[비즈니스포스트] “목표는 투자된 LNG(액화천연가스) 발전 자산들이 좌초자산이 되지 않게 순차적으로 수소 발전으로 전환하는 것이다.”

한화파워시스템의 송용선 수소사업부 수소개발사업팀 상무가 비즈니스포스트와 인터뷰에서 한 말이다. 

국내에 있는 LNG 가스터빈은 160여기다. 모두 20여년 내 ‘좌초자산’이 될 우려를 받고 있는 자산이다. 

이 팀은 어떤 기술을 가지고 있기에 탄소중립 추세 속에 버림 받을 운명의 LNG 발전을 친환경 수소 발전으로 바꾼다는 걸까. 

한화임팩트의 수소 연소기 기술력을 보유하고 있는 한화파워시스템 수소개발사업팀을 비즈니스포스트가 7월14일 찾아갔다. 

◆ LNG 가스터빈 160여 기, 국내 온실가스 배출량의 30% 차지 

이 팀이 풀려는 문제를 알려면 먼저 왜 LNG가스터빈이 좌초자산화되고 있는지를 알아야 한다. 

좌초자산(Stranded assets)이란 이미 투자가 진행됐지만 환경 변화에 따라 예상보다 빠르게 가치가 하락하고 부채로 전환되는 자산을 의미한다.

발전(전환) 부문에서는 석탄 발전소와 함께 LNG 발전소, LNG 발전용 가스터빈도 대표적 좌초자산으로 꼽힌다.

LNG 발전은 석탄 발전과 비교해 온실가스를 덜 내뿜지만 여전히 지구 온난화의 원인 가운데 하나인 점은 변함이 없기 때문이다.

환경부 소속 온실가스종합정보센터에 따르면 지난해 발전 부문의 전체 온실가스 잠정배출량 2억1390만 톤 가운데 30.2%에 이르는 6450만 톤은 LNG 발전에서 발생한 것이다.

2050년까지 온실가스 순 배출량을 ‘0’으로 만들겠다는 정부의 정책 목표가 현실화될수록 LNG 발전용 가스터빈의 설 자리가 점점 줄어들 수밖에 없다. 국내에는 160여기의 LNG 발전용 가스터빈이 있다. 

기후환경단체 기후솔루션은 지난해 11월 발간한 보고서 ‘비싼 가스 발전의 미래는 없다’ 보고서를 통해 “일각에서는 발전 부문을 탈탄소화하는 과정에서 가스를 가교연료로 내세우고 있지만 이는 바람직하지 않다”고 지적하기도 했다.

기후솔루션은 “가스발전은 기후목표 달성을 저해할 뿐”이라며 “가스는 기후위기를 부추기는 에너지원이므로 발전 부문에서 퇴출돼야 한다”고 주장했다.

정부도 제10차 전력수급기본계획을 통해 전체 발전량에서 LNG 발전이 차지하는 비중을 2018년 26.8%에서 2030년 22.9%, 2036년 9.3%로 줄이겠다는 계획을 밝혔다.

하지만 LNG 발전 인프라는 미래에는 좌초자산이 될지라도 지금은 한국의 전력 수요를 감당하고 있는 현역의 일꾼이다. 탄소중립 시대에 맞춰 이 인프라를 친환경 에너지 기반으로 바꿀 해법은 없을까. 한화임팩트의 기술은 여기에 초점을 맞추고 있다.
  ◆한화임팩트의 대안, 수소 전소와 수명연장 기술

한화임팩트는 탄소중립 시대 LNG 발전의 좌초자산화를 막기 위한 방법으로 온실가스 배출이 없는 수소 발전으로 전환을 꼽는다.

송 상무는 “국내에서 발생하는 온실가스 배출량이 가장 많은 분야 가운데 하나가 발전 부문이고 LNG 발전에서는 석탄 발전보다는 적지만 여전히 많은 양의 온실가스가 나온다”며 “LNG 발전의 연료를 100% 수소로 전환하게 되면 여기에서 나오는 온실가스를 제로로 만들 수 있다”고 말했다.

이처럼 한화임팩트는 수소 전소 기술 개발에 박차를 가하고 있다.

한화임팩트는 올해 4월 한국서부발전과 함께 충남 대산 사업장에서 세계 최초로 중대형 가스터빈의 50% 이상(59.5%)의 수소 혼소율 실증사업에 성공했다.

