5일 삼성물산 잠실사옥에서 진행된 업무협약식에서 남해화학 박영준 상무, 두산에너빌리티 박인원 부사장, 삼성물산 상사부문 김응선 부사장, LG화학 허성우 부사장(왼쪽부터)이 기념촬영을 하고 있다. 사진제공 LG화학
이번 협약은 해외에서 생산한 청정수소를 암모니아 형태로 운반해 청정수소로 변환한 후 화석연료를 대체하는 연료로 활용하는 등 4사 공동으로 청정수소의 해외 생산부터 국내 도입 및 활용에 이르는 수소산업 밸류체인 개발 전반에 걸쳐 협력하기 위한 목적으로 이뤄졌다.
수소를 상업적으로 활용하기 위해서는 저장과 수송(수소 캐리)이 중요하다. 수소는 기체 특성상 부피가 커서 액화 과정이 필요한데, 수소 자체를 액화하기보다 암모니아를 활용해 수소 혼합물을 액화시키는 방법이 대안으로 떠오르고 있다.
암모니아를 활용하면 단위 부피당 수소 저장용량이 액화수소보다 1.7배 더 크다는 장점이 있으며, 상온에서도 쉽게 액화되어 더 경제적이다. 수소를 분리할 때 온실가스가 배출되지 않는다는 것도 장점이다.
4사는 암모니아 기반 청정수소 사업 분야에 대한 사업성 검토를 면밀히 진행하고, 결과에 따라 추후 사업 방향을 구체화할 예정이다.
●NCC 공장 연료로 수소 사용…탄소배출 저감
이번 협약으로 청정수소 상용화가 본격화되면 LG화학은 청정수소를 전남 여수공장으로 도입해 나프타를 고온에서 분해시켜 기초유분을 생산하는 NCC(나프타크래킹센터) 공장의 연료로 활용할 계획이다.
석유화학 사업은 나프타를 고온에서 분해시켜 얻게 되는 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔 등의 기초 유분으로 시작되는데, 이 NCC 공정의 열원으로 메탄이 사용되면서 대부분의 탄소 배출이 이뤄지는 것으로 알려져 있다.
반면에 고순도 청정수소는 연소될 시 별도의 이산화탄소 배출이 없기 때문에 석유화학 연료로 사용될 경우 기존 대비 탄소배출 저감 효과를 크게 거둘 수 있다.
이와 함께, LG화학은 암모니아를 수소로 변환할 때 필요한 촉매 개발 등 청정수소의 도입, 활용 전 과정 실증화를 위한 다양한 방안에 협력할 계획이다.
남해화학은 암모니아의 운송, 변환, 활용을 위해 암모니아 저장 탱크 등 공급 인프라를 제공하며 최적의 암모니아 공급망 구축에 협력한다. 두산에너빌리티는 암모니아를 분해해 청정수소를 생산하는 기술을 확보하고, 발전사업 역량을 바탕으로 터빈 연계 등 청정수소 생산과 관련해 효율적인 플랜트 구축을 위해 노력한다.
삼성물산은 기존의 에너지 자원 트레이딩 및 신재생에너지 사업 역량을 바탕으로 해외 청정수소의 국내 도입 및 활용에 이르는 전반적인 사업 모델을 개발하는 역할을 맡는다.
한편 LG화학은 2024년 2분기 완공을 목표로 충남 대산 사업장에 연산 5만톤 규모의 수소 공장을 건설 중이다. 수소 공장이 본격 가동되면 메탄을 수소로 대체해 연간 약 14만톤 수준의 탄소배출 저감 효과를 거둘 것으로 기대된다. 이는 소나무 약 100만 그루를 심어야 상쇄할 수 있는 규모다. 아울러 LG화학은 2025년까지 NCC 공정의 수소 등 청정연료 사용 비중을 최대 70%까지 확대해 나간다는 계획이다.
원성열 기자 sereno@donga.com 기자의 다른기사 더보기
