원자력그린수소, 갈탄을 활용한 수소생산 프로젝트에 대한 기술성 검토

갈탄을 활용한 석탄가스화 공정을 통하여 수소를 제조할 수 있다. 석탄을 가스화시키면 합성가스(syngas)를 얻을 수 있다. 합성가스는 수성가스전환(WGS) 반응을 거쳐 수소로 변환된다. 이때 탄소가 발생하므로, 갈탄(brown coal)을 가지고 만든 수소를 갈색 수소(brown hydrogen)라고 한다.

탄소를 제거한 블루 수소(blue hydrogen)를 만들기 위해서는 탄소, 포집, 활용 및 저장(CCUS)이 필요하다. 석탄 가스화기는 산소를 필요로 하는 바, 공기분리기(air separator)에서 산소와 질소를 분리한다. 산소는 가스화기로 보내고, 질소는 수소와 합성하여 암모니아를 제조한다. 암모니아를 다시 탄소와 합성하면 비료(urea)를 만들 수있다

갈탄을 가지고 수소를 만들고 탄소를 제거하는 공정은 매우 복잡하다. 해외에서 수소를 생산할 경우, 액화 수소 또는 암모니아로 변환하여 저장, 운송, 저장 후 다시 수소로 변환시켜야 한다. 갈탄 자체는 가격이 싸나, 수소 생산공정 및 CCUS를 거쳐 수소로 최종 변환하기 까지 상당한 투자가 수반된다.

최근 국내 언론매체에 의하면, LNG 발전 바지선을 북한 해상에 계류시켜 전력을 공급하고 그 대가로 수소를 받아온다고 한다. 북한에 갈탄 매장량이 많다고 하나, 북한에서 수소를 생산한 후 액화 수소 또는 암모니아로 변환하여 부산항으로 가져올 경우, 수소 가격에 대한 경제성 확보 여부는 미지수이다.