산업 BS한양, ‘묘도 에코에너지 허브’ 조성 가속화

청정수소∙CCUS∙수소발전 등 청정에너지 밸류체인 구축 [에너지신문] BS한양이 수소 ‘묘도(猫島) 에코에너지 허브’ 조성에 속도를 높이며, LNG 터미널에 이어 청정에너지 사업(수소, CCUS 등) 밸류체인 구축에 본격적으로 나선다. BS한양은 지난해 6월 전라남도의 기회발전특구 사업으로 지정된 여수 ‘묘도 에코 에너지 허브’에서 LNG 터미널을 기반으로 한 청정수소 생산 및 공급 프로젝트를 추진하고 있다.  ‘LNG 터미널’은 연간 300만톤의 대규모 LNG를 안정적으로 공급하는 청정수소 생산의 원료 공급기지 역할을 하며, BS한양은 여기에 더해 수소의 생산과 유통, 소비, CCUS 등으로 이어지는 ‘수소 클러스터’를 조성할 계획이다. ▲ 묘도 에코 에너지 허브 조감도. BS한양이 전라남도, 여수시와 공동으로 추진하는 묘도 수소 클러스터는 수소 생산의 원료인 LNG의 저장 및 공급이 가능한 LNG 터미널, 청정수소 수요처인 묘도 열병합발전소, 청정수소 생산 플랜트, 그리고 수소 생산 과정에서 포집된 CO₂를 매립지로 이송하는 액화 CO₂터미널을 포함한다. BS한양은 연간 최대 약 10만톤 규모의 청정수소를 생산하는 데 필요한 수소 생산시설과 CO₂ 터미널 등 필수 인프라 시설을 건설하기 위해 글로벌 수소 및 CCS 기업들과 기술 및 투자 협력을 추진하는 한편 정부와 지자체의 정책적 지원을 구하고 있다. 묘도 수소 클러스터에서는 수소 생산과정 중 발생하는 이산화탄소를 액화, 저장하는 과정에서 LNG 터미널의 냉열을 활용할 수 있어, 전력 사용량을 대폭 절감할 수 있다. 이러한 방식은 국내외 추진중인 액화 CO₂터미널의 기본적인 모델로, 비용 측면에서 차별화된 경쟁력을 갖춰 글로벌 기업들의 관심이 높다. 실제로 묘도는 지난해 6월 산업통상자원부로부터 전라남도 수소특화 기회발전특구로 지정되는 등 정책적 지원까지 확보해, 기업들의 투자가 활발할 전망이다. BS한양의 수소 클러스터 조성, 청정에너지 사업 추진은 지난해 12월 묘도 열병합발전 사업이 산업부의 발전용량입찰에서 우선협상대상자로 선정되면서 확실한 수소 수요처를 확보함에 따라, 한층 더 가속화되고 있다. 최종 사업권 확보를 위한 심사가 진행중인 열병합발전소는 495MW 규모 최신의 고효율 발전설비를 채택해 연료 사용량을 줄이는 고효율 청정발전소로서, 수소 클러스터에 안정적으로 전력 및 열을 공급하게 된다. 열과 전기를 모두 생산하는 발전소로 최신의 고효율 발전설비를 채택함으로써 연료 사용량을 줄이고, 주연료인 LNG에 청정수소를 혼소하는 고효율 청정발전소로 운영할 계획이다. BS한양 관계자는 “묘도 에코에너지 허브 사업은 지정학적으로 우수한 입지는 물론 기회발전특구 지정을 통한 세제 혜택 제공 등 강점을 갖췄다”며, " 글로벌 에너지 기업들과의 긴밀한 협업을 통해 다양한 사업기회를 모색하는 한편 LNG를 기반으로 한 수소산업 및 CCUS 등으로 에너지사업을 다각화함으로써, 청정에너지 밸류체인 구축에 속도를 높이겠다”라고 강조했다.

