수소·암모니아 전주기 준비하는 ‘남부발전’
수소·암모니아 전주기 준비하는 ‘남부발전’
  • 김진철 기자
  • kjc@energytimes.kr
  • 승인 2023.04.08 09:47
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사우디 등 안정적인 공급망 확보와 다양한 네트워크 구축
12.5MW급 제주 그린수소 생산설비 실증사업 본궤도 올려
암모니아 혼소 실증 필요한 암모니아 저장설비 등도 건설
한림복합발전 천연가스 배관망 활용 수소혼입사업도 추진

【에너지타임즈】 수소경제 시대가 다가오고 있다. 기후변화 등으로 탄소 중심의 화석연료 시대가 저물어 가면서 탄소 중심이 아닌 에너지인 동시에 화석연료를 직접 대체할 수 있는 유일한 수소가 대안이기 때문이다. 그래서 화석연료 최대 수요자인 발전공기업은 수소발전에 집중할 수밖에 없는 상황에 놓인 것이다.

수소발전은 가스발전을 대체할 수 있고, 수소와 질소로 구성된 수소화합물인 암모니아는 석탄발전을 대체할 수 있다. 그 결과 앞으로 열리게 될 수소경제 시대엔 수소발전이 시장을 좌우할 것으로 전망되고 있다.

기후변화 등에 따른 1차 에너지 수요가 줄어드는 반면에 전기화가 이뤄지면서 2차 에너지인 전력수요가 늘어나기 때문이다. 재생에너지가 대안이긴 하지만 간헐성 문제와 함께 공급이 수요를 따라가지 못할 수 있어서다.

게다가 발전공기업은 전력 시스템이 대용량인데다 중앙집중형으로 구축돼 있다는 점에서 보더라도 수소발전은 절대 포기할 수 없는 대안이 되고 있다.

현재 수소발전과 관련해선 기술개발이 활발하게 추진되고 있으나 수소발전 기술개발에 버금가는 중요한 것이 수소발전 연료인 수소와 암모니아를 안정적으로 공급받는 것이다.

남부발전은 수소발전의 기술개발뿐만 아니라 수소를 생산하고 수송하는 한편 저장하는 등 전주기를 중심으로 한 수소경제 시대를 준비하고 있다.

남부발전 로고.
남부발전 로고.

2021년 4월 취임한 이승우 남부발전 사장은 수소경제에 드라이브를 걸었다. 첫 행보는 발전공기업 최초로 수소를 전담하는 부서를 신설한 것이다. 이렇게 신설된 수소융합처는 수소 사업을 추진할 수 있는 기반을 닦았다.

그리고 남부발전은 2021년 7월 부산시·한화그룹 등과 부산지역에 수소경제를 실현할 수 있는 기반을 조성하는 한편 수소에너지를 중심으로 한 새로운 산업을 육성하기로 하고 수소 사업을 본격화했다.

또 3개월 뒤인 2021년 10월 남부발전은 2030년까지 수소경제에 2조7000억 원을 투입해 수소 시장을 앞서서 개척할 것이라고 선포했다.

남부발전은 수소 시장을 개척하고 선도하겠다는 비전을 수립하고 수소의 생산부터 활용까지 전주기 생태계를 구축함으로써 수소를 주력 에너지원으로 자리매김할 수 있도록 하겠다는 청사진을 그려낸 것이다.

먼저 남부발전은 수소발전과 암모니아발전의 연료인 수소와 암모니아를 안정적으로 공급받을 수 있도록 수소와 암모니아를 생산할 수 있는 다양한 네트워크를 구축했다.

2022년 11월 남부발전은 한전·석유공사 등과 함께 사우디아라비아 그린 수소·암모니아 프로젝트에 참여하기로 했다. 이 프로젝트는 사우디아라비아 현지에서 재생에너지를 기반으로 연간 120만 톤에 달하는 그린 수소와 암모니아를 생산하는 사업입니다.

이쯤 남부발전은 SK에코플랜트와 국내외 그린 수소·암모니아 생산한 위한 사업모델을 하기로 했고, CCU 기술을 접목한 저탄소 에너지솔루션 모델을 개발하고 실증하는 사업을 추진하기로 약속했다.

