시 원전 분야 강자다. 두산에너빌리티는 국내 460여개 협력사와 함께 한국, 미국, 중국, 아랍에미리트(UAE) 등지에서 원자로 34기와 증기발생기 124기를 납품한 경험이 있다. 소재 생산부터 유지보수를 위한 서비스 분야까지 원전산업 모든 과정에 걸친 역량을 갖췄다. 대형 원전 못지않게 SMR(소형모듈원자로) 사업도 힘쓰고 있다. 두산에너빌리티는 SMR 파운드리 회사로서 현재 다양한 SMR 혁신 설계 및 제작 기술을 개발 중이다.

해상풍력과 수소발전 사업도 진행 중이다. 두산에너빌리티는 최근 8MW급 대용량 해상 풍력 모델의 국제인증을 취득하면서 설계 목표 검증을 완료한 상태다. 두산퓨얼셀에서는 수소발전사업에도 나서고 있다. 두산퓨얼셀의 연료전지 시스템은 수소·천연가스 등을 연료로 하고 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기와 열을 생산한다. 고체산화물연료전지(SOFC)의 경우 2024년 양산이 목표고 고효율 선박용 시스템의 개발 역시 진행 중이다.

국내 기업은 수소 사업의 미래 수익성과 가능성에도 투자하고 있다. 한화파워시스템은 100% 수소만을 연료로 사용한 무탄소 발전 기술을 독자적으로 개발 중이다. 지난 4월 세계 최초 80MW 중대형급 가스터빈의 수소 혼소율 60% 발전 실증에 성공한 데 이어 지난달 100% 수소 연료만으로 가동하는 실증에 성공했다. 수소 100% 전소 실증 테스트에서 이산화탄소 발생량은 '0'이었다.

효성은 수소 밸류체인, 탄소섬유로 만든 수소탱크 등 수소 사업의 미래를 준비한다. 코오롱인더스트리는 수소모빌리티 산업에 집중하고 있다. 수소연료전지 자동차의 핵심 소재인 ' 고분자전해질막(PEM)'과 '막전극접합체(MEA)', '수분제어장치' 등 경쟁력을 갖췄다.

에너지 기업뿐만 아니라 수요기업의 노력도 일찍부터 시작됐다. 포스코그룹은 고탄소 발생 산업인 철강을 무탄소 산업으로 전환하기 위한 작업에 세계적으로 앞서 착수한 기업 중 하나다. 석탄 대신 수소를 사용해 쇳물을 생산하는 '수소환원제철소'는 내년 6월 시험설비를 착공해 2030년까지 기술 실증 완료 후 대규모 상용플랜트를 운영한다. 이를 통해 2050년까지 포항·광양 제철소의 기존 고로 설비를 단계적으로 수소환원제철로 전환해 '2050 탄소중립'을 달성한다는 목표다.

세계 철강업계에서 수소환원제철은 아직 아득한 얘기지만 포스코그룹은 기술적 우위에 섰다. 10여년 뒤 열릴 '친환경 무탄소 제철' 시대에 대비한다. 포스코그룹은 수소환원제철 기술과 근접한 자체 기술인 파이넥스(FINEX) 기술을 이미 갖춘 상태다. 포스코그룹은 파이넥스 공정을 통해 이미 수소를 25% 사용하는 유동환원로 설비를 사용하고 있다.

이세연 기자 2counting@mt.co.kr