블루수소 생산 위한 ‘이산화탄소 포집 및 자원화’ 기술
환경오염 주범 폐플라스틱… 탄소중립 주역 수소로 재탄생
암모니아의 이유 있는 변신, 암모니아 분해 청정수소 생산
[에너지신문] 현대엔지니어링이 전 세계에 몰아치고 있는 ‘탄소중립’ 열풍에 동참하고 글로벌 환경·에너지 기업으로 도약하고자 이산화탄소 저감 및 청정수소 생산기술분야에 대한 적극적인 투자와 연구개발로 지속 가능한 신성장동력 마련에 박차를 가하고 있다.
현대엔지니어링이 미래 성장가능성에 주목하고 투자 및 연구개발에 나서고 있는 ‘블루수소’는 이산화탄소 자원화 설비와 암모니아 분해 기술을 활용해 생산 과정에서 이산화탄소 배출을 최소화한 수소로 다른 수소에 비해 친환경적일 뿐만 아니라 경제성도 뛰어나 최근 많은 국가 및 글로벌 대형 기업으로부터 주목받고 있다.
우선 ‘탄소중립’ 실현의 핵심기술인 이산화탄소 저감 및 자원화 기술에 먼저 주목하고 관련 기술에 대한 투자 및 연구개발에 돌입했다.
현대엔지니어링은 지난해 12월 GT社와 협력해 현대제철 인천공장 부지에 ‘이산화탄소 포집 및 자원화 설비’를 완공하고 실증단계를 앞두고 있다.
이는 현대제철 인천공장에서 이산화탄소(CO₂)를 공급받아 GT社의 10kW급 Metal-CO₂ System을 통해 이산화탄소를 획기적으로 저감하고 수소, 전기, 탄산염을 생산하는 세계 최초의 기술이다.
특히, Metal-CO₂ System이 주목받는 이유는 이산화탄소 포집, 처리 및 전기화학 반응을 통해 이산화탄소 배출을 줄이고 자원화 처리 과정에서 질소, 일산화탄소 등 환경오염을 발생하는 배기가스 배출이 전혀 없는 블루수소를 생산할 수 있기 때문이다.
10kW급 시스템은 컨테이너 1개 내 Stack들로 구성되며, 하루에 3.2톤의 이산화탄소(CO₂)를 투입하면 수소 72㎏/日, 탄산염 7.2톤/日 생산이 가능할 것으로 예상된다.
현대엔지니어링은 이번 실증 사업을 완료한 후 2023년부터는 300kW급 이상의 상용화 플랜트에 대한 투자 및 운영을 할 계획이다. 특히 현대엔지니어링은 중장기적으로 대규모 이산화탄소 포집, 처리가 가능한 1MW급의 Metal-CO2 System 기술 개발을 목표로 하고 있다.
또한 현대엔지니어링은 폐플라스틱을 활용한 고순도 청정수소 생산 사업도 추진 중에 있다.
현대엔지니어링은 지난해 폐플라스틱을 원료로 고순도 청정수소를 생산하는 기술 실증 테스트를 마치고, 올해부터 수소생산 플랜트 건설을 시작해 2024년 본격적인 상업생산을 목표로 하고 있다.
매년 폐플라스틱의 발생량은 급증하고 있으나 이를 처리 및 재활용할 수 있는 시설은 매우 부족한 상황이다.
현대엔지니어링이 추진하는 폐플라스틱 활용 수소생산기술은 폐플라스틱을 원료로 열분해 및 가스화 공정을 통해 수소를 생산하는 사업이며, 폐플라스틱 열분해 공정에서 발생한 이산화탄소는 앞선 이산화탄소 포집 및 자원화 기술을 적용해 수소, 탄산염 등으로 재활용된다.
이 기술은 연간 10만톤 규모의 폐플라스틱 원료를 처리해 고순도 청정수소 제품을 연간 2.2만톤 규모로 생산할 수 있다. 수소 2.2만톤은 수소차 15만대가 1년간 운행(연간 1만 4000km 운행 기준) 이 가능한 규모로 환경오염의 주 원인인 폐플라스틱을 재활용해 친환경 연료인 수소를 생산함으로써 탄소중립 실현에 앞장선다는 계획이다.
현대엔지니어링의 탄소중립 실현에 대한 도전은 이산화탄소 포집 및 자원화, 폐플라스틱 자원화를 넘어 암모니아를 활용한 청정수소 생산까지 도달했다.
현대엔지니어링은 지난 6일 차세대 친환경 원료로 꼽히는 암모니아를 활용한 ‘암모니아 분해 수소 생산 시스템’에 대한 사업화를 추진한다고 밝혔다.
암모니아 기반 수소 생산 기술을 보유한 AAR社와 투자 협약을 맺고 암모니아를 자발적 전기화학 반응으로 분해해 이산화탄소를 발생시키지 않으면서 고순도(99.99%)의 수소를 생산하는 시스템에 대한 실증을 거쳐 상용화를 추진한다는 계획이다.
이 기술은 1개 컨테이너 규모의 설비에서 하루에 수소차 넥쏘 약 50대를 충전할 수 있는 양인 수소 300kg를 생산할 수 있어 입지 제약이 적고 에너지 투입이 매우 적어 기존 수소 생산방식에 비해 가격 경쟁력이 높다는 점이 강점으로 꼽힌다.
현대엔지니어링은 단기적으로는 수소충전소 및 산업용 수소 생산플랜트에 대한 투자 및 운영을 추진한다. 이는 수소 수요처에 ‘암모니아 분해 수소 생산’ 설비를 설치, On-site에서 청정수소를 생산해 공급하는 사업 모델이다. 중장기적으로는 발전소 및 건물용 연료전지에 동 설비를 공급/설치 하는 사업 등을 추진한다.
현대엔지니어링은 글로벌 ESG 경영 확산, 탄소중립시대 도래에 대비해 ESG기반 친환경 신사업의 발굴과 개발을 적극 추진해왔다.
현대엔지니어링 관계자는 “당사는 블루수소 생산기술에 대한 선제적인 연구개발과 투자를 통해 수소 밸류체인 속에서 수소 공급자로서의 한 축을 담당하고, 더 나아가 탄소중립 실현에 기여하고자 한다”며, “청정수소 생산분야뿐만 아니라 태양광, 초소형모듈원자로(MMR) 등 친환경 에너지사업 분야 사업 확대에도 초점을 맞춰 글로벌 환경·에너지 기업으로 거듭나겠다”고 말했다.