[수소 비전] 한화그룹, 그린수소 중심 수소 밸류체인 구축 박차

한화그룹이 태양광 사업과 연계해 그린수소 생산기술 개발을 비롯한 수소 밸류체인 구축에 박차를 가하고 있다.

최근에는 생산에서 저장, 충전, 발전에 이르기까지 수소 산업 생태계의 전 과정에 참여하는 수소 밸류체인 로드맵을 내놨다. 한화의 강점인 태양광을 활용해 탄소 배출 없이 '그린수소'를 만드는 것부터가 시작이다.

15일 업계에 따르면 한화는 태양광, 풍력 등 신재생에너지로 물을 전기분해 해 수소를 생산하기 위한 기술을 개발하고 있다.

한화솔루션 내 수소기술연구센터가 주축이다. 여기서는 전력 소모가 많은 기존 수전해 기술의 단점을 보완한 차세대 '음이온 교환막 수전해 기술(AEMEC)'을 개발하고 있다. 현재 대세인 알카라인, PEM 방식보다 효율 및 순도가 우월한 것으로 알려졌다.

지난해 12월에는 강원도, 한국가스기술공사와 수전해 시설 및 수소충전소 구축(강원도 대관령, 연 290t 그린수소 생산)을 위한 MOU를 체결했다.

수전해를 통한 그린수소 생산은 이산화탄소 배출이 전혀 없는 수소 생산방식으로, 궁극적으로 나아가야 할 방향이며 이미 해외에서는 그린수소 생산을 위한 수전해 설비 확장과 전해질 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 실제 EU는 2030년까지 최소 40GW의 수전해 설비를 설치할 계획이다.

한화그룹이 선도적인 투자를 통해 이른 시일 내 상용화에 성공할 경우 수소 생태계에서 주도적 입지를 확보할 수 있을 것으로 보인다.

김동관 한화솔루션 사장은 "신재생에너지 전력과 수전해 기술을 기반으로 한 그린수소의 공급부터 압축, 운송, 충전 발전 및 활용에 이르는 수소 밸류체인을 이미 갖춰나가고 있다"고 밝혔다.

다만 수전해 생산방식의 경우 분리막, 전해질 등 고가의 핵심 소재와 설치 비용 등으로 다른 방식에 비해 생산원가가 높은 편이다. 또 짧은 수전해 기술 연구개발 역사, 작은 시장 규모 및 핵심 소재기술 부족 등으로 국산 수전해 설비의 효율이 해외 경쟁국에 비해 낮은 상황이다.

때문에 실제 그린수소 상용화 및 수익성 확보까지는 극복해야 할 과제가 적지 않은 것으로 보인다.

이와 함께 암모니아를 활용한 수소 생산·공급 시설 구축에도 나섰다.

최근 ㈜한화는 한화임팩트(옛 한화종합화학), 원익머트리얼즈, 원익홀딩스와 함께 암모니아를 기반으로 한 수소 생산·공급에 협력해 나가기로 양해각서(MOU)를 체결했다.

이 MOU에 따라 4개사는 암모니아를 분해해 수소를 생산할 수 있는 시스템을 공동 개발하고 추후 대규모 수소 생산·공급시설의 구축까지 함께 협력해 나간다.

암모니아의 경우 부피당 수소를 저장하는 밀도가 액화수소보다 높아 수소를 저장하고 운반하는 수단으로 급부상하고 있다. 기존 액화 암모니아 운송 인프라를 그대로 활용할 수 있다는 점에서도 경제적이다.

㈜한화 측은 "오랜 기간 암모니아를 취급한 경험을 바탕으로 해외에서 생산되는 클린 암모니아를 조달, 이를 분해한 뒤 국내에 청정수소를 공급하는 사업을 추진할 것"이라며 "그룹의 수소 밸류체인에서 수소 공급을 위한 암모니아 조달, 트레이딩, 암모니아 분해를 통한 수소 생산 측면을 담당하게 된다"고 설명했다.

운송 및 활용 분야에서는 지분인수, M&A 등을 통한 협업을 강화하고 있다.

한화솔루션 첨단소재 부문은 탄소섬유를 활용한 수소저장 탱크 사업을 준비 중이다.

EU와 국내에서 각각 차량 및 드론용 수소저장 탱크 인증을 완료했고, 2019년 12월 일본 태광후지킨의 수소탱크 사업 인수, 2020년 12월에는 미국 시마론 인수로 소형부터 대용량까지 다양한 수소탱크 생산기술을 확보했다.

시마론은 최근 미국 에너지 기업 선브릿지에 10년간 압축천연가스(CNG) 운송용 튜브 트레일러를 공급하는 계약을 맺으며 고압 탱크 사업에 속도를 내고 있다. 앨라배마에는 탄소섬유 기반 고압 탱크 생산시설도 새로 지었다.

한화임팩트는 수소혼소발전 기술을 확보해 한국서부발전과 실증 사업을 진행하고 있다. 이는 LNG발전 터빈에 수소를 함께 태워 탄소를 줄이는 방식이다. 나아가 이를 순수 수소 발전으로 바꿔나간다는 목표다.

김동관 사장은 "수소혼소발전은 수소 에너지로의 점진적 변화에서 가장 단기적으로 현실적이자 경제적인 대안이 될 것이라 생각한다"고 밝힌 바 있다.

이를 위해 한화임팩트는 올해 초 글로벌 수소가스터빈 분야 선도업체인 미국 PSM과 네덜란드의 토마센에너지를 인수해 LNG 가스터빈을 수소가스터빈으로 전환하는 원천기술을 확보했다.

수소를 압축하고 충전하는 사업은 한화파워시스템이 맡는다. 이 회사는 한국가스공사(KOGAS)가 수행 중인 복합에너지 허브 구축 사업의 수소 충전 시스템 공급 업체로 최근 선정됐다.

압축기, 고압용기, 냉각장치 등 기자재를 컨테이너 안에 설치하는 패키지형 수소 충전 시스템을 개발해 공급할 예정이다. 이를 기반으로 글로벌 수소 솔루션 공급 확대를 추진한다는 것이 목표다.

김승연 한화그룹 회장의 장남으로, 향후 그룹 경영권 승계가 유력한 김 사장이 전면에 나서는 것만 보더라도 한화의 수소 사업 추진에는 무게감이 있다.

김 사장은 "혁신적 변화인 만큼 수소경제로의 전환에는 큰 노력과 시간이 필요할 것이지만, 글로벌 주도권의 향방이 결정되지 않았다는 점에서 우리 기업들에 무한한 기회의 장이 될 것"이라고 말하기도 했다.