에너지신문 2025.02.26

산업 중국, 세계최초 '탄소 흡수' FPSO 선박 공개

▶ FPSO에 탄소 포집 기술 도입, 하루 12만 배럴 생산 가능▶ 환경 영향을 최소화한 신개념 해양 시추 플랫폼▶ 폐열 전기 생산 기술 적용, 중국 넷제로 목표 가속화 자료: SCMP [넷제로뉴스] 중국이 세계 최초로 탄소 포집 기술을 적용한 부유식 원유 생산·저장·하역 설비(FPSO. Floating Production, Storage, and Offloading)를 공개했습니다. 이 설비는 하루 최대 12만 배럴의 원유를 생산하면서도 발생하는 이산화탄소를 포집해 저장할 수 있는 것이 특징입니다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면, 이 FPSO는 상하이에서 건조되었으며 이달 말 인도될 예정입니다. 중국 국영 기업인 '코스코 오션 쉬핑 중공업(Cosco Ocean Shipping Heavy Industry Company)'이 개발했으며, 해양 시추 중 발생하는 이산화탄소를 포집하고 저장할 수 있는 장비를 탑재했습니다. ▶세계 최초 '탄소 흡수' FPSO의 특징과 의의 이번 FPSO는 환경 영향을 최소화하기 위해 새로운 접근 방식을 도입했습니다. 해양 시추 플랫폼에서 주로 사용되는 가스 터빈이 주요 탄소 배출원이라는 점에 착안해, 배출 가스를 포집함과 동시에 배기열을 활용해 전력을 생산하도록 설계되었습니다. 이를 통해 고출력 원유 생산과 배출 제어를 동시에 달성하며, 중국의 탄소 감축 목표 달성에도 기여할 전망입니다. SCMP에 따르면, 이 기술은 "환경 보호와 에너지 절약이라는 두 가지 목표를 동시에 달성할 수 있다"는 점에서 주목받고 있으며, 중국의 해양 탄소 포집 분야에서 중요한 진전을 이루고 있다고 평가했습니다. 또한, 중국은 2030년까지 탄소 배출 정점을 찍고 2060년까지 넷제로를 달성하겠다고 공언했습니다. 이번 FPSO 도입은 이러한 목표를 뒷받침하는 중요한 행보로 분석됩니다. ▶글로벌 FPSO 시장과 탄소 포집 기술 경쟁 SCMP는 이 FPSO가 세계 최초로 탄소 포집 장비를 탑재한 해양 시추 설비라는 점에서 주목받고 있다고 전했습니다. 특히, 국제 석유 및 가스 산업 전반에 변화를 예고하고 있습니다. 미국 ABS(American Bureau of Shipping)는 올해 1월 온보드 탄소 포집 기술이 적용된 암모니아 생산 유닛을 승인한 바 있으며, 네덜란드 SBM 오프쇼어(SBM Offshore)도 탄소 포집 시스템을 탑재한 FPSO 출시를 준비 중입니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 석유 및 가스의 추출, 운송, 처리 과정에서 발생하는 온실가스 배출량은 2022년 약 51억 톤에 달하며, 이는 전 세계 에너지 관련 배출량의 약 15%에 해당합니다. IEA는 저배출 전기를 상류 시설에 도입하고 탄소 포집 기술을 활용하는 것이 탄소 배출 문제 해결의 열쇠라고 분석했습니다. ▶중국의 탄소 포집 기술 개발 현황 SCMP는 중국이 해양 시추 외에도 탄소 포집 및 저장(CCS) 기술을 적극 개발하고 있다고 보도했습니다. 2023년 중국해양석유공사(CNOOC)는 광둥성 엔핑(Enping) 15-1 유전에서 연간 약 30만 톤의 이산화탄소를 저장할 수 있는 해양 탄소 포집 시범 프로젝트를 시작했습니다. 중국은 대규모 재생에너지 프로젝트도 병행하고 있습니다. 중국의 설비 제조업체들은 한 번 회전으로 더 많은 에너지를 생성할 수 있는 강력한 풍력 터빈을 개발해왔으며, 최근에는 사용 수명이 다한 터빈 블레이드를 건축 자재로 재활용하는 연구가 진행 중입니다. 또한, 티베트 야룽창포강(Yarlung Tsangpo River)을 가로지르는 대규모 수력 발전 프로젝트를 승인했으며, 이 시설이 완공되면 연간 약 3,000억 kWh의 전력을 생산할 수 있을 것으로 예상됩니다. SCMP는 이러한 개발이 국제 에너지 산업의 변화를 예고하며, 특히 글로벌 석유 및 가스 업계가 청정 기술을 수용하는 데 있어 중요한 전환점이 될 것으로 전망했습니다. 이번 중국의 FPSO 도입은 막대한 온실가스 배출량을 줄이기 위한 적극적인 시도로 평가됩니다. 또한, SCMP는 중국의 이 같은 움직임이 국제 석유 및 가스 산업 전반에 변화를 예고하며, 탄소 포집 기술 경쟁에서 중국이 글로벌 시장에서 선도적인 위치를 차지할 가능성이 높다고 보도했습니다.

