당진형 탄소중립 모델은 누가 만들어 나갈 것인가?

당진시는 국내 최고의 탄소배출 지역이다. 국내 최고의 화력발전소, 철강제철소 등으로 탄소배출의 97%가 당진 산업단지에서 이뤄지고 있다. 그런데 당진 산단에는 결국 폐지될 수밖에 없는 화력발전소와 용광로에 의한 제철방식을 수소환원 제철방식으로 전환 시켜야 지속적인 제철공장을 운영할 수 있는 현대제철이 있다.

당진 화력발전소는 제10차 전력수급기본계획에 따라서 2036년까지 10기 중에 6기를 폐기하기로 결정되었다. 그리고 현대차 그룹은 지난 24일, 미국에 총 210억 달러(약 31조 원)을 투자하겠다고 밝혀 결국에는 현대제철의 제철공장도 미국으로 이전해야 되는 실정이다.

결국 당진산단에 현대제철이나 당진화력발전이 폐기 된다면 이의 협력업체나 하청업체들도 결국에는 사라질 수밖에 없어 텅빈 산단으로 남게 되어 당진경제를 침몰할 수밖에 없게 되는 것이다.

이런 당진경제의 비관적인 운명을 어떻게 되살려 나갈 것인지? 당진형 탄소중립 모델을 만들어 화석연료 중심의 당진산단을 무탄소 청정에너지 중심의 산단으로 전환시켜 나가는 거대한 계획을 추진해 나가야 한다.

지난 2월 23일, 당진시는 이런 상황에서 수소특화단지 조성사업을 외부 용역기관에 맡겨 착수보고서를 발표하였다. 과연 외부 용역기관이 당진경제의 미래를 결정짓는 당진산단의 미래 계획을 수립하고 이를 추진해 나갈 수 있는 멋진 그림을 만들어 낼 수 있을까?

지난해 11월 1일, ‘제7차 수소경제위원회’에서는 ▲수소특화단지 지정·지원방안 ▲액화수소 운반선 초격차 선도 전략 ▲수소도시 2.0 추진전략 등 3개 안건이 상정·논의됐다.

이미 수소클러스터 사업의 예비타당성 조사를 통과한 강원 동해·삼척(액화수소 저장·운송), 경북 포항(발전용 연료전지)을 국내 최초의 수소특화단지로 지정하였다. 그리고 지역별로 특화된 수소 기업의 집적을 유도하고 국내 수소산업의 성장을 주도할 핵심 거점으로 육성할 계획이라고 한다.

이런 수소 특화단지로 선정된다면 수도권 기업의 특화단지 이전시 보조금 우대(2% 가산), 산업용지 수의계약 허용(원칙: 경쟁입찰), 수요-공급기업 간 공동 연구개발(R&D), 개발된 제품의 실증 및 시범보급 사업, 인력 양성 등 맞춤형 지원을 제공하고, 향후 성장 잠재력이 큰 지역을 추가 발굴해 특화단지 지정을 확대해 나갈 예정이란다.

이같이 중앙정부는 수소 특화단지는 직접 나서서 관여하는 것이 아니라 지자체에서 만들어 놓은 탄소중립 모델을 바탕으로 이의 타당성 평가를 통하여 재원 지원을 해나가는 마중물 역할만 담당하고 있다.

결국 당진시의 수소생산단지에 대한 기본계획이 수립되어야 이를 바탕으로 재정지원여부를 결정하게 되고 이로써 당진 수소생산단지 사업은 추진될 수 있는 것이다.

당진 수소특화단지에는 많은 이해관계자들이 얽히고 설켜 있어 연구용역으로 이를 추진해 나갈 수는 없는 일이다. 따라서 당진시민들이 참여하여 구체적인 당진형 모델을 만들어 나가면서 이런 논란의 여지를 최소화하고 중앙정부가 승인할 수 있는 기획안이 나와야 하는 것이다.

그래서 당진 수소특화단지 조성사업은 단순하게 외부 용역으로 해결될 수 없으며 구체적인 계획안을 만들어 나가는데 충분한 논의와 토론을 통하여 집단지성의 힘을 발휘해야 가능한 일이다.

이를 위해선 당진시민이 중심이 되는 민관거버넌스체제를 구축하고 우선 당진산단의 현황을 자세하게 공개하고 입주기업의 의사를 충분히 검토하면서 수소 생산기술에 대한 지식정보를 지속적으로 제공 받아 충분한 논의를 뒷받침해 주어야 한다.

따라서 외부 전문기관과의 컨설팅 계약을 맺고 수소 생산방식에 대한 컨설팅을 받으면서 구체적인 미래 전망을 기반으로 지역주민들의 의사결정을 통하여 수소생산방식을 결정해야 한다.

현재 생산되는 수소의 96%를 LNG가스로부터 나오는 그레이 수소가 차지하고 있다. 그리고 나머지는 재생에너지에서 남은 전력을 수전해를 통하여 생산되는 그린수소, 그리고 석유화학단지와 철강단지에서 부생적으로 나오는 부생수소가 있을 뿐이다.

사실상 수소생산은 화석연료를 사용하는 것보다 몇 배나 되는 비용을 부담해야 되고 시설 투자재원이 요구되기 때문에 지역경제는 물론 국민경제의 운명까지 좌우할 수 있는 어려운 숙제라고 할 수 있다.

