일본산업뉴스요약

세계를 리드하는 일본 : 탈(脫) 탄소 기술 (하)
수소제조
재생에너지 전기로 CO₂ 제로

후쿠시마(福島) 현 나미에초(浪江町)에서 2020년, 재생에너지로 생산되는 전기로 물을 분해해 수소를 제조하는 설비가 가동될 예정이다. 실증실험용이지만, 1만킬로와트(kW)의 전기가 투입되는 세계 최대 규모이다.

이것은 신에너지∙산업기술종합개발기구(NEDO)의 주도 하에 도시바, 도호쿠(東北)전력, 이와타니(岩谷)산업의 3개 기업이 참여하는 실증 프로젝트의 일환이다. 현재, 가정용 연료전지 ‘에너팜(Ene Farm)’과 연료전지차에 공급되는 수소는 가스의 리포밍을 통해 제작되기 때문에 CO₂가 배출된다. 반면, 재생에너지로 만들어지는 전기를 이용해 분해 장치를 작동시켜 물에서 수소를 제조하는 ‘Power to Gas’의 경우, 카본 프리(CO₂ 배출 제로) 에너지가 된다.

수소제조장치가 가동되는 2020년은 지구온난화 대책을 위한 국제 조약인 ‘파리 협정’이 시행되는 해이고 도쿄올림픽도 개최된다. 이번 나미에 정에서의 실증 프로젝트는 CO₂를 배출하지 않는 ‘탈(脫) 탄소’기술로써 국제사회의 주목을 받고 있다.

프로젝트 매니저인 NEDO신에너지부의 오다이라(大平) 주임연구원은 “단순히 재생에너지를 통해 수소를 만들고자 하는 것이 아니다. 재생에너지 발전(發電)의 균형을 맞추려는 것이다”라고 이번 사업의 목표를 말한다.

날씨에 의해 태양광 및 풍력 발전이 전기를 과잉 공급할 경우, 전력 계통의 수급 균형이 깨진다. 재생에너지를 통해 전기가 과잉 생산되었을 시점에서 수소제조장치가 작동된다면 여분의 전기가 소비되어 수급의 균형이 유지된다. 재생에너지는 일시적으로 수소의 형태로 저장되고 필요 시 연료전지에 투입되어 다시 전기로 이용된다. 수소 제조만이 아닌 재생에너지의 결점을 보완해주는 수단으로도 Power to Gas가 활용되는 것이다.

NEDO는 홋카이도, 센다이(仙臺) 시, 야마나시(山梨) 현에서도 실증실험을 추진한다. 홋카이도에서는 풍력발전의 전기로 수소를 제작해 수송, LP가스와 혼소(混燒)해 열을 이용한다. 센다이에서는 정수장의 태양광 패널에서 만들어진 전기로 수소를 만들어 저장하고, 연료전지를 통해 전기로 환원해 사용한다. 정수장 내에서 수소의 ‘제작’, ‘저장’, ‘사용’이 다 이루어지는 것으로, “이것을 대규모화한다면 멀리 떨어진 섬 등의 전기 공급원이 될 수 있을 것이다”(오다이라 주임연구원).

모든 실증실험에서는 채산성을 검토해 사업화될 수 있는지 여부를 판단한다. 오다이라 주임연구원은 “과제는 누가 전체 시스템을 구축할 수 있는가 이다. 시스템 구축에 필요한 힘을 길러나갈 계획이다”라고 말한다.

유럽에서도 Power to Gas 연구가 활발히 추진되고 있다. 탈탄소화를 위해 2040년까지 40조달러 이상 규모의 에너지 투자가 필요하다는 시산도 있다. 전세계 탈 탄소 비즈니스 쟁탈전이 이제 막 시작되고 있는 가운데 일본의 시스템 능력이 시험대에 오르게 될 것이다.

▶ NEDO의 주요 ‘Power to Gas’ 실증 사업

 -- 연재 끝 --