공영곤 한수원 수소융복합처장은 지난 25~27일 사흘간 부산 벡스코에서 열린 ‘기후산업국제박람회’ 기간 중 이데일리와 만나 “원자력 수소를 생산하는 기술은 현재 미국이 가장 앞서있다”면서도 “하지만 우리의 스케일업(Scale-Up) 계획대로 원자력수소 사업을 진행한다면 3년 후에는 미국을 따라잡게 될 것”이라고 밝혔다.
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원자력을 활용한 수소 생산기술에는 △저온 수전해 △고온 수전해 △열화학법 등이 있다. 이 가운데 저온(100도 이하) 수전해는 상용화 기술이 개발돼 원전과 연계하는 실증 초기단계에 진입했다. 반면 고온(650도 이상) 수전해는 아직까지 상용화 초기단계다.
공 처장은 “재생에너지는 계속 안정적으로 생산할 수 없고, 대용량 생산에 한계가 있으며, 수소에너지는 생산 단가가 비싸다”며 “반면 원자력수소는 저렴한 생산 단가와 대용량으로 계속 안정적으로 생산할 수 있고 원전의 잉여 전력을 이용한다는 장점이 있다”고 설명했다.
한수원의 ‘원자력수소 개발 로드맵’과 관련해서는 “원전을 연계한 수소를 생산하기 위한 1단계 기반연구를 현재 한수원에서 진행하고 있고 내년 3월까지 인허가 요건을 분석하는 연구개발(R&D)이 진행된다”면서 “ 국내에 대용량 원전수소를 생산할 수 있는 기술이 없는 상태인데 이 부분을 단계적으로 상향할 것이다. 내년 4월부터 2단계에 돌입해 대략 10㎿(메가와트) 규모까지 생산 능력을 개발할 계획”이라고 강조했다.
작년 9월 그린수소 실증연구센터를 설립한 한수원은 100㎾급 알칼라인(ALK)과 50㎾급 양성자교환막(PEM) 등 두 가지 타입의 국산 수전해 설비시설을 갖추고 있다. 센터에서는 시간당 약 2.7㎏의 수소를 생산하고 있는데, 하루 4시간 이상 33일 연속 시운전한 결과 총 486㎏의 수소를 생산하는 데 성공했다.
한수원은 이 같은 수전해 시스템 운영을 통해 확보한 데이터베이스(DB)를 기반으로 ㎿급 기본설계 역량도 갖춰나갈 예정이다. 오는 2027년3월까지 10MW급 원자력 청정수소생산을 위한 시범사업을 준비하고 있다.
공 처장은 “연말께 착공하는 2.5㎿ 규모의 수소생산 실증사업인 ‘부안 프로젝트’와 12.5㎿ 규모의 제주 그린수소 생산 실증 과제도 이어갈 예정”이라며 “단계적으로 생산 수소량을 점차 확대하는 과정을 거쳐 향후 호주에 진출할 것”이라고 언급했다.
◇2030년 수소 생산단가 ㎏당 3000원 후반 전망
그는 “해외에서 원자력 수소 분야를 선도하는 곳은 미국인데, 미국도 아직 상용화단계는 아니다”면서 “원전에서 수소를 생산하는 단계이고, 3월 원전에서 수소 1.25㎿ 규모를 생산하는 단계에 돌입했다”고 말했다. 이어 “기술력으로 미국 다음이 우리나라인데 기술개발 차이가 약 2~3년 정도 된다”며 “대용량 수전해플랜트를 원전과 연계하려면 안전성을 반드시 체크해야 하기 때문에 기반연구부터 탄탄히 할 것”이라고 덧붙였다.
한편 정부는 2030년 100㎿ 급 원자력 고온수전해 기준으로 원자력 수소의 균등화 수소생산단가를 1㎏당 3000원 후반으로 추산하고 있다. 원자력 수소 산업 확대로 생산단가는 하향 안정화할 것으로 보고 있다.
