호주 최대 화석연료 시설, ‘수소 생산 전진기지’ 변신 시도

[리셋! 에너지 안보] <16> 세계 ‘화석→ 수소’ 실험 중

로이 양 A 석탄화력발전소 부지 내 위치한 HESC 프로젝트 수소 생산 시설. HESC 제공

호주 멜버른에서 차로 2시간 걸려 도착하는 라트로브(Latrobe) 계곡은 호주가 자랑하는 천연자원의 보고다. 땅을 파기만 해도 석탄의 한 종류인 ‘갈탄’이 나온다. 갈탄 광산 바로 옆에는 호주 최대 전력회사인 AGL에너지 소유의 ‘로이양(Loy Yang)A’ 석탄화력발전소가 있다. 이곳에서 호주 빅토리아주 전체 전력 공급량의 약 30%가 생산된다.

화력발전 대신 선택한 수소 생산

로이양A 화력발전은 단일 시설 기준으로 호주에서 가장 많은 온실가스를 배출한다. 지난 11일(현지시간) 찾은 로이양A 화력발전시설은 거대한 굴뚝마냥 우뚝 선 채 쉴 새 없이 하얀 증기를 뿜어내고 있었다. 이 때문에 로이양A 화력발전은 폐쇄 결정이 내려졌다. 지난 5월 선거를 통해 집권한 호주 노동당은 2050년까지 온실가스 실질 배출량을 ‘0’으로 만들겠다고 선언했다. 정부 기조 변화와 맞물려 AGL에너지는 지난달 29일 이 시설을 당초 예정보다 10년이나 앞당긴 2035년에 폐쇄하겠다고 밝혔다.

문제는 갈탄 광산 폐쇄에 앞서 환경오염을 막기 위한 복구 작업을 해야 한다는 점이다. 이 작업에는 천문학적 비용이 필요하다. AGL에너지는 2036년까지 재생에너지에 200억 호주달러(약 17조8784억원)를 투자할 계획이다. 대규모 투자를 해야 할 상황이라 향후 이 비용을 감당할 수 있을지 불분명하다. 화력발전과 함께 관련 일자리가 사라진다는 점도 우려되는 부분이다.

이런 가운데 일본 가와사키중공업과 전력회사인 제이파워(Jpower) 등이 주도하는 컨소시움에서 진행한 ‘수소에너지공급망(HESC)’ 프로젝트가 대안으로 주목받고 있다. 갈탄으로 수소를 생산하는 이 프로젝트에는 일본·호주 정부의 전폭적인 지원 아래 5억 호주달러(약 4470억원)가 투입됐다. 프로젝트 성공으로 일본은 자국에서 쓸 수소 에너지를 확보해 온실가스 배출을 줄일 수 있는 길이 열렸고, 호주는 갈탄의 또 다른 활용 방안을 찾을 수 있게 됐다.


실험 성공한 ‘갈탄 수소’ 생산·운송

호주 빅토리아주 라트로브 계곡과 헤이스팅스 항구에 위치한 갈탄 수소 생산 및 액화 시설 전경. 수소에너지공급망(HESC) 프로젝트 제공

HESC 프로젝트의 핵심은 갈탄에 증기로 열을 가할 때 발생하는 합성가스에서 수소를 추출해내는 일이다. 합성가스에서 황 성분을 제거하고 탄소 포집·저장(CCS)이라는 기술로 이산화탄소를 포집하는 공정을 거치면 수소만 남게 된다. 이 수소는 순도가 99.999%에 달한다. Jpower의 크리스 존스톤 현장담당은 “99.9% 수준의 순도를 99.999%로 끌어올리는 일이 가장 어려웠다”고 설명했다.

수소 순도가 높아야 하는 이유는 기체인 수소를 액체로 바꾸는 ‘액화’ 공정 때문이다. 이 중 밀봉된 용기에 실린 고순도 수소는 차로 1시간20분 정도 떨어진 헤이스팅스 항구 인근으로 이동해 액화 공정을 거친다. 일본 가와사키중공업이 운영 중인 이 시설은 가스 상태인 수소를 영하 253도에 노출시켜 수소를 액화한다.

시범사업 단계인 만큼 생산량이 많지는 않다. 가와사키중공업 멜버른지사 책임자인 히로후미 가와조 매니저는 “하루에 250㎏ 정도를 액화할 수 있다”고 설명했다. 완충 시 6㎏의 수소가 들어가는 수소차 넥쏘 41대 정도를 충전할 수 있는 물량이다. 다만 상용화 단계에 들어가게 되면 얘기가 달라진다. 히로후미 매니저는 “상용화할 때 하루 5t 이상 액화 가능한 설비도 있다”고 설명했다.

일자리 창출 가능성도 확인했다. HESC 프로젝트가 가동되는 동안 410개의 일자리가 만들어졌다. 상용화 단계가 되면 더 많은 일자리가 만들어질 수 있다.

日 외 韓·獨·印도 눈독…관건은 경제성

HESC 프로젝트 관련 시설은 시범사업 성공이라는 목표를 달성한 뒤 사실상 가동을 중지한 상태다. 그럼에도 이곳을 찾는 발길이 끊이지 않고 있다. 지난 11일 인도 정부 관계자들이 시설을 견학했고, 조만간 한국 울산시 관계자들도 이곳을 찾는다. 독일 정부 역시 HESC 프로젝트에 관심을 표명한 것으로 알려졌다. 각국이 관심을 내비치는 데는 에너지 안보 차원에서 호주산 수소를 선점해야 한다는 계산이 깔려 있다. 라트로브 계곡의 갈탄으로 생산할 수 있는 수소는 모두 발전용으로만 쓴다고 가정했을 때 일본 전체 전력 수요를 240년간 충당할 수 있는 규모다.

공급 대비 수요 우위 시장으로 변모한 LNG 시장 상황을 고려하면 매력적일 수밖에 없는 부분이다. 수소는 LNG에 혼합해 발전용으로 사용할 수 있다. LNG발전을 사용하는 국가의 경우 LNG 수입량을 일정 부분 대체할 수 있는 것이다.

한국도 호주산 수소 확보에 관심이 크다. 한국 정부는 2050년까지 수소 사용량의 20%를 국내에서 생산하고 80%는 해외에서 수입하겠다는 구상을 밝힌 바 있다. 국내 생산만으로 수소를 충당할 수 없는 현실을 고려했다. 한국가스공사의 LNG 수입·공급 경험을 수소 수입에 활용할 계획이다. 정부 관계자는 지난 16일 “지난 정부까지만 해도 수소를 친환경에너지 확대 및 새로운 먹거리 확보 차원에서 접근했지만 최근에는 에너지 안보 차원의 중요성도 커지고 있다”고 말했다.

변수는 경제성이다. 히로후미 매니저는 “(생산하는) 수소 가격이 ㎏당 2달러 이하여야 경제성이 확보된다. 충분한 수요층이 있는 ‘규모의 경제’가 필요하다”고 했다. 현시점에서는 수소 가격이 ㎏당 2달러를 넘는다는 의미다. 상용화 시설을 짓기 위한 대규모 투자도 필요하다. 존스톤 현장담당은 “투자가 있다면 당장에도 상용화에 돌입할 수 있을 것”이라고 설명했다.

멜버른=신준섭 기자 sman321@kmib.co.kr

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