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

'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 생산그동안 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