성공의 핵심은 터빈 연료를 LNG를 수소로 바꿀 때 발생하는 ‘화염 역화(플래시백)’ 현상을 통제할 수 있는 수소 연소기 기술이다.

한화임팩트는 이를 발전시켜 내친 김에 수소 전소 기술까지 바라보고 있다.

송 상무는 “수소 혼소율을 계속 높여 올해 말이나 내년 초에는 대산 사업장에서 수소 전소에 관한 추가 실증 시험을 한다는 계획을 세우고 있다”고 말했다.

한화임팩트는 내년 청정수소 발전시장(청정수소를 사용하는 발전기만 진입이 가능한 시장) 입찰에 참여해 2027년 수소 발전 사업에 나서겠다는 계획을 세우고 있는데 이때 맞춰 수소 전소 기술 상용화도 목표로 하고 있다.

송 상무는 “수소 전소가 쉽지 않은 기술이지만 한화가 제일 먼저 앞서서 진도를 나가고 있다”며 “조만간 100% 수소를 활용한 발전 기술까지 마치겠다”고 강조했다.

한화임팩트는 수소 발전 기술과 함께 가스터빈 수명연장 재생기술을 접목해 LNG 가스터빈의 좌초자산화를 막겠다는 계획도 세우고 있다.

수소 연소기를 통해 수소 발전이 가능하게 만들면서 동시에 다른 부품을 교체·수리해 가스터빈의 친환경 변신을 완성하겠다는 그림이다.

송 상무는 “한화임팩트가 보유하고 있는 기술이 수소 발전에 관한 것도 있지만 가스터빈의 수명을 연장하는 것도 있다”며 “가스터빈은 회전체(로터)를 핵심으로 하기 때문에 부품들이 마모되면 부품을 새로 교체하거나 코팅을 하는 방식으로 수리해 사용할 수 있다”고 말했다.

이어 “특히 부품 교체 등을 통해 효율, 출력 등을 높이는 방식으로 성능도 향상할 수도 있다”고 덧붙였다.
  ◆ 가스터빈 국산화도 바라봐, “선순환 구조 갖춘다”

한화임팩트는 수소 전소·수명연장 재생 기술을 통해 가스터빈 산업의 국산화에도 기여하겠다는 목표를 갖고 있다.

발전업계에 따르면 국내에 설치된 LNG 발전용 가스터빈 부품과 정비기술은 해외 기업에 의존하고 있다. 이에 터빈 유지관리에 많은 비용이 들어가고 기간도 적지 않게 소요되는 어려움을 겪고 있다.

송 상무는 “국내 가스터빈 시장은 제너럴일렉트릭(GE), 지멘스 등 해외 기업에 종속돼 있는 측면이 있다”며 “특히 우리나라는 해외 가스터빈 제조사들이 최신 기종의 테스트베드(시험대)로 활용돼 왔다”고 말했다.

그는 “또 해외 기업들은 국내 가스터빈의 부품 교체 및 유지관리 비용 등으로 많은 이득을 보고 있다”며 “(가스터빈 수명 연한인) 20년 동안 최소 수천억 원으로 추산된다”고 덧붙였다.

한화임팩트는 수소 혼소 및 전소 기술을 적용해 개조한 터빈의 부품 교체 및 유지관리 분야에서 국내 기업들과 협력을 늘려가겠다는 계획을 세우고 있다.

향후 수소 발전 시장이 성장할 때 국내 기업들과 함께 자체적 생태계를 구축하겠다는 것이다.

송 상무는 “수소 발전 기술이 한화임팩트의 기술, 국내 기술이 된 것을 바탕으로 직접 관여한 가스터빈에 관해서는 계속 서비스를 제공할 수 있다”며 “미래에 수소 발전을 본격화하면서 국내 공급사(벤더)들을 늘려 선순환 구조를 갖출 것”이라고 말했다.

송 상무는 “과거 태양광과 풍력의 시작점을 지금 수소가 밟고 있다고 본다”며 “10년 전쯤에는 태양광이나 풍력 발전의 경제성을 놓고 여러 가지 말이 많았지만 지금은 그런 의문이 없다”고 짚었다.

이어 “지금은 수소가 화석연료보다는 여전히 비싼 연료가 맞지만 전체 규모가 커지고 단가가 내려오면서 상대적 경제성을 확보할 수 있을 것”이라며 “재생에너지가 거쳐온 과정을 수소도 거쳐 가야 할 것”이라고 덧붙였다. 장상유 기자