세계 각국이 지구 온난화 문제로 생긴 온실가스 배출량을 줄이기 위해 에너지효율과 재생에너지 비중을 높이는 ‘에너지 전환’ 정책을 펼치고 있다. 우리나라도 ‘수소경제 활성화 로드맵’을 통한 그린수소 확대 전략의 일환으로 재생에너지와 연계한 수전해 기술개발지원계획을 세웠다. 재생에너지 발전으로 생산한 전력으로 만든 그린수소를 사용해 간헐성이 높은 재생에너지의 전력계통 문제를 줄이고 다가올 수소경제 시대에 대비할 계획이다.

한국가스공사는 23일 대규모·고효율 수전해 기술개발을 지원하기 위해 2022년까지 MW급 재생에너지와 연계한 수전해 기술을 개발하고, 100MW급 재생에너지 발전과 연계해 그린수소를 대량 제조하는 실증사업을 계획하고 있다고 밝혔다. 

수전해는 재생에너지를 이용한 수소 제조의 대표적인 방식이다. 물의 이온화에 활용하는 전해질에 전력을 공급해 순수한 물로부터 고순도의 수소를 생산한다. 수소 제조의 전 과정에서 온실가스를 배출하지 않는 방법이다. 재생에너지로 제조한 수소를 활용하면 온실가스 감축과 미세먼지 저감 등 환경적 파급력이 크다. 한국가스공사는 2022년까지 수전해 효율을 55%에서 70%로 끌어올리는 기술 개발을 지원할 예정이다.

이미 상업화에 성공한, 저온 수전해의 대표기술인 알카라인 수전해는 전해질로 알칼리 수용액(KOH/NaOH)을 사용해 약 30~80℃에서 운전되지만 효율이 낮은 단점이 있다. 고체 산화물을 전해질로 사용해 500~900℃의 고온에서 작동하는 고체 산화물 수전해는 높은 효율을 갖지만 장기안정성, 성능열화문제로 기초연구단계에 머물고 있다.
  세계 주요 국가는 저탄소 경제성장과 에너지 자립을 위해 수소경제 사회 실현을 목표로 하고 있다. 미국 캘리포니아주 정부는 풍력발전의 잉여전력과 천연가스 인프라를 활용해 수소를 제조·공급하는 ‘윈드투에이치투(Wind2H2)’ 프로젝트를 추진 중이다. 재생에너지 강국 독일은 2030년까지 재생에너지 비중을 50%까지 확대하는 것을 목표로, 태양광 및 풍력의 잉여전력을 활용해 연간 수소 1200t을 생산하는 세계 최대 규모 수전해 플랜트를 건설 중이다. 뉴질랜드는 이미 80%가 넘는 전력 수요를 재생에너지 발전을 통해 충족하고 있고, 호주 또한 풍부한 재생에너지로 생산한 수소를 수출할 계획이다.

한국가스공사는 “태양광·풍력·지열 등 재생에너지 발전으로 생산한 에너지를 저장하는 것이 필수적인 요건이며, 이런 관점에서 수소에너지의 활용은 에너지 전환의 완성도를 높일 수 있다”며 “우리나라 실정에 맞는 재생에너지 발전, 수전해 및 연료전지로 이어지는 연계기술에 대한 각각의 시나리오와 경제성 분석을 통해 다가오는 수소경제 시대에 대비할 것”이라고 말했다.