한수원 수소융복합처장 “韓 원자력수소 생산기술, 3년 내 美 앞지를 것”

[부산=이데일리 강신우 기자] 한국수력원자력이 글로벌 탄소중립 목표 달성을 위해 수전해 방식으로 ‘원자력 청정수소’ 개발에 박차를 가하고 있다. 수전해는 물을 전기로 분해해 순도 높은 수소를 생산하는 방식으로, 탄소배출이 적고 저렴한 에너지를 활용해 다량의 수소를 생산하는 기술을 갖추는 것이 관건이다.

공영곤 한수원 수소융복합처장은 지난 25~27일 사흘간 부산 벡스코에서 열린 ‘기후산업국제박람회’ 기간 중 이데일리와 만나 “원자력 수소를 생산하는 기술은 현재 미국이 가장 앞서있다”면서도 “하지만 우리의 스케일업(Scale-Up) 계획대로 원자력수소 사업을 진행한다면 3년 후에는 미국을 따라잡게 될 것”이라고 밝혔다.

공영곤(48) 한수원 수소융복합처장이 지난 25일 부산 벡스코에서 열린 ‘원자력 청정수소 국제 비즈니스 포럼’에 앞서 이데일리와 인터뷰 후 기념촬영을 하고 있다.(사진=강신우 기자)

2027년 3월 10㎿급 시범사업 준비

원자력을 활용한 수소 생산기술에는 △저온 수전해 △고온 수전해 △열화학법 등이 있다. 이 가운데 저온(100도 이하) 수전해는 상용화 기술이 개발돼 원전과 연계하는 실증 초기단계에 진입했다. 반면 고온(650도 이상) 수전해는 아직까지 상용화 초기단계다.

공 처장은 “재생에너지는 계속 안정적으로 생산할 수 없고, 대용량 생산에 한계가 있으며, 수소에너지는 생산 단가가 비싸다”며 “반면 원자력수소는 저렴한 생산 단가와 대용량으로 계속 안정적으로 생산할 수 있고 원전의 잉여 전력을 이용한다는 장점이 있다”고 설명했다.

한수원의 ‘원자력수소 개발 로드맵’과 관련해서는 “원전을 연계한 수소를 생산하기 위한 1단계 기반연구를 현재 한수원에서 진행하고 있고 내년 3월까지 인허가 요건을 분석하는 연구개발(R&D)이 진행된다”면서 “ 국내에 대용량 원전수소를 생산할 수 있는 기술이 없는 상태인데 이 부분을 단계적으로 상향할 것이다. 내년 4월부터 2단계에 돌입해 대략 10㎿(메가와트) 규모까지 생산 능력을 개발할 계획”이라고 강조했다.

작년 9월 그린수소 실증연구센터를 설립한 한수원은 100㎾급 알칼라인(ALK)과 50㎾급 양성자교환막(PEM) 등 두 가지 타입의 국산 수전해 설비시설을 갖추고 있다. 센터에서는 시간당 약 2.7㎏의 수소를 생산하고 있는데, 하루 4시간 이상 33일 연속 시운전한 결과 총 486㎏의 수소를 생산하는 데 성공했다.

한수원은 이 같은 수전해 시스템 운영을 통해 확보한 데이터베이스(DB)를 기반으로 ㎿급 기본설계 역량도 갖춰나갈 예정이다. 오는 2027년3월까지 10MW급 원자력 청정수소생산을 위한 시범사업을 준비하고 있다.

공 처장은 “연말께 착공하는 2.5㎿ 규모의 수소생산 실증사업인 ‘부안 프로젝트’와 12.5㎿ 규모의 제주 그린수소 생산 실증 과제도 이어갈 예정”이라며 “단계적으로 생산 수소량을 점차 확대하는 과정을 거쳐 향후 호주에 진출할 것”이라고 언급했다.

2030년 수소 생산단가 ㎏당 3000원 후반 전망

그는 “해외에서 원자력 수소 분야를 선도하는 곳은 미국인데, 미국도 아직 상용화단계는 아니다”면서 “원전에서 수소를 생산하는 단계이고, 3월 원전에서 수소 1.25㎿ 규모를 생산하는 단계에 돌입했다”고 말했다. 이어 “기술력으로 미국 다음이 우리나라인데 기술개발 차이가 약 2~3년 정도 된다”며 “대용량 수전해플랜트를 원전과 연계하려면 안전성을 반드시 체크해야 하기 때문에 기반연구부터 탄탄히 할 것”이라고 덧붙였다.

한편 정부는 2030년 100㎿ 급 원자력 고온수전해 기준으로 원자력 수소의 균등화 수소생산단가를 1㎏당 3000원 후반으로 추산하고 있다. 원자력 수소 산업 확대로 생산단가는 하향 안정화할 것으로 보고 있다.