한전기술ㆍ日 JGC 등과 협력
친환경 합성가스 생산기술 완성

'가스화'로 1t당 최대 1800kg 생산가능
‘원가 2000원’대로 낮출 수 있어

대기업 중심 목표달성 공급보다
지자체와 손잡고 생산 구조 구축

우석이엔씨의 합성가스 기반 수소생산플랜트 및 충전소 조감도 / 우석이엔씨 제공

[대한경제=김희용 기자] 탄소중립은 글로벌 트렌드이자 지속가능 기업으로 성장하기 위한 필수 요건이다. 이에 대응하는 가장 확실한 에너지원은 ‘수소(H2)’다. 하지만 수소는 자연 상태에선 독립적으로 존재하지 않고 대부분 여러 원소와 결합한 화합물 형태로 존재한다. 따라서 에너지원으로 만들려면 별도의 생산과정을 거쳐야 하는데, 비용이 많이 들고 기술도 까다롭다.

우석이엔씨(회장 최용기)는 폐플라스틱 등 유기성 폐기물을 수소ㆍ화학 원료로 탈바꿈시겨주는 수소 전문기업이다. 고등기술연구원과 한국전력기술, 일본 JGC 등과 손잡고 지난 2020년 연구를 시작해 친환경 합성가스 생산기술을 완성했다.

우석이엔씨의 신기술은 플라스틱 펠릿(조각)을 고온의 증기 및 산소와 반응시켜 1600도 이상에서 합성가스로 전환, 냉각ㆍ정제ㆍ분리 과정을 거쳐 수소와 일산화탄소(CO)를 생산하는 방식이다. 질소산화물, 황산화물, 다이옥신 등 환경오염물질 발생을 원천적으로 방지하고, 이산화탄소 배출을 최소화할 수 있는 자원순환 기술이다.

우석이엔씨의 합성가스를 이용한 연료 및 원료제조 공정 / 우석이엔씨 제공

석유화학 공정이나 철강 등을 만드는 과정에서 부수적으로 발생하는 ‘부생수소’, 천연가스를 고온ㆍ고압에서 분해해 생성하는 ‘개질수소’, 물을 전기 분해해 수소를 만드는 ‘수전해’ 방식보다 훨씬 생산설비가 단순하고 경제적이다.

최용기 우석이엔씨 회장은 “열분해 가스화 기반 합성가스 생산 기술은 반응제로 사용하는 증기와 산소 공급량의 조절을 통해 플라스틱 1톤(t)당 최대 1800㎏의 수소를 생산할 수 있다는 점에서 수소 생산 원가를 ㎏당 2000원대로 낮출 수 있다”고 설명했다.

우석이엔씨에 따르면 울산에서 생산되는 부생수소를 활용한 SOFC(고체산화물연료전지) 발전소 효율(43%)을 적용할 경우 1.27메가와트시(㎿h)의 전기를 생산할 수 있어 산업시설 및 전기차 충전에 활용할 수 있다. 특히 소형~대형 설치가 가능한 지역분산형 혁신기술로, 고순도 일산화탄소를 다량 생산해서 철강ㆍ화학산업, 반도체 분야에도 쓸 수 있다.

이러한 기술은 정부가 목표로 하는 수소경제 실현을 앞당길 수 있는 단초가 될 것으로 기대된다.

정부는 2019년 ‘수소경제 활성화 로드맵’, 2021년 ‘수소선도국가 비전 선포’ 등 수소산업 육성과 수소 인프라 구축을 통해 글로벌 수소 경제를 이끈다는 비전을 발표한 바 있다. 문제는 방법이다. 1차 수소경제 이행 기본계획에 따르면 2050년 국내 수소 필요량 2800만t 중 80%가 넘는 2300만t을 해외에서 들여와야 한다. 그러나 수입하는 수소는 기체상태의 수소를 영하 253도로 액화시켜 운송해야 하고, 다시 이 원료를 변환하는 과정을 거쳐야 한다. 이 과정에서 수소 에너지의 35% 이상이 손실되고, 여러 단계를 거치면서 비용이 늘어 가격 경쟁력이 떨어진다.

우석이엔씨 최용기 회장 / 사진 : 김희용기자

최 회장은 정부의 수소 정책 전환이 필요하다고 주문했다. 대기업 위주의 목표 채우기식 수소 공급보다 지방자치단체와의 협업을 통해 지역 단위 수소생산 구조를 구축할 경우, 훨씬 낮은 단가로 수소 공급이 가능하다는 것이다.

최 회장은 “지자체가 재활용 선별시설에서 발생하는 폐플라스틱을 제공하고, 합성가스 수소생산 플랜트 건립을 위한 부지 및 인허가만 지원해준다면 규모ㆍ분담 비율에 따라 수소를 5000원대까지 공급할 수 있다”며 “수입에 의존할 경우 ㎏당 만원대인 생산 단가를 획기적으로 낮출 수 있을 뿐만 아니라 수소 마더스테이션 설치 후 수소충전소에 직접 공급 및 튜브트레일러ㆍ파이프로 인근 수요처에 공급할 수 있다는 점에서 안정적인 수급이 가능해진다”고 강조했다.

김희용 기자 hyong@

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