한전은 2019년부터 카이스트,한양대,동서발전,전라남도,나주시 등의 17개의 기관과 P2G기술개발에 연구에 들어갔고, 한화솔루션은 2021년 3월부터 유상증자를 발행해, 시설자금 6000억, 운영자금 300억, 취득자금에 3000억을 투자할 계획이다.
그렇다면 최근에 화두가 되는 P2G기술이란 무엇일까? 지금부터 알아보겠다.
P2G 기술
P2G (Power-to-Gas) 기술은 재생에너지 유휴전력을 활용, 수전해(물전기분해)를 통해 수소를 제조-전환하는 기술로 재생에너지 발전 비중 증가로 인한 유휴전력의 활용도를 높이고 전력 변동성에 대응할 수 있는 최적의 기술로 평가된다.
태양의 일조량은 낮에만 높고, 바람도 계절,날씨 변화에 따라 변동이 심해, 낮과 바람이 부는 시간 때엔 잉여전력이 생성된다. 밤면에 일조량과 바람이 약할 때는 전력이 부족한 사태가 발생하는데, 이때 잉여전력으로 P2G시스템의 '수전해'시스템을 이용해 수소를 생산한 후 저장한다. 이러한 P2G시스템은 잉여전력의 활용으로 낭비되는 에너지자원을 사용해 그린수소를 생산하기 때문에 궁극의 친환경 에너지 발전 방식이라고 불리기도 한다.
P2G의 핵심기술은 수전해와 메탄화 기술이다. 수전해 시스템은 전기화학반응으로 물을 분해해 수소를 생산하는 기술을 말한다. 수전해 기술을 통해 물을 분해하면 수소와 산소만 생산되고 오염물질이 전혀 발생하지 않는다. 이렇게 생산되는 수소를 완전한 친환경 수소라는 의미로 '그린수소'라고 부른다.
수소의 메탄화는 생물학적, 열화학적 메탄화로 구분된다. 현재 생물학적 메탄화 기술은 KW급 공정개발과 국내 고유 메탄화 미생물을 확보한 수준이다. 열화학적 메탄화 기술은 CO기반 촉매 제조 기술을 확보한 수준이다.
현재 한국정부는 2022년 이후에는 '회색수소' 대신 P2G에너지 저장기술과 수전해 시스템을 통해 '그린수소'를 사용한다는 계획이다. 해외에서는 이미 연구개발과 활용이 활발하게 진행 중이다. 독일의 경우 수급 안정을 위해 잉여 재생 에너지를 수소로 바꿔 향후 재생 에너지 수급이 불안정해질 때 사용하겠다는 계획이다. 독일은 2050년까지는 재생에너지 비율을 80%까지 높일 계획이다. 덴마크 역시 P2G사업을 활용한 풍력발전으로 전체 전력 소비량의 50%를 충당한다는 목표다. 미국에서는 캘리포니아주가 오는 2030년까지 전력 50%를 재생에너지로 공급하고 수송용 연료의 30%를 P2G시스템으로 생산한 메탄 및 수소로 대체한다는 목표를 세우고 있다. 국내에서 수소 생산을 위해 설치된 P2G시스템은 이번 제주 상명풍력발전소가 최초다. 한국중부발전은 오는 2030년까지 제주도 내 그린수소 생산설비 확충 및 연료전지 사업 투자 등으로 4,206억원을 투자할 계획이다. 울산시도 P2G기반 한전 MG실증사업에 총 193억원이 투입될 예정이며 사업기간은 오는 2022년 4월까지다.
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