소수력에너지를 이용한 그린수소 생산이 성남정수장에서 시작된다.
수력 이용 그린수소 생산 첫발
성남정수장 그린수소 생산시설은 소수력 발전으로 생산된 전기로 물을 수전해해 수소를 생산한다. 수력을 통한 그린수소 생산은 국내 최초이며 빠르면 12월부터 생산에 돌입한다.
한국수자원공사는 이 수소를 성남시 갈현동 수소충전소에 공급하기 위해 충전소와 협의 중이다. 또 2025년부터는 현대자동차에서 개발 중인 이동형 수소충전소를 성남정수장 인근에 배치해 수소차 충전에 활용하게 된다.
하루에 수소 188kg 생산…
승용차 40대분
성남정수장 그린수소 생산시설은 하루 18톤의 물을 전기분해해 188kg의 수소를 만든다. 이는 수소승용차 40대를 충전할 수 있는 양이다. 이곳에는 600kW급 알칼라인 수전해(AEC) 스택이 설치돼 있다. 알칼리 전해액을 이용해 물을 전기분해하는 방식으로 30%의 고농도 수산화칼륨(KOH)을 전해액으로 사용한다.
발전 가동률 높아 수소 생산에 유리
성남정수장에는 이미 소수력 발전기가 설치돼 있어 실증 시간을 단축시킬 수 있고, 수소 생산에 필요한 물을 공급받기도 편하다.
그린수소 생산 시 가장 어려운 점은 재생에너지 특징인 간헐성에 있다. 성남정수장의 소수력은 태양광, 풍력에 비해 발전량의 편차가 적고 발전설비용량 대비 가동률이 높아 그린수소 생산에 적합하다. 여기에 초기 설치비용이 비교적 저렴하면서 안정성이 입증된 알칼라인 수전해를 접목했다.
그린수소 상용화 난점은 ‘경제성’
그린수소는 다른 수소에 비해 아직은 생산단가가 비싸다. 한국에너지기술연구원에 따르면 2021년 기준 그린수소 생산단가는 kg당 8,000원에서 1만2,000원이고 그레이수소는 kg당 5,000~7,000원 수준이다.
더 비싸질 수 있다. ‘제주 풍력발전 연계 그린수소 생산 실증사업 현황’에 따르면 706kg 수소를 생산하는 데 4만5,443kWh 전력이 사용됐다. 제주도 전력 도매가격을 적용해 계산하면 그린수소 1kg을 생산하는 데 전기료만 1만4,727원이 든다. 이번 실증 과제의 목표도 상용화보다는 수력을 통한 그린수소 생산·활용에 초점이 맞춰져 있다.
환경부는 수력을 이용한 그린수소 생산 초읽기에 나서는 모양새다. 수소경제 최종 지향점인 그린수소가 탄소저감 효과가 크기 때문이다. 성남정수장을 시작으로 내년에는 밀양댐 소수력발전을 이용한 그린수소 생산시설 착공에 나선다. 또 충주댐에 대수력을 이용한 그린수소 생산시설에 대한 기본구상 용역도 추진 중이다.