탄소중립 재밌게 풀어보기 (제주, 탄소없는 섬)

그린수소 글로벌포럼 2023이 제주에서 지난 23일에서 25일까지 진행되었다. 
2050년 탄소중립 실현과 청정수수 생태계 조성이라는 주제로 탄소 없는 섬을 지향하는 제주에서 재생에너지 확대 모델을 구축하자는 모양새는 자연스러울 수밖에 없다. 
기간 동안 두산에너빌리티는 제주 바람을 이용하여 연산 80톤 규모의 그린수소 생산 플랜트 상업운영 개시를 알렸고, 수소버스 시범운영에 맞춰 액화수소 충전소 투자 계획 등이 발표되었다. 
 

그린수소 허브를 목표로 

2022년 9월 제주특별자치도는 2030년까지 수소버스 300대, 수소청소차 200대 보급 및 활용을 위한 그린수소 생산, 보급 인프라를 구축하는 수소 산업화 및 생태계 조성을 주 내용으로 하는 '그린수소 글로벌 허브 구축계획'을 발표한다. 

제주는 이미 2021년 이미 전력수요의 38.9%를 재생에너지로 공급할 수 있는 설비를 갖추었으니 가희 대한민국의 재생에너지 도입의 테스트베드라 할 수 있고, 그린수소 생태계 조성에 최적지라고 할 수 있다.    

하지만 2023년 1월 정부가 발표한 수소도시 기반 구축사업 대상 지자체 선정에 제주는 포함되지 않았다. 평택, 남양주, 당진, 보령, 광양, 포항의 6개 지자체가 선정된 '수소 도시 조성사업'은 지자체당 4년간 총 400억 원을 투입하여 수소를 주거, 교통 등 생홀에 활용할 수 있도록 수소 인프라(수소 생사시설, 이송시설, 활용시설 등)를 구축하는 사업이다. 

하지만 제주도는 동월 제주 에너지 대전환 로드맵을 발표하고 민간 기업과 협의하며 그린수소 생산 플랜트의 상업운영을 시작하기에 이른 것이다. 

 

블랙아웃(Blackout) 

일반적으로 블랙아웃은 전력공급이 불안전하고 수요에 비해 턱없이 부족할 때 발생하는 전기공급이 셧다운(Shut down)되는 것을 지칭한다. 보통 여름 난방수요로 전력수요가 피크를 돌파하고 발전여유가 부족할 때 뉴스에서 언급되고, 2006년 4월 제주도에 블랙아웃이 발생한 적이 있다. 제주도 전체 전기 수요의 40%를 맡고 있던 해저케이블이 갑자기 고장 나 전기 공급이 부족하자 도내의 소규모 발전시설에 과부하가 걸리면서 전기 공급이 모두 끊겼던 사태이다. 하지만 요즘 제주도의 블랙아웃 우려를 얘기할 땐 원인이 반대이다. 즉, 시간 통제가 불가한 신재생 에너지 비율이 높은 제주에선 전력소요가 그리 크지 않을 때 발전이 피크(Peak)가 되면 전력 과공급에 의한 블랙아웃 발생 우려가 있기 때문이다. 더구나 제주 자체로는 구축된 전력망 자체의 용량이 육지의 1/10에 불과하여 이러한 우려가 더욱 커지고 있고, 실제 이를 방지하기 위해  2022년 23회, 올해 5월까지 이미 42회의 태양광 발전 출력 제한을 진행하였고, 풍력도 26회의 출력제한을 하며 민간 사업자들의 수입 불안정, 경영악화로 불만이 증가하게 되었다.
 

에너지 저장

이러한 잦은 출력제한을 최소화하여 전력생산 Loss를 줄이고 사업자들의 불만을 누그러 뜨리기 위해선 결국 소요되지 못하고 남는 미활용 전력을 저장하여 사용하여야 하는데 전기에너지 그대로 저장하는 것이 ESS이고, 다른 에너지로 변환하여 저장하는 것 중에 하나가 수소생산 저장이다. 이런 관점에서 보게 되면 제주의 '그린 수소 글로벌 허브 구축계획'은 목적상 시점상 적정하다 할 수 있을 것이다. 

DAL.E가 그려준 그린 수소 생산, 오른쪽 그림은 좀 더 나갔는데 해상풍력과 연계한 거대한 수소 생산 공장 있을 법 하다.

액화수소운반선

몇년 전 누군가 물어왔다 호주의 갈탄에서 추출해 낸 수소를 액화시켜 일본으로 수입하려던, 그래서 가와사키중공업이 수소운반선을 개발하려 하고 있으니 한국도 어서 개발해야 할 것이 아닌가?

그때 내 답변은, "갈색수소(Brown Hydrogen)를 운송하려는 일본의 생각은 탄소중립의 취지에 맞지 않고 제대로 하려면 재생에너지 기반 전기분해를 통해 얻어진 수소만이 평가를 받을 수 있을 것이다. 따라서 물은 어디에서도 찾을 수 있으니 전기를 싸게 생산하는 곳이 수소를 생산하는 곳이 될 것이다. 더불어 국가 간 전력 Grid 통합을 검토하고 있으니 결국 전력을 들여와 수소 생산하는 비용과 수소를 액화하여 온송하는 비용간의 싸움인데 후자가 결코 경제적일 것으로 생각하지 않는다. 그러니 LH2 Carrier 개발 계획은 의미 의미 없을 것이다."였다. 

내 생각과는 별개로 Kawasaki의 계획은 그대로 진행되어 세계 첫 LH2 Carrier는 2022년 처녀 항해를 하게 된다. 

Kawasaki 중공업의 액화수소 운반선 "SUISO FRONTIER"호 2022년 첫항해, 그림 from web page Kawasaki Hydrogen Road