업계뉴스

임정민 렉스이노베이션 대표

[투데이에너지] 수소경제를 이야기할 때 우리는 주로 수소차, 충전소, 발전용 연료전지, 산업용 수요를 먼저 떠올린다. 그러나 수소경제의 출발점은 활용처가 아니라 생산 방식이다.

수소를 어디에 쓸 것인가도 중요하지만, 얼마나 낮은 비용으로 안정적이고 탄소배출 없이 생산할 수 있느냐다.

그린수소가 주목받는 이유는 분명하다. 태양광, 풍력, 소수력과 같은 재생에너지 전력을 이용해 물을 전기분해하면 생산 과정의 탄소배출을 크게 줄일 수 있다. 전력과 연료, 산업 원료를 연결할 수 있다는 점에서도 그린수소는 탄소중립 시대의 중요한 선택지다. 문제는 경제성이다.

친환경적이라 해도 생산단가가 높고 운전 안정 성이 낮으면 시장은 쉽게 열리지 않는다. 이 관점에서 해상풍력은 그린수소와 가장 밀접하게 연결될 수 있는 재생에너지원이다. 해상 풍력은 대규모 전력 생산이 가능하고 해안과 항만, 산업단지와의 연계도 용이하다. 바다에서 생산된 전력을 육상 송전에 그치지 않고 연안이나 항만 인근에서 수소로 전환한다면 전력 생산과 수소 생산·저장·운송·활용을 하나의 산업 생태계로 연결할 수 있다.

특히 서남해안과 같이 해상풍력 잠재력이 큰지역에서는 이 가능성을 적극 검토할 필요가 있다. 생산된 전기를 어떻게 활용할 것인지, 계통이 받아들이지 못하는 전력을 어떻게 저장하거나 전환할 것인지, 지역 산업과의 연계까지 함께 설계해야 한다. 이 과정에서 그린수소는 중요한 연결고리가 될 수 있다.

해상풍력 확대 과정에서 가장 큰 변수 중 하나는 전력망이다. 대규모 해상풍력 전력이 생산되더라도 송전망 접속이 늦어지거나 계통 수용성이 부족하면 출력제어가 발생할 수 있다. 사업자는 전기를 생산하고도 판매하지 못할 수 있다.

전력망 확충은 반드시 필요하지만 인허가와 주민수용성, 건설 기간, 비용 문제를 고려하면 단기간에 해결되기 어렵다. 이때 재생전력을 수소로 전환하는 방식은 전력망 부담을 줄이는 하나의 대안이 될 수 있다.

전력수요가 낮거나 계통 수용성이 부족한 시간 대에 전기를 수소로 바꾸면 에너지 저장과 운송이 가능해진다. 전력망과 수소 인프라를 함께 보는 접근이 필요한 이유다.

해상풍력 기반 그린수소를 논의할 때 자연스럽게 따라오는 질문이 있다. 바다 위에서 생산된 전기를 이용해 어떤 물로 수소를 만들 것인가다. 현재 가장 현실적인 방식은 해수를 담수화한 뒤 고순도 물로 수전해에 투입하는 구조다.

그럼에도 해수 수전해 기술에 주목해야 하는 이유는 분명하다. 담수화와 전처리 공정은 비용과 유지관리 부담을 동반한다. 해상 환경에서는 부식과 염분, 습도, 접근성 문제도 고려해야 한다. 장기적으로 해수를 직접 활용하거나 전처리 부담을 줄일 수 있다면 해상풍력과 그린수소의 결합은 더욱 유연해질 수 있다.

해수 수전해는 말처럼 단순한 기술이 아니다. 바닷물에는 염소 이온과 마그네슘, 칼슘, 황산염등 다양한 성분이 들어 있다. 이러한 성분은 전극 부식과 촉매 열화, 부반응, 분리막 오염을 일으킬 수 있다. 특히 염소 이온은 수소 생산 효율을 낮추고 장치 부식과 안전 문제를 키울 수 있다.

결국 해수 수전해의 경쟁력은 촉매와 전극에서 갈린다. 해수 환경에서는 고효율만으로 부족하다. 내염성과 내부식성, 장기 안정성, 선택성이 함께 확보돼야 한다. 고가 귀금속 촉매에만 의존하는 방식으로는 대규모 산업화에 한계가 있다. 비귀금속계 촉매와 복합 금속산화물, 광물 기반 전기화학 소재 연구가 중요한 이유다.

한국 수소산업도 이제 활용처 확대 중심의 논의에서 생산기술 중심의 전략으로 더 깊이 들어 가야 한다. 해상풍력은 그린수소 생산의 중요한 전원이 될 수 있고, 해수 수전해는 해양 재생에너지를 수소산업으로 잇는 차세대 기술이 될 수 있다.

바다 위에서 생산된 전기를 수소로 바꾸는 시대, 그 경쟁력은 해상풍력 발전량만이 아니라 바닷물을 안정적으로 수소로 전환하는 기술에서 결정될 것이다.

※본란의 내용은 본지 편집방향과 일치하지 않을 수 있습니다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)