한화건설, 현대자동차 등의 기업들이 바이오가스 기반 수소생산사업을 추진하고 있다.
한화건설은 최근 미국의 수소전문업체인 유틸리티 글로벌과 바이오가스 기반 수소생산사업 관련 연구를 수행하기로 합의했다.
양사는 유틸리티 글로벌의 수소생산기술인 H2GEN 시스템이 적용된 바이오가스 기반 수소생산플랜트에 대한 ‘기본설계 전 단계(Pre-FEED)’를 진행한다.
H2GEN은 바이오가스, 제철공정가스 등 부생가스에 포함된 전기화학 에너지를 이용해 물에서 수소를 생산하는 기술로 화학반응을 위한 별도의 전기가 필요 없어 기존 기술보다 경제성과 물류시스템 능률을 개선할 수 있다.
양사는 Pre-FEED를 통해 설계 기준, 공정 구성, 소요 사업비 및 사업기간, 경제성 평가 등 기본설계를 위한 기초자료를 도출한다. 한화건설은 이를 바탕으로 하수처리시설을 중심으로 바이오가스 기반 수소사업을 추진할지 결정할 예정이다.
한화건설은 현재 대전, 천안, 평택, 인천 검단, 경기 화성, 군포 대야, 충남 서천 등 10여 개소의 공공하수처리장을 운영하고 있다. 만약 한화건설이 바이오가스 기반 수소생산플랜트 구축사업을 본격적으로 추진한다면 이들 하수처리장에 해당 플랜트를 구축할 가능성이 있다.
한화건설뿐만 아니라 여러 업체가 바이오가스 기반 수소생산사업을 추진하고 있다. 대표적인 곳이 바로 현대자동차다.
현대차는 고등기술연구원과 함께 충북 청주 공공하수처리장과 경기 파주 환경순환센터에 바이오가스로 하루 500kg의 청정수소를 생산하는 시설을 구축하고 생산된 수소는 지역 내 충전소 등에 공급할 예정이다.
고등기술연구원은 충남도, 한국중부발전, 아주자동차대학 등과 전국 단일 면 중 가장 많은 축산분뇨가 나오는 보령시 천북면 일원에 1,500㎡ 규모의 바이오가스 활용 청정수소 생산시설을 구축해 연간 약 200톤의 청정수소를 생산, 수소충전소 등에 공급할 계획이다.
또 제주도는 서귀포시 색달동에 있는 제주 광역 음식물류폐기물 자원화시설에서 발생하는 하루 4,000N㎥의 바이오가스를 활용해 2027년부터 수소승용차 하루 약 100대를 충전할 수 있는 수소 500kg을 생산할 계획이다.
이같이 바이오가스 기반 수소생산사업이 활발히 진행되는 것은 정부가 적극적으로 지원하고 있기 때문이다.
정부 적극 지원
지난 2022년 6월 환경부는 하수처리시설, 정수장, 댐 등의 환경시설에서 바이오가스, 수상태양광, 소수력발전 등을 이용한 재생에너지 생산을 2배 이상 확대한다는 내용을 골자로 하는 ‘바이오·물 에너지 확대 로드맵’을 발표했다.
환경부는 해당 로드맵에 따라 기존 운영 중인 시설을 통합 바이오가스화 시설로 전환하고, 신규시설은 통합 바이오가스화 시설로 설치해 바이오가스 생산시설을 확대할 계획이다.
통합 바이오가스화 시설은 상호보완 특성이 있는 둘 이상의 유기성 폐자원을 병합해 바이오가스를 생산하는 시설로, 단독시설 대비 설치·운영비 20% 이상 절감과 바이오가스 생산수율 약 30% 이상 향상을 기대할 수 있다.
환경부는 오는 2026년까지 바이오가스 생산시설에 국고를 우선 지원해 전국 110개소의 바이오가스 생산시설을 기존시설 전환 16개소와 신규시설 14개소를 포함한 140개소로 늘리고, 바이오가스 생산량을 연간 3억6,000N㎥(2020년 기준)에서 5억N㎥까지 확대한다는 계획이다.
이는 국내 도시가스 공급량(약 250억N㎥/년, 2021년 기준)의 약 2% 수준으로, 연간 1,812억 원의 액화천연가스(LNG) 수입대체 효과와 폐기물에서 발생하는 메탄을 줄여 2026년까지 연간 110만 톤의 온실가스를 추가로 감축하는 일석이조의 효과가 있다.
이렇게 생산되는 바이오가스를 소화조 열원 등 환경기초시설에 필요한 기존 에너지원으로 대체하고 집단에너지 및 도시가스 공급이 어려운 비도심 지역에 소규모 집중 열에너지 생산·공급 확대를 추진하는 등 수요처를 확대하고 다변화할 계획이다.
무엇보다 발전·가스 중심의 이용 방법을 미래 수요가 많은 그린수소 생산 및 연료전지 등 신규 수요처로 다변화한다는 계획이다. 바이오가스 생산시설에 개질·고질화 설비확충을 통해 그린수소 생산·공급을 추진한다는 것이다.
이 때문에 음식물류폐기물, 하수찌꺼기, 가축분뇨, 동·식물성 잔재물 등 유기성 폐자원 관련 시설을 보유한 지자체는 별도의 수소생산시설을 갖추지 않아도 수소를 생산·활용할 수 있다.
그 일환으로 환경부는 2023년부터 지역 자립형 수소생산을 확대해 수소를 더욱 안정적으로 공급하고자 바이오가스 기반 청정수소 생산사업을 추진하고 있다. 그 일환으로 매년 2곳씩(공공 1곳, 민간 1곳) 지원 대상자를 선정하고 있다.
이를 통해 지난해까지 국비 약 288억 원이 투입돼 4곳에서 바이오가스 기반 청정수소 생산시설이 구축되고 있다. 2026년부터는 일부 시설이 완공돼 본격적으로 수소가 생산될 예정이다.
환경부는 매년 신규 수소생산시설 2곳을 지원해 2030년까지 하루 약 6,000kg의 수소가 생산돼 수소차 충전 편의성도 점진적으로 개선될 것으로 기대한다.