넷제로뉴스 2025.02.21

기술 에너지연, CO₂ 원천분리 발전기술 실증 성공...세계 최대 규모

별도 설비없이 CO₂ 96% 이상 배출 가능...친환경 가스발전 기술 확보 [에너지신문] 한국에너지기술연구원은 류호정 박사 연구진과 공동연구개발기관이 이산화탄소를 원천적으로 분리할 수 있는 가스 발전 기술을 세계 최대 규모로 실증하고, 세계 최초로 전력 생산에 필요한 증기 생산까지 성공했다고 20일 밝혔다. 상용화된 가스 발전 과정에서 연료가 연소되면 수증기와 함께 대표적인 온실가스인 이산화탄소가 발생된다. 발생 이후에는 공기 중의 질소와 혼합되기 때문에 순수한 이산화탄소를 저장하기 위해서는 이산화탄소만 선택적으로 분리, 포집하는 시설이 필요하고 그만큼 발전 비용이 올라간다. ▲ 연구진이 구축한 매체순환연소 실증 플랜트. 이를 해결하기 위한 친환경 발전 기술로 매체순환연소 기술이 주목받고 있다. 연료가 공기와 직접 반응하는 기존 기술과 달리 매체순환연소 기술은 산소를 주고 받을 수 있는 입자를 통해 연료에 순수한 산소만을 공급한다. 산소를 잃은 입자는 이후 공기와 접촉해 산소를 흡수하고 다시 연료에 공급하는 것을 반복한다. 이를 활용하면 연료와 순수한 산소만 만나기 때문에 공기 중의 질소와 반응할 수 없고 연소 이후에는 순수한 이산화탄소만 남아 별도의 분리 없이도 포집이 가능하다. 특히 연료를 태우는 연소에서는 초미세먼지 생성 물질인 질소산화물이 발생하는 반면, 해당 기술은 화염이 없는 무염 연소로 진행돼 질소산화물이 거의 발생하지 않는다. 에너지연은 한국전력공사 전력연구원과 공동으로 세계 최고 수준의 매체순환연소 기술을 개발하고 지난 2023년, 세계 최대 규모의 3메가와트열(MWth)급 파일럿 플랜트를 구축해 본격적인 실증을 진행했다. 300시간 동안 중단없이 운전한 결과, 이산화탄소 분리 배출 성능은 기존 세계 최고 수준인 94%를 뛰어넘은 96% 이상을 기록했다. 실증 성공과 함께 상용화 가능성도 열었다. 연구원은 세계 최초로 매체순환연소 기술을 이용해 발전에 필요한 증기를 생산하는 데 성공했다. 유럽연합, 중국, 미국 등 선진국에서도 매체순환연소 기술을 실증하고 있으나 아직까지 증기 생산에 성공한 나라는 없었다. 기술의 실증 규모가 작은 경우 효율은 높지만 열손실이 많아 증기를 만들 수 없고, 규모를 키우는 과정에서 높은 효율을 유지할 수 없는 경우에도 증기가 생산되지 않는다. 반면 연구진은 규모를 키우면서도 열손실을 줄이고 높은 효율을 유지할 수 있는 공정 설계·운영 기술과 산소 전달 입자의 대량 생산 기술 개발을 통해 증기 생산을 가능케 했다. 미래 유망 기술의 영역에서 상용화의 영역으로 나아가게 된 것이다. 매체순환연소 기술의 경제성을 분석한 결과, 기존의 100메가와트(MW)급 천연가스 발전 대비 연간 운영 이익은 144억원, 발전효율은 4% 상승할 것으로 예측됐다. 특히 이산화탄소 포집 비용도 기존보다 30% 절감되며 연간 15만톤 이상의 이산화탄소 포집이 가능해 국가 탄소중립 달성에 크게 기여할 수 있을 것으로 예상된다. 에너지연 연구책임자인 류호정 책임연구원은 “국가 탄소중립 달성을 위해서는 매체순환연소 기술과 같은 신기술을 적용한 가스 발전소의 신설과 운영이 필요하다”며 “우리가 가진 기술을 지속 발전시키고 실증해 차세대 발전 기술의 상용화를 앞당길 수 있도록 노력하겠다”고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 산업통상자원부가 지원하는 한국에너지기술평가원의 가스 발전·스팀생산 설비 연소 중 CO₂ 포집･활용 기술개발사업을 통해 진행됐으며 이 기술은 한국에너지기술평가원에서 선정한 2019년 에너지 R&D 우수성과 및 2020년 국가연구개발 우수성과 100선에 선정된 바 있다.

