열화학적 전환공정을 통한 그린수소 생산기술 및 전망

Current status and perspective of green hydrogen production technologies with thermochemical conversion

지구온난화문제와 더불어 COVID-19 사태로 인해 에너지산업 전반에 재편이 논의되고 있는 가운데 세계 주요 국가들은 수소경제 주도권 확보를 통해 코로나로 인한 일자리 문제를 해결하는 동시에 저탄소 경제구조로의 전환을 극적으로 모색하고 있다. 최근 EU는 2030년까지 1,400억 유로 규모의 수소산업 육성 방안을 발표하였고, 미국도 2050년 7,500억 달러 규모 수소경제 조성 목표를 발표한 바 있다. 우리나라도 2019년 발표 된 수소경제 활성화 로드맵에 따라 수소산업 육성에 공격적인 투자를 진행하고 있으며, 현재 연간 13만 톤 규모의 수소 수요가 2030년 194만 톤, 2050년 526만 톤으로 확대될 것으로 예상되고 있다. 정부 로드맵에 따르면 현재 부생수소 및 추출수소에 전량 의존하고 있는 수소 생산 방식을 2040년 전체수요의 70%이상을 이산화탄소 발생이 없는 그린수소로 전환할 계획이다. 재생에너지 연계 수전해 시스템이 대표적인 그린수소 생산기술로 각광받고 있으나 수전해 기술의 성숙도와 재생에너지 보급 전망을 고려하면 중단기적으로 그린수소를 대량으로 생산할 수 있는 기술이 필요하며 열화학적 전환 공정을 통한 그린수소 생산은 가장 효과적인 방안의 하나이다. 열화학적 전환공정을 통한 그린수소생산 기술은 지구상에서 가장 큰 수소자원인 탄화수소와 물에서 CO2-free 조건으로 탄소를 제거하여 수소를 생산하는 다양한 기술적 접근을 제공할 수 있다. 대표적으로 바이오매스 가스화, 바이오가스 개질, 열화학적 사이클 활용 수분해 기술을 들 수 있으며 이러한 공정은 CCUS 기술과 연계되어 화석연료를 대상으로 한 블루수소 및 청록수소 생산에 활용될 수 있다. 본 발표에서는 열화학적 전환공정을 통한 그린수소 생산기술에 대한 연구개발 현황과 향후 전망에 대해 소개하도록 한다.