특히 남부발전은 제주지역 재생에너지 자원을 활용해 그린 수소를 생산하는 인프라를 구축하기로 하고 12.5MW급 제주 그린 수소 생산설비 실증사업을 2022년 9월 본격화하기도 했습니다.

이 사업은 2024년까지 수전해 설비의 설치를 완료하고 2025년부터 1200톤에 달하는 그린 수소를 생산하는 것으로 진행된다.

이와 함께 남부발전은 롯데그룹·삼성그룹 등과 그린 수소·암모니아 생산 등의 사업을 공동으로 추진하는 협력의 기반을 마련했다.

2022년 8월 남부발전은 롯데케미칼·롯데정밀화학 등과 해외 그린 수소·암모니아 생산을 위한 공동개발과 함께 암모니아 인프라 설비 운영 기술정보 교류, 수소·암모니아 활용사업 협력, 수소·암모니아 관련 공동 연구개발 등에 협력하기로 하고 협력하고 있다.

앞선 2021년 8월 남부발전은 삼성물산·남해화학 등과 암모니아를 수소 운반체로 활용하는 관련 기술개발·실증사업·해외사업 등에 협력하기로 하고 사업을 추진하고 있다.

이와 함께 남부발전은 이렇게 생산된 수소와 암모니아를 관리할 수 있는 저장시설을 건설하고 유통망을 구축하는 행보를 본격화했으며, 수소와 암모니아를 저장하고 유통하는 사업을 분리해 추진하고 있다.

2022년 4월 남부발전은 한전과 산업부의 암모니아발전 기반 인프라 구축사업자로 선정됨에 따라 3만 톤 규모의 액화암모니아 저장 인프라 구축사업을 하고 있다. 그 일환으로 400억 원을 투입해 삼척빛드림본부에 암모니아 20% 혼소 실증에 필요한 부두와 인수설비를 비롯해서 3만 톤에 달하는 암모니아 저장설비를 구축할 계획이다.

이보다 한 달 앞선 지난해 3월 남부발전은 가스공사와 수소 인프라 조성의 일환으로 천연가스 배관망을 활용한 그린수소 혼입 실증사업을 추진하기로 했다. 이 사업과 관련해서 가스공사와 한림복합발전소 천연가스 공급 배관 수소 혼입 사업과 수소 사업 경쟁력 확보를 위한 기술개발 등을 추진하고 있다.

이뿐만 아니라 남부발전은 발전공기업 최초로 LNG저장시설을 건설하는 프로젝트를 추진하고 있다. 이 프로젝트는 하동빛드림본부에 LNG 저장시설 2기와 부대시설을 건설하는 것으로 남부발전은 1호기 2027년 12월, 2호기 2028년 12월을 목표로 설정하고 본격적인 건설에 돌입한 바 있다.

수소를 활용하는 측면에서 남부발전은 속도를 내고 있다. 안정적으로 확보한 수소와 암모니아를 소비할 수 있는 기반을 마련하고 있는 것이다.

남부발전은 수소와 암모니아를 연료로 하는 수소발전과 암모니아발전의 혼소를 중심으로 기술개발을 추진하고 있다.

2023년 1월 남부발전은 두산에너빌리티 등 8곳 기관과 수소터빈의 개발과 실증을 추진하는 드림팀을 꾸렸다. 이들은 2027년까지 380MW급 수소를 연소할 수 있는 기술을 개발하고 실증하는 것이 이들의 역할이다.

이를 바탕으로 남부발전은 세종에 건설 중인 가스복합발전소에 수소를 50%까지 혼소할 수 있는 가스터빈을 도입할 계획이며, 전국에서 운영 중인 가스복합발전소에 순차적으로 전환할 방침이다.

암모니아발전과 관련해서 남부발전은 기존의 석탄발전소 보일러 개조작업이 완료되는 2025년부터 석탄발전 1기에 암모니아를 20% 혼소해 전력을 생산하겠다는 목표를 설정했다.

이뿐만 아니라 2022년 6월 남부발전은 두산퓨얼셀 등과 청정수소 연료전지 개발 프로젝트를 추진하고 사업을 추진하고 있다.

그 일환으로 남부발전은 연료전지 연계 CCU 기술개발과 연료전지를 청정연료전지로 전환, 암모니아 연료전지 실증사업 등의 사업화를 추진하고 있다.

남부발전 하동 LNG터미널 모형.
남부발전 하동 LNG터미널 모형.

 


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