울산ㆍ여수 등서 연간 수소 164만톤 생산

2018-11-21 11:56:38 게재

수소 1kg으로 100km 주행

수소연료전지차의 원료인 수소를 생산하는 방법은 이론적으로 9가지다.

크게 화석연료를 사용하는 방법과 사용하지 않는 방법으로 나뉜다.

화석연료의 구조를 바꿔(개질) 수소를 추출하는 방법으로 △수증기 개질 △이산화탄소 개질 △부분산화 △자열개질 △직접개질이 있다. 원료로 천연가스와 LPG 나프타 석탄 중질유 등이 쓰인다. 대체로 고온에서 작용하기 때문에 에너지 소비가 높다는 단점이 있다.

이들 방식과 달리 화석연료를 사용하지 않고 청정에너지원인 수소를 취하는 방법은 △열화학 분해 △생물학적 분해 △광화학적 분해가 있다. 원료는 물이며 에너지원은 전기나 태양열 미생물 등이 쓰인다.

현재는 이같은 방법보다 제철소나 석유화학 공정에서 나오는 부생수소를 모아 회수하는 방식이 경제적으로 꼽힌다.

제철소 부생가스는 코크스에서 발생하는 가스와 제선과정에서 발생하는 가스, 제강과정에서 발생하는 가스로 나뉜다.

원유를 정제해 얻은 나프타를 분해하는 과정에서 수소가 생산된다. 이를 나프타분해공정상 부생가스라고 한다. 나프타의 탄화수소 성분을 고온에서 분해, 에틸렌 프로필렌을 생산하고 부차적으로 수소를 얻는다. 순도가 90~96%에 달하며 수소정제공정을 거쳐 99.99% 수소를 얻을 수 있다.

프로판(C3H8) 탈수소 공정은 프로필렌 생산이 주 목적이다. 이 공정에서 프로필렌을 생산하고 수소가 부생적으로 나온다.

국내에서는 이처럼 주로 정유나 석유화학업체 나프타 분해공정이나 식염전해공정에 의해 수소를 생산하고 있다.

한국수소산업협회에 따르면 지역별로 석유화학업체가 모여 있는 울산이 수소 120만N㎥/hr(N은 0도 1기압 상태를 말한다)를 생산할 수 있다. 여수는 82만N㎥/hr, 대산은 26만7000N㎥/hr, 기타 13만5000N㎥/hr를 생산할 수 있다. 전체적으로 242만8770N㎥/hr 수소 생산능력을 갖추고 있다.

2016년 국내 수소 생산량은 164만톤이다. 대부분 석유화학단지가 밀집해 있는 울산·여수·대산단지에서 화석연료 개질 및 부생수소로 생산된다. 약 140만톤은 정유ㆍ화학사들이 원료로 내부 소비하고 23만톤이 외부로 유통된다. 이 가운데 활용할 수 있는 수소는 약 10만톤이다. 이는 수소차 50만대가 1년간 사용할 수 있는 양이다. 1kg 수소로 100km 정도 주행가능한 것으로 알려졌다.

수소는 에너지로 바꾸는 과정에서 일체 미세먼지나 온난화물질을 발생하지 않는다. 일부에서는 안전성을 지적하지만 전문가들은 수소 폭발성이 과장됐다고 본다. 박진남 경일대 신재생에너지학부 교수는 "수소 위험성은 가정에서 도시가스를 사용하는 정도"라며 "수소폭탄과 우리가 사용하는 수소에너지는 전혀 다른 개념"이라고 말했다.

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범현주 기자 hjbeom@naeil.com
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