탄소중립을 추진하기 위해서는 그레이 수소생산에는 필수적으로 탄소배출을 분리해서 저장 활용하는 CCUS기술이 요구된다. 현대제철에서 이미 2조원이라는 엄청난 재원을 투입하여 현대그린파워라는 흡착식 CCUS 기술을 바탕으로 하는 부생가스 발전, 수소생산 시설을 건설했다. 그렇지만 비싼 설치비용과 처리비용이 많아 결국에는 흡착방식에 의한 CCUS기술 활용은 포기할 수 밖에 없는 실정이다.

SK E&S는 2022년 7월 18일. 세계 최초로 청록수소 상업화에 성공한 모놀리스社에 약 330억원(USD 2천5백만 달러)를 투자한다고 밝혔다.

미국 네브라스카 주(州)에 본사를 두고 있는 모놀리스社는 청록수소 분야 선도 기업으로, 청록수소 생산에 핵심 기술인 열분해 기술력을 보유하고 있을 뿐 아니라 전 세계에서 유일하게 상업화 단계에 접어든 공정 기술을 갖추고 있다.

이번 투자로 SK E&S는 SK그룹내에서 수소사업을 추진하는 핵심 멤버사로서 블루·그린 수소에 이어 청록수소까지 수소생산의 모든 포트폴리오를 구축하고 향후 청록수소 사업 추진에 있어 그룹 차원의 시너지까지 창출한다는 계획이다.

청록수소란 플라즈마 개질기를 이용하여 합성가스를 제조하는 거나 수소생산설비에 적용해 왔다. 플라즈마 기술에는 열 플라즈마와 아크플라즈마와 마이크로파 플라즈마가 있다.

모놀리스는 아크플라즈마를 이용하여 청록수소를 생산한다. 한국은 한국에너지기술연구소와 가스공사에서 연구를 수행한 바 있으며, ㈜바이오프랜즈는 플라즈마를 이용한 가스개질에 관한 특허를 보유하고 있다.

아크플라즈마의 근본적인 문제는 공기 중의 산소로 인해 전극이 급격히 산화해 버린다는 점이다. 이러한 문제점 때문에 전극 없이 작동하는 전자파 방전을 이용하는 마이크로파 플라즈마 기술이 개발되었다.

자파 방전을 이용하면 비교적 저온에서도 손쉽게 플라즈마를 만들 수 있고, 활성입자를 대량으로 생산할 수 있다. 플라즈마를 발생시키고자 하는 용기에 전자파를 유입하고 공명 조건을 만들어 주면 전극이 없어도 전자파 플라즈마가 1기압에서도 쉽게 발생한다.
마이크로파 플라즈마는 적은 에너지로도 많은 양의 물질을 화학적, 생물학적으로 처리할 수 있다. 결국 LNG가스를 열분해 방식을 활용하여 섭씨 1000도 이하에서 탄소를 고체화하여 분리할 수 있는 현재 개발된 기술중에서 가장 값싼 수소생산방식이라고 할 수 있다.

이같이 청록수소 생산기술을 활용하여 당진 LNG생산기지를 기반으로 값싼 수소를 대량으로 생산해 나갈 수 있도록 기술을 개발하는 당진형 수소생산모델을 만들어 나가야 한다.

물론 LNG가스는 국내에서 생산되지 않기 때문에 러시아 연해주와의 이미 약속된 파이프 라인을 통한 LNG 공급(LNG가격을 3분의 1이하로 수입할 수 있음)을 받아야 값싼 수소를 대량으로 생산할 수 있다.

이밖에 LNG가스를 활용한 암모니아 수소생산방식, 그리고 해조류 생산을 기반으로 바이오 수소 등도 검토하여 당진특성에 맞는 가장 값싸고 대량의 수소를 생산할 수 있는 당진형 모델을 만들어 나가야 한다.

이는 외부용역이 아니라 지속적인 수소에 관한 기술정보를 제공할 수 있는 한국에너지기술연구원과의 컨설팅 계약을 맺고 이를 바탕으로 민관거버넌스체제에서 논의를 활발하게 이뤄질 수 있는 플랫폼을 만들어 당진형 탄소중립 모델을 만들어 나가는 노력이 이뤄져야 할 것이다.

신동엽 시인의 ‘껍데기는 가라’라는 시(詩)가 생각난다. 껍데기란 허위, 가식 등 부정적인 언어와 세력들은 물러가고 오직 피와 땀과 눈물의 결실로 얻어지는 결실만이 진정으로 당진경제의 미래를 구원해 줄 수 있다고 믿는다.
불필요한 껍데기를 거둬치우고 진정으로 값싼 수소를 대량으로 생산할 수 있는 당진형 탄소중립 모델을 빨리 만들어 중앙정부의 타당성 검증을 받아내고 본격적인 수소생산체제를 구축해 나가야 한다.

이는 당진시민들의 피와 땀과 눈물 없이는 탄소중립은 성공적으로 실현될 수 없다는 사실을 명심하고 당진시민들이 나서서 힘을 모아서 다 함께 집단지성을 발휘할 때 당진경제를 되살릴 수 있는 것이다.