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한국전력공사

2020년 10월 정부는 탄소 중립을 선언하고, 국가 온실가스를 줄이기 위해 구체적인
탄소 중립 계획을 세웠다. 탄소 중립이란 탄소 순 배출량이 ‘0(영)’이 되는 상태를 말한다.

배출한 만큼의 탄소를 과학 기술을 이용, 다시 흡수함으로써 실질 배출량을 ‘0’으로 만들어 지구온난화를 막는 것이다.  ‘넷 제로(net zero)' ‘탄소 제로 (carbon zero)’
‘배출 제로’라고도 한다.

정부는 탄소 중립 실현을 위해 '에너지 전기화'를 비롯해 태양광·풍력 등을 활용한 재생에너지 발전 확대, 탄소를 기반으로 한 발전소의 연료를 무탄소 연료로 바꾸는 에너지 연료 전환을 추진하고 있다. 이 세 분야 가운데 한국전력공사는 에너지 연료 전환에 속도를 내고 있다. 탄소를 배출하지 않는 무탄소 연료를 활용해 기존 화석연료 기반 화력발전소를 '탄소 제로 발전소'로 바꿔 탄소 중립에 힘을 보태겠다는 것이다.

◇2050년 모든 화력발전소는 '무탄소 발전소'로

현재 국내에는 화석 연료인 석탄을 연료로 쓰는 석탄발전소와 액화천연가스(LNG) 등으로 가동하는 가스복합 화력발전소(가스발전소)가 있다. 한전 관계자는 "이들은 지구온난화 주범인 이산화탄소(CO2) 배출량이 많아 친환경 연료로 바꿔야 한다는 목소리가 높다"며 "이에 따라 탄소 중립을 위해 이산화탄소를 배출하지 않는 연료가 주목받고 있다"고 했다. 최근 급부상하는 무탄소 연료는 '수소'와 '암모니아'다. 한전은 두 연료를 활용해 2050년까지 국내 모든 화력발전소의 '넷 제로'를 실현한다는 목표를 세우고, 연구·개발을 진행하고 있다. 계획에 따르면 수소와 암모니아는 각각 전국 가스발전소와 석탄발전소의 주력 연료를 대체할 예정이다.

이종민 한전 전력연구원 수석연구원은 지난 28일 본지 통화에서 "석탄과 LNG를 단계적으로 줄이면서, 수소와 암모니아를 활용하면 탄소가 그만큼 줄어든다"며 "수소와 암모니아 비중을 2035년 20~30%, 2050년에는 100%로 끌어올리는 게 목표"라고 말했다. 계획대로라면 2050년까지 모든 화력발전소에 무탄소 연료를 적용할 수 있다.

한전은 무탄소 발전 기술 상용화를 위해 지난해 7월 수소에 이어 올해 2월 암모니아 '혼소기술' 연구에 돌입했다. 현재 0% 수준인 수소와 암모니아 혼소율은 30여 년 뒤 100%(전소)까지 끌어올릴 방침이다. 혼소율은 기존 화석 연료 대비 무탄소 연료 혼합 비율을 말한다. LNG를 80% 넣고, 수소를 20% 넣으면 혼소율은 20%가 된다.

연구를 맡은 전력연구원은 연구 개발 결과물을 실제 발전소에 시험 적용하는 실증 단계를 거쳐 상용화에 나설 방침이다. 상용화 시점은 암모니아는 2030년, 수소는 2035년이다. 다만 당장 상용화 기술을 모든 발전소에 적용하는 것은 아니다. 우선 상용화 시점에는 석탄발전소 43기 중 24기의 암모니아 혼소율을 20%, 가스발전소 96기 중 9기의 수소 혼소율을 30%로 높일 계획이다. 이후 2050년까지 석탄과 LNG를 퇴출하고 수소와 암모니아만을 사용해 모든 화력발전소를 운영하겠다는 게 한전의 계획이다.

◇세계 1위 암모니아·수소 발전 국가로 도약

무탄소 발전 기술은 탄소 중립에 중추적인 역할을 할 전망이다. 탄소 중립을 선언한 정부는 2030년까지 전 산업 분야에서 탄소 배출을 2018년 대비 40%까지 낮추겠다는 목표를 내놨다. 발전 분야는 같은 시기 44.4%를 줄일 계획이다. 국내 여건상 당장 화석 연료 기반 발전소의 문을 닫을 수는 없지만, 발전소를 가동하면서도 탄소 중립을 목표로 단계적으로 이산화탄소를 줄이겠다는 것이다. 이 과정에서 꼭 필요한 기술이 무탄소 연료 적용 발전 기술이다. 미래 에너지 산업의 운명을 가르는 핵심 기술로 꼽힌다

무탄소 연료 연구는 미국·독일·일본 등이 이 시장을 선도하는 가운데, 우리나라가 3~4년 기술 차이를 두고 맹추격 중이다. 정부는 국내 화력 발전 인프라 및 우수 인력과 기술력을 활용해 '세계 1위 수소·암모니아 발전 국가'로 도약한다는 계획을 마련했다.

이 연구원은 "국내 산업 전반의 기술력을 감안하면 주요 선진국과 이 분야에서 기술 격차는 불과 3년 정도"라며 "산업계와 학계, 여러 민간 연구 분야가 힘을 합치면 10여 년 뒤 상용화 직전까지 기술력 차이는 사라질 것"이라고 말했다. 박기영 산업통상자원부 2차관은 "에너지 전환의 중요한 시발점이 되는 수소·암모니아 발전 분야에서 대한민국이 '세계 최초·최고'가 되도록 정부의 역량을 총동원하겠다"고 말했다. 기고자 : 조홍복 기자
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