수소 경제의 시발탄. 부생수소 발전소 - 20.07.28.

페이스북에 나온 기사를 읽다가 멋진 이야기를 들을 수 있었다. 화학 공정 상에서 만들어진 부산물을 통해 발전을 하는 친환경 발전소, 충남 서산에 있는 대산산업단지의 부생수소 연료전지 발전소 이야기이다.

1. 수소 경제 이야기

지금까지는 수소경제라 하면 계속해서 자동차 이야기만을 들어왔다. 자동차.... 좋은 이야기이다. 그러나 자동차에 수소를 싣고 다닌다? 개인적으로는 현재 기술로는 이해할 수 없는 이야기였다. 이유는 간단했다. 여전히 자동차 사고가 많이 나고 있기 때문에 자동차에 수소가 들어갈 경우, 열이나 충격에 의해 폭발할 가능성이 존재한다고 생각했다. 그리고 단순하게 전기를 충전하는 적은 시설로도 설치가 가능한 전기차와 관련된 인프라도 거의 존재하지 못하고 찾기 어려운 와중에 수소를 보관하고 충전할 수 있는 인프라가 설치가 되려고 하면 얼마나 많은 시간이 필요할지 감이 오지 않았기 때문이다. 

출처 : HMG 저널

그래서 개인적으로는 수소경제가 오기 위해서는 먼저 자율주행 자동차들이 충분히 공급이 되어서 운전 미숙에 의한 사고나 사람에 의한 사고를 최대한 막을 수 있도록 해야 도입을 시도할 수 있을 것으로 보았다. 다음으로 수소 인프라가 구축되기 전에 이미 어느정도 구축이 되어있는 전기차가 우선 공급이 되고, 기존 외연기관엔진이 전기차로 충분히 대체되었을 시기에 하이브리드 형식을 거쳐 점점 수소차 형식으로 넘어갈 것으로 생각을 했다. 내가 소비자라면 어디서 충전할 수 있을지 걱정되는 수소차를 사느니 일단 인프라가 완성되어있는 안정적인 차량을 사서 걱정업이 운행을 할 것이기 때문이다.

 

물론 앞서 말한 문제를 해결하기 위한 기업들의 노력도 상당한 것으로 보였다. 특히 현대차는 정말 많은 노력을 기울였는데, 해당 자료들이 다음의 사이트에 잘 나타나 있다. 실제로 Automotive 회로 자체가 거의 10년 이상을 바라보고 설계하기 때문에 안정적이고 거의 군용에 필적하도록 되어있다. 그러나 언제나 공학 엔지니어가 만나는 문제가 그렇듯, 문제는 소비자가 사용하면서 가이드라인을 지키지 않아 발생하는 경우가 더 많기 때문에 여전히 약간의 의구심은 지니고 갈 수 밖에 없다.

[다가온 수소사회] 안전하고 경제적인 수소전기차

그러나 이번 기사를 보면서 개인적으로는 새로운 수소경제의 접근 방법을 확인할 수 있었다. 한화 에너지와 두산, 한국동서발전의 주도하에 만들어진 이 발전소는 기존의 발전소와는 다르게 원료로 수소를 활용한다. 즉, 소비자 측면에서의 수소경제가 아닌 공급자 측면에서의 수소경제인 것이다.

2. 발전소 이야기

발전소는 정말 콜롬버스의 달걀과도 같았다. 이런식으로 사용하게 될 줄은 보기전까지는 무심코 넘겼는지도 모르겠다. 이번 발전소는 발전 원료로써 수소를 활용한다. 다른 화력이나 원자력 발전소가 열에너지를 통해서 전기에너지를 생성하기 때문에 에너지를 전환하는 과정에서 손실되는 에너지가 발생하지만, 이번 부생수소 발전소의 경우 산소와 수소가 결합하는 아주 기본적인 화학반응에 의해서 일어나기 때문에 전환 과정에서의 손실이 미미하다고 한다. 간단하게 표현하면 아래와 같다.

*기존 원자력 + 화력
화학 에너지 -> 열 에너지 -> 운동 에너지 -> 전기 에너지

* 수소 발전소
화학 에너지 -> 전기 에너지

무려, 2개의 전환 단계를 생략한다고 보면 될 것 같다. 보다 더 자세하게 알고 싶다면 한화토탈 블로그의 자료를 참고하는 것을 추천한다. 이번 발전소에서 주요 원료인 부생수소를 공급하는 업체로 친환경으로 탈피하는 멋진 한화의 모습을 잘 그리고 있다.

부산물로 만드는 친환경 에너지, 부생수소 연료전지를 아시나요?

 

3. 부생수소 이야기

그렇다면 부생수소가 무었인지에 대해서만 알면 될 것으로 보인다. 이를 위해서 HMG 저널의 자료를 참고해서 가지고 왔다.

출처 : HMG 저널 [다가온 수소사회] 수소전기차를 움직이는 힘, 수소에너지

부생수소는 여러가지 공정 중에 발생하는 부산물들 중 수소가 많이 포함되어 있는 혼합 가스를 정제하고 순도를 높여 생산된 수소를 의미한다. 우리나라에서는 크게 정유화학과 석유화학, 제철 등의 산업에서 발생한다고 하는데, 17년 기준 164만톤 정도가 생산된다고 한다. 이중에서 141만톤 가량은 부생수소 생산 업체에서 재사용하는데 활용되고, 약 23만톤 정도가 다른 업체나 산업에서 활용되고 있다고 한다.

 

정유산업은 부생수소를 활용하는 정도가 많기 때문에 외부에서 사서 쓰기도 한다고 하고, 제철산업은 연료로서 사용하고 있다고 한다. 반면 석유화학 산업의 경우, 다양한 공정에서 부생수소가 발생하기 때문에 여기서 발생한 부생수소가 다양한 산업으로 공급되고 있다고 보면 될 것 같다.

 

다른 산업의 수요처로는 제강산업, 반도체, 용접 및 절단, 유리제조, 식품 등이 있다고 나와있으며 우리나라에서는 다음의 업체들이 공급을 하고 있다고 한다. (덕양 - 약 50% // SPG // 에어리퀴드)

그러나 최근 현대제철, 한화토탈 등의 대기업 또한 공급업체로 거듭나기 위해서 노력을 하고 있다고 하니 확실히 조만간 크게 성장할 가능성이 높다고 볼 수 있을 것 같다. 보다 자세한 내용은 아래의 기사를 참고하는 것을 추천한다.

부생수소에 주목한다 ① 수소경제 포문 연 ‘부생수소’

4. 관련 회사들

두산 퓨어셀 ( 링크 )

한화 ( 링크 )

덕양 ( 상장 X )

SPG 케미칼 ( 상장 X )

에스퓨어셀 ( 링크 )

효성 화학 ( 링크 )

 

미국

린데(LIN) - 액화수소 업체