webzine vol.39

수소 혼소 발전이란 LNG와 수소를 섞어 연소시켜 전기를 생산하는 방식이다. 설비를 새롭게 만들 필요 없이 기존의 설비를 개조해 사용할 수 있고, 이산화탄소 배출을 감축할 수 있다는 장점이 있다. 100MW급 가스터빈 기준, LNG 65% + 수소 35%로 전기를 생산하면 이산화탄소 배출량을 14% 줄일 수 있다. 수소 비중을 70%로 높이면 이산화탄소 배출량을 37% 감축할 수 있다. 물론, 수소를 100% 연료로 사용할 경우 이산화탄소가 전혀 발생하지 않는다. 산업통상자원부는 2021년 11월, 한국전력, 발전공기업과 수소·암모니아 발전 실증 추진단을 발족했다. 정부는 2028년까지 150MW급 50% 혼소 실증을 완료하고, 2035년에는 30% 이상 혼소를 상용화하며, 2040년에는 30~100% 혼소 또는 전소를 상용화한다는 목표다. 한국가스공사 경제경영연구소는 “수소 100% 발전 기술이 개발·상용화되기 전까지 수소 혼소 발전은 수소사회 진입을 연결하는 역할을 하며 그 비중이 점차 증가할 전망”이라고 밝혔다.

석탄에 암모니아를 섞어 전력을 생산하면, 수소 혼소 발전과 마찬가지로 온실가스 발생량을 저감할 수 있다. 암모니아 혼소 발전 역시 있는 설비를 개조하면 되기 때문에 새로운 설비가 필요하지 않다. 일본의 경우, 석탄, LNG, 연료전지 등 발전 전 분야에서 암모니아 연소 기술에 대한 기초 실증을 완료했고, 2024년까지 1GW급 석탄발전소를 대상으로 암모니아 혼소 실증을 완료할 계획이다. 우리나라는 2021년 10월 발표한 ‘2030년 NDC(국가 온실가스 감축목표) 상향안’에 2030년 암모니아 발전이 총 발전량의 3.6%(22.1TWh)를 차지하도록 반영했다. 2027년까지 석탄 80% + 암모니아 20% 혼소에 대한 실증을 완료하고, 2030년에는 전체 석탄 발전(43기)의 절반 이상인 24기에 20% 혼소 발전을 적용해 상용화할 계획이다. 이와 함께 석탄 발전에 암모니아 혼소 발전을 실질적으로 적용하기 위해 2022년 암모니아 저장시설을 구축할 예정이다.

수소와 암모니아는 탄소가 없는 무탄소 연료다. 수소 발전(혼소 또는 전소), 암모니아 발전(혼소 또는 전소)의 가장 큰 장점은 발전 설비와 송배전선로 등 기존의 전력 인프라를 활용하면서, 온실가스를 감축시켜 탄소 중립에 기여할 수 있다는 점이다. 무엇보다 바람이 불지 않으면 전기를 생산할 수 없는 풍력, 날씨가 흐리거나 비가 오면 전기 생산이 불가능한 태양열·태양광 등 재생에너지의 변동성에 대처할 수 있는, 탄소 중립을 달성할 수 있는 필수 대안으로 평가받고 있다. 정부는 2022년 1분기에 수소·암모니아 발전 로드맵을 마련하겠다고 밝혔다. 국내의 우수한 화력발전 인프라, 우수 인력과 기술을 바탕으로 세계 1위의 수소·암모니아 발전 국가로 도약하기 위해 박차를 가하고 있다.