GS칼텍스, 연 생산량 1만톤 규모 액화수소 플랜트 짓는다

GS칼텍스와 현대자동차가 함께 구축한 H강동 수소충전소. 사진제공 l 현대차

정유회사들, 수소시장으로 영역 확장 가속도

가스공사와 생산 공급 업무협약
가스공 유휴부지에 2024년 완공
LNG 냉열에너지 사용 세계 최초
SK E&S·S-OIL도 수소사업 박차

정유회사들이 수소 사업으로의 영역 확장에 박차를 가하고 있다. SK이노베이션, 현대오일뱅크, S-OIL에 이어 GS칼텍스까지 수소 사업 진출을 선언하며 국내 정유 4사가 모두 친환경 수소 사업에 뛰어들었다.

한계에 다다른 정유사업 비중을 줄이고, 친환경 사업 다각화를 통한 선제적 대응을 하지 못하면 생존을 장담할 수 없을 만큼 세계 각국의 환경 정책이 탄소중립을 향해 급격하게 변화해가고 있기 때문이다.

GS칼텍스-가스공사, 수소시장 진출

GS칼텍스(대표 허세홍 사장)가 한국가스공사(대표 채희봉 사장)와 손잡고 액화수소 생산 및 공급 사업을 통해 수소시장에 본격적으로 진출한다.

양사는 5월 28일 서울시 강남구 GS타워에서 ‘액화수소 생산 및 공급 사업의 성공적 론칭 및 전략적 제휴를 위한 업무협약(MOU)’을 체결했다.

▲액화수소 플랜트 구축 ▲액화수소 충전소 구축 ▲수소 추출설비 구축 ▲CCU(Carbon Capture & Utilization, 탄소 포집·활용) 기술 실증 및 상용화 등 액화수소사업 밸류체인 전반에 대한 협업을 진행키로 했다.

핵심 사업은 액화수소 플랜트다. 한국가스공사의 LNG 인수기지 내 유휴부지에 2024년 완공을 목표로 연산 1만 톤 규모의 액화수소 플랜트를 짓기로 했다. 플랜트 부지는 경기도 평택 일대가 될 것으로 알려지고 있다.

액화수소 1만 톤은 수소 승용차 기준으로 약 8만 대가 연간 사용 가능한 양이며, 향후 수도권과 중부권에 공급할 계획이다.

GS칼텍스 허세홍 대표이사.

LNG 냉열 에너지 사용한 액화수소 플랜트

GS칼텍스와 한국가스공사가 구축하기로 한 액화수소 플랜트는 세계 최초로 LNG 인수기지의 기화 공정에서 발생되어 버려지던 LNG 냉열을 에너지로 사용하는 친환경 플랜트가 될 전망이다.

기체수소를 액화수소로 전환하기 위해 온도를 낮추는 과정에서 전기나 스팀 등의 에너지를 사용하는 다른 플랜트들과 달리 LNG 냉열을 사용하면 환경 친화적인 것은 물론 비용도 30% 가량 절감할 수 있다.

LNG 냉열은 LNG(액화천연가스)가 보유하고 있는 -162도의 극저온 에너지다. 운반을 위해 천연가스를 액체 상태의 LNG로 변화시키면, 그 과정에서 냉열 에너지를 가지게 된다.

이 LNG가 다시 발전소나 도시가스사에 공급될 때는 기체 상태로 변화시켜 공급하게 되는데 이 기화 과정에서 냉열 에너지가 발생한다. LNG를 기화시킬 때 1kg당 약 200kcal의 냉열 에너지가 발생하는데, 지금까지 냉열 에너지는 LNG기화설비를 통해 해수와 공기 중으로 방출되어 버려지는 에너지였다. 이 냉열 에너지를 수소 액화에 활용하겠다는 것이 LNG 냉열 에너지를 활용한 액화수소 플랜트다.

양사는 액화수소 생산은 물론 공급 사업도 함께 하기로 했다. 액화수소 플랜트 완공 시점에 맞춰 수도권과 중부권에 수십 곳의 액화수소 충전소를 구축할 계획이다.

액화수소 충전소는 기체수소 충전소에 비해 필요한 부지 면적이 3분의 1 수준으로 도심 충전소 구축이 훨씬 용이해진다. 부피도 적어 기체수소 대비 한 번에 10배 이상 운송이 가능해 운송비용 절감도 가능하다.

허세홍 GS칼텍스 사장은 “GS칼텍스의 주유소·충전소 사업 노하우와 한국가스공사의 LNG 사업 노하우를 결합해 수소사업에서 시너지를 창출할 것”이라며, “향후 양사가 가진 역량을 결집하여 수소시장을 선도해 나가겠다”고 밝혔다.

GS칼텍스는 액화수소에 앞서 이미 기체수소 충전소 구축 및 운영 사업을 진행 중이다. 지난해 5월 현대자동차와 함께 서울 강동구 소재의 주유소 부지에 수소충전소를 준공하고 휘발유, 경유, LPG, 전기는 물론 수소까지 모두 공급 가능한 약 1000평 규모의 융복합 에너지 스테이션을 운영하고 있다.

정유사들, 탄소중립과 수소사업에 가속도

SK(주)는 SK이노베이션과 SK E&S 등의 전문 인력 20여 명을 중심으로 ‘수소 사업 추진단’을 신설하고 수소 사업에 속도를 내고 있다.

SK E&S를 중심으로 2023년부터 연간 3만 톤 규모의 액화 수소 생산설비를 건설하고 수도권에 공급할 계획이다. SK이노베이션을 통해 화학공정에서 부산물로 나오는 부생 수소를 공급받아 액화수소를 생산한다.

현대오일뱅크는 세계 최대 수소 생산 업체 에어프로덕츠와 손잡고 2025년까지 블루수소 10만 톤을 생산해 판매하겠다고 밝혔다. 에어프로덕츠의 앞선 제조기술을 활용해 저렴한 원유 부산물과 직도입 천연가스로 수소를 생산해 원가경쟁력을 확보한다는 계획이다.

S-OIL은 차세대 연료전지 기업 에프씨아이(FCI, Fuel Cell Innovations) 투자를 통해 수소사업에 진출했다. 연료전지는 수소를 공기 중 산소와 화학 반응시켜 전기를 생산하는 수소 경제에 핵심적인 장치다. 대주주인 사우디아라비아 아람코와 협력해 그린수소 및 액화수소 사업도 검토 중이다.

원성열 기자 sereno@donga.com 기자의 다른기사 더보기