서부발전, 수전해기술 개발 착수…ESS 없이 그린수소 만든다

에기연과 R&D 진행…고내구성 수전해 촉매도 개발

한국서부발전이 낮은 비용으로 그린수소를 생산하는 수전해기술 개발에 나섰다.

서부발전은 지난 19일 한국에너지기술연구원과 '그린수소 경제성 확보를 위한 수전해기술 연구·개발(R&D)' 착수회의를 열었다고 밝혔다.

수전해기술은 전기로 물을 분해해 수소를 얻는 기술이다. 이때 화석연료 대신 풍력이나 태양광 등 재생에너지로 만들어진 전기를 활용하면 온실가스 배출이 없는 그린수소 생산이 가능하다.

태양광 등 재생에너지 발전은 기상변화의 영향을 받는 만큼 안정적인 전력생산을 담보할 수 없다. 출력 변동성이 커 수전해설비에 바로 적용하면 수명단축과 효율저하로 이어질 수도 있다.

이를 보완하기 위해 출력안정 역할을 하는 에너지저장장치(ESS)를 추가로 설치하지만, 고가의 비용 탓에 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.

재생에너지 직접 연계 수전해기술 개요도. 자료=서부발전

서부발전과 에기연은 경제성 확보를 위해 ESS 없이도 재생에너지원을 직접 수전해설비와 연계하는 기술을 개발키로 했다. 에기연은 수전해기술 국산화를 선도하고 있는 전문 연구기관이다.

이번 연구의 핵심은 수소·산소 분리막 개선과 불안정한 전원출력을 견뎌내는 고내구성 촉매 개발이다.

양측은 수전해 과정에서 발생하는 수소·산소 간 혼입 문제를 해결하기 위해 분리막을 개선키로 했다. 분리막 사이로 이온은 통과하되, 산소와 수소는 서로 넘어가지 못하도록 세공크기를 줄이는 게 핵심이다. 분리막의 세공크기를 줄일 때 감소하는 전압효율을 유지하는 것도 개선해야할 과제다.

ESS 없이 변동성이 큰 출력을 견디면서 재생에너지 부하를 95% 이상 활용 가능한 고내구성 수전해 촉매도 개발한다. 이를 통해 수전해 효율을 82%까지 끌어올린다는 목표다. 이번 개발이 성공적으로 마무리되면 ESS 투자비용 없이 재생에너지를 활용해 그린수소를 안정적으로 생산할 수 있게 된다.

서부발전 관계자는 "이번 R&D를 시작으로 올해 디지털·그린뉴딜 등 한국판뉴딜 R&D에 323억원을 투자할 계획"이라며 "정부가 추진하는 수소경제 정책에 적극 부응키 위해 최선을 다하겠다"고 말했다.