에너지신문 2025.02.20

기술 암모니아 분해 촉매로 수소 생산 효율화

코발트-철 활용…성능 귀금속 촉매의높은 비용 문제 해결  ▲ 이수언 화학연구원 연구원이 이번에 개발한 비귀금속 기반 촉매 샘플을 보여주고 있다. [에너지신문] 국내 연구진이 비귀금속 ‘코발트-철(CoFe)’ 기반 암모니아 분해 촉매 기술을 개발해 친환경 수소 생산을 앞당겼다. 한국화학연구원(원장 이영국) 이수언 박사와 채호정 박사팀은 CoFe 기반 층상 이중산화물(LDO)에 세륨 산화물(CeO2)을 도입해 낮은 온도에서 높은 암모니아 분해 효율을 가진 촉매 기술을 개발했다. 암모니아(NH3)는 수소를 안전하고 효율적으로 저장 및 운송할 수 있는 친환경 에너지원으로 주목받고 있다.  그러나 암모니아로부터 수소를 추출하려면 높은 온도에서 암모니아를 수소와 질소로 분해하는 화학반응이 필요하다.  이때 촉매를 사용하면 비교적 낮은 온도에서 분해 효율을 높일 수 있는데 루테늄이 가장 우수한 성능을 보인다.  하지만 귀금속인 루테늄 촉매는 가격이 비싸고 높은 암모니아 분해 효율을 위해 여전히 높은 온도가 요구된다.  연구팀은 이를 극복하기 위해 저렴한 ‘CoFe’ 기반의 층상 이중 산화물(LDO)에 세륨 산화물을 추가한 비귀금속 기반 촉매를 개발했다. 이 촉매는 저렴한 비용으로 우수한 암모니아 분해 성능을 보이며 저온에서도 높은 효율을 유지하고 장기간 운전이 가능하다. 세륨 산화물 도입의 장점은 CoFe 층상 이중 산화물 촉매의 표면 구조를 조정해 금속 입자들의 응집(뭉침)을 방지하고 또한 세륨 산화물의 독특한 산화-환원 특성(Ce³⁺/Ce4⁺ 전환)을 이용해 촉매의 전자 특성을 조절할 수 있다는 점이다.  이는 촉매 표면에서 암모니아가 질소와 수소로 분해되는 과정 중 가장 시간이 오래 걸리는 단계(속도결정단계)인 질소의 재결합-탈착 반응이 원활해지도록 도와줘 암모니아 분해 반응을 촉진할 수 있었다. 이 덕분에 이번에 개발한 촉매는 낮은 온도에서도 우수한 성능을 보였다.  450°C에서 최고 81.9%의 암모니아-수소 전환율을 달성했는데 기존 다양한 촉매보다 50°C 이상 낮은 온도임에도 불구하고 효율은 더 높았다. 채호정 박사팀은 지난 2022년 또 다른 비귀금속인 니켈을 이용한 암모니아 분해 촉매를 만들었는데 당시 촉매가 450°C에서 암모니아 전환율 45%를 보였던 결과에 비해 매우 개선된 것이다. 또한 550°C의 온도에서 장시간 연속 운전 후에도 촉매의 구조적 변화가 거의 없었으며 수소 생산 효율도 유지되는 안정성을 보였다. 연구팀은 향후 추가 연구를 통해 촉매의 저온 수소 생산 성능을 향상하고 최적화 과정을 거쳐 2030년경 상용화를 목표로 하고 있다. 연구진은 “개발된 촉매는 암모니아 기반 대형 수소 생산 플랜트, 수소 발전, 수소 스테이션과 선박 분야 등에서 활용될 수 있으며 특히 암모니아를 수소 저장체로 활용하는 시스템에 적용할 수 있다”고 말했다.  이영국 화학연 원장은 “친환경 수소 생산 기술의 실용화를 앞당기고 재생 가능한 에너지 기반의 지속 가능한 수소 경제 구축에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 논문은 지난 2024년 11월 국제 학술지 ‘화학 공학(Chemical Engineering Journal(IF: 13.3))’에 게재됐다.  채호정 화학연 박사가 교신저자로 이수언 박사가 1저자로 참여했다.  이번 연구는 화학연 기본사업, 산업통상자원부 ‘신재생에너지핵심기술개발사업’의 지원을 받아 수행됐다.

에너지신문 2025.02.17