일본 수소 경제 박차…그린 수소 가격 현재의 3분의 1로 낮춘다

▲일본 에네오스와 치요다화공건설이 개발하는 그린 수소 생산 플랜트 조감도. 사진제공 에네오스

일본이 수소 경제에 박차를 가하고 있다. 전기 분해와 관련된 독자 기술을 통해 설비투자액을 절감하고, 수소 가격을 현재의 3분의 1수준으로 낮추는 프로젝트가 추진된다.

20일 니혼게이자이신문(닛케이)에 따르면 일본 에너지 기업 에네오스(Eneos)와 플랜트 엔지니어링 기업 치요다화공건설은 제조 과정에서 이산화탄소를 배출하지 않는 ‘그린 수소’ 제조 플랜트를 공동 개발하기로 했다. 수소 가격을 현재의 3분 1 수준인 ㎏당 330엔(약 3392원)으로 줄이는 것을 목표로 하고 있어 실현되면 일본 사회 전체의 탈(脫)탄소 행보에 큰 도움이 될 전망이다.

수소는 화석연료 대신 발전소나 자동차 연료 등으로 사용할 수 있으며, 태워도 이산화탄소가 나오지 않는다. 기후변화 시대의 새로운 에너지원으로 떠오르고 있지만, 값비싼 비용이 과제로 지목돼 왔다. 일본에서의 유통가격은 현재 ㎏당 1100엔 선이다. 일본 정부는 이 비용을 2030년에 330엔, 궁극적으로는 220엔으로 인하하겠다는 목표를 내걸고 있다.

에네오스 등은 오는 2030년 호주 등의 후보지에 플랜트를 건설한다는 방침이다. 이들이 그린수소 생산 비용 절감 핵심 기술로 꼽는 것이 ‘수소 캐리어’로 불리는 ‘메틸시클로헥산(MCH)’이다. MCH는 상온·상압인 상태로 운반이 가능하다. 수소로 운반하려면 영하 253℃까지 냉각해 액화 전용 운반선으로 옮겨야 하는데 이런 수고로움을 덜 수 있다.

기존 MCH 제조 방법은 먼저 물을 전기분해하여 수소를 추출하고, 그다음에 톨루엔과 반응시켜 MCH를 만든다. 에네오스는 특수한 전극을 사용, 물과 톨루엔을 동시에 전기 분해해서 직접 MCH를 만든다. 제조 과정을 단순화하면서 설비투자액을 반으로 낮출 수 있다는 설명이다.

소량 생산하는 기술은 확립돼 있으며, 앞으로는 전해 장치의 대형화에 임한다는 계획이다. 우선 2025년도까지 5000킬로와트(㎾)의 장치를 개발한다. 이 장치를 약 1000기 연이어 만든 플랜트를 만들면, 원자력 발전소 1기분의 발전에 사용할 수 있는 수소를 얻을 수 있다고 한다.

전기분해에 사용하는 전기는 태양광 등 재생 가능 에너지로 만든다. 후보지인 호주에서는 재생 에너지를 저렴하고 대량으로 확보하기 쉽다. 전해 장치나 저장 탱크에만 약 1㎢의 토지가 필요해 투자액은 약 4000억 엔 정도가 투입될 전망이다. 태양광 발전소도 신설할 경우 총 64㎢의 토지를 확보해야 한다.

일본 정부는 2030년에 수소 도입량을 최대 300만 톤으로 할 방침을 내걸고 있다. 이 중에서 재생에너지를 활용했거나, 화석연료와 이산화탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술을 조합해 실질적으로 이산화탄소를 배출하지 않는 수소 도입량은 42만 톤 이상으로 예상하고 있다. 에네오스 등이 개발 중인 플랜트는 연간 약 30만 톤의 수소생산 능력을 전망한다.