JERA-덴소, 발전소 폐열 활용한 대형 SOEC 기술 실험
법적·정책 제도 정비···청정수소 기술 지원 방안 구체화
일본 최대 전력회사 JERA가 대규모 고온수전해 실증에 나섰다. 지난 9월 25일, JERA는 아이치현 나고야시에 있는 신나고야 화력발전소에서 덴소(DENSO)가 개발한 고체산화물 수전해전지(SOEC)를 사용하여 200kW급 수소 생산 실증 테스트를 시작했다고 밝혔다.
발전소의 폐열을 이용한 수소 생산 방식의 효율성을 검증하는 것이 목적으로, 일본 발전소 부지를 활용한 SOEC 기술 실증은 이번이 처음이다.
JERA와 덴소, 수소 생산 공동 연구
JERA는 2024년 8월부터 일본의 자동차 부품 기업 덴소와 SOEC를 활용한 고효율 수소 생산 기술을 공동 개발했다. SOEC는 약 700℃ 이상의 고온에서 수증기를 전기분해하여 수소를 생산하는 기술로, 덴소는 세라믹 전해질(주로 이트리아 안정화 지르코니아, YSZ)을 사용해 약 80% 내외의 전기분해 효율을 달성했다.
덴소는 자동차 부품 분야에서 축적한 열관리 기술을 접목해 폐열 손실을 최소화하고 발전소의 고온 스팀과 배기가스를 열원으로 활용해 효율을 극대화하고 있다.
일본 정부의 구체적인 수소산업 지원책
이러한 대규모 실증은 일본 정부의 촘촘한 법적·정책적 지원체계 덕분이다. 일본은 2024년에 제정한 ‘수소사회추진법’을 통해 수소 생산과 이용 확대, 공급 인프라 구축, 실증 프로젝트 지원 근거를 마련했다.
특히 SOEC를 포함한 청정수소 기술이 지원 대상 기술로 명시되어 있으며, 실증 사업자에게 보조금·구매의무·기본단가 보전 등 지원 조항이 적용된다. 또한 2021년 개정된 ‘에너지효율법’은 비화석증서, J-credit 등 환경가치 거래 제도를 도입해 저탄소 기술의 실증과 상용화를 촉진하고 있다.
일본 경제산업성(METI)과 일본 에너지신산업기술종합개발기구(NEDO)는 JERA의 SOEC 실증 프로젝트에 연구 자금을 지원하고 있다. 이는 2021년 수립한 일본 ‘제6차 에너지기본계획’에 따른 것이다. 기술 실증을 산업정책의 일부로 편입하여 민간 기업이 발전소 부지를 활용해 대규모 실증을 진행하도록 돕고 있다.
화석연료 산업과 상생하는 순환형 수소 모델
업계에서는 이번 실증을 일본이 추진하는 ‘2050 탄소중립’의 시험대이자, JERA의 ‘제로 에미션 2050’ 구상의 첫 단계로 본다. 화력발전소 폐열을 수전해 공정에 재활용하여 전력·열·수소가 순환하는 통합형 발전 모델을 검증하려는 것이다.
JERA는 실증 결과를 바탕으로 수천 kW급으로 규모를 확대하고, 수소와 암모니아 연료를 사용하는 차세대 발전 시스템으로 전환을 가속할 계획이다.