[에너지데일리 송병훈 기자] 우리는 수소의 시대를 눈앞에 두고 있다. 재생가능한 자원으로 생산되고 다양한 용도를 가진 수소는 현시대의 가장 중요한 과제인 ‘경제의 탈탄소화’를 실현할 수 있는 열쇠가 될 수 있다.
수소는 재생에너지의 저장 및 운송 등의 다양한 용도와 더불어 이산화탄소 배출량을 현저히 낮추고, 재생에너지를 산업의 글로벌 가치 사슬에 통합시킬 수 있는 귀중한 자원이다.
이처럼 탄소제로 사회 구현에 핵심 소재로 꼽히는 수소. 이에 따라 세계 주요 국가들이 수소경제를 자국의 핵심 산업으로 육성하고 있다. 에너지 저장 및 물류 수단들의 연료, 나아가 철강 및 화학 분야와 같은 에너지 집약산업에서도 유용하게 활용될 것으로 전망된다.
새로운 수소 가치사슬을 구축하고, 청정 에너지 미래로의 전환을 지원하는 ABB 기술과 솔루션을 소개한다.

▲ '지속가능 전략 2030'

ABB는 연간 100메가톤 탄소배출 감축을 목표로 선박 전력시스템 개발, 대규모 녹색 생산 시스템 발굴, 프랑스 신규 수소 생산 인프라 구축 등 다양한 노력을 기울이고 있다.

또한 유럽 수소산업 진흥을 위해 설립된 EU 산하의 유럽청정수소연합(ECH2A, European Clean Hydrogen Alliance)에 합류, 수소 생산, 운송 및 사용 확대를 적극 추진하며 유럽의 수소 생태계 구축에 힘쓰고 있다.

국내에서도 ‘한국 스웨덴 녹색전환 연합’의 일원으로 활동하며, 각 산업 부문에서 국내 산업 파트너와 협력해 2050년 한국의 녹색 및 탄소중립 목표 달성에 기여한다는 방침이다. 이 활동에서는 수소 생태계 구축을 위한 협력 활동을 포함한다.

ABB코리아 최준호 대표이사는 한국-스웨덴 논색전환 연합 출범 행사에서, 지난해 말 발표한 ‘지속가능 전략 2030’에 대해 2030년 전략 목표는 기술 리더로서 저탄소 사회 실현, 자원 보존, 그리고 사회적 진보에 기여하는데 집중하겠다고 설명했다.

이 전략 목표의 일환으로, ABB코리아는 향후 5년 이내 자사 ABB 천안공장에 태양광 발전을 적용, 천안공장에서 사용하는 전력의 50% 신재생 에너지로 전환할 계획이다.

▲ 그린수소 생산 자동화 지원

수소생태계 구축을 위해서는 수소 생산 과정에 온실가스 발생이 없어야 하고 경제성도 갖춰야 한다. 탄소배출이 없는 그린수소 생산에는 더욱 개선된 효율성과 생산성이 요구된다.

프랑스의 그린수소 생산·공급업체는 첫번째 그린수소 생산 공장에 자동화 솔루션을 구현하고자 ABB 제어 시스템과 자동화 제어 솔루션을 채택했다. 프랑스의 그린수소 생산 및 공급업체 리페(Lhyfe)는 산업 규모로 그린수소 생산을 개발하는데 전념하고 있다. 리페의 첫번째 그린수소 생산 공장에 자동화 솔루션을 구현하는데 ABB Freelance 분산제어시스템(DCS) 및 ABB Ability 제조운영관리(MOM, Manufacturing Operations Management) 디지털 플랫폼이 적용됐다.

공동의 중앙집중식 데이터베이스와 통합 Freelance 분산제어시스템(DCS)을 사용하면 자동화 시스템의 개발 시간과 복잡성이 줄어든다. ABB자동화 기술은 운영 전반에 걸쳐 향상된 효율성, 안전성 및 생산성을 제공한다. 이 시스템은 네이티브 인터컨트롤러 통신과 200개가 넘는 기능 블록의 라이브러리를 통해 민첩성과 확장성을 제공한다.

▲ 아·태 지역 수소 에너지 공급망 조성

수소는 2050년까지 2조5000억달러 규모의 시장을 창출하고 전세계 에너지 수요의 5분의 1까지 공급할 것으로 예상된다. 총 에너지 소비량은 세계 5위이지만 석탄, 석유, 가스 등의 천연자원이 부족한 일본은 수소를 미래의 수송 및 발전 수요를 충족하는 필수 자원으로 여긴다. 수소는 액화하면 부피가 1/800으로 줄어 보다 효율적인 장거리 수송이 가능하며, 장기적으로는 온실가스 배출을 저감할 수 있는 해결책으로 기대된다.

ABB는 수소 에너지 공급망(HESC, Hydrogen Energy Supply Chain) 파일럿 프로젝트에 자동화, 전기화 및 계측 솔루션을 공급한다. 수소 에너지 공급망 파일럿 프로젝트는 세계 최초로 수소를 액화·수송하는 기술 상용화를 위한 노력의 일환이며, 호주에서 안전하고 효율적으로 생산한 청정 수소를 액화한 후 일본으로 수송하는 것을 목표로 한다. 이 프로젝트는 갈탄 가스화, 수소 가스 액화, 저장, 그리고 세계 최초의 수소 운반선에 적재 및 수송하는 전체 공급망 공정을 아시아-태평양 지역에서 실증하는 것이 목표다.

ABB는 호주에 계측, 모터, 기어박스 이외에 저전압 스위치기어 및 배전반, UPS, 전력 품질 조정 장비 등 전기화 및 계측 솔루션을 공급하며, 이와 더불어 수소 생산 및 액화를 지원하기 위한 맞춤형 엔드-투-엔드 엔지니어링, 프로젝트 관리 및 시운전 서비스를 제공한다. 또한 일본에 있는 가스재기화 플랜트에는 DCS 및 계측 시스템 등의 자동화 시스템을 공급한다.

2019년에는 호주 해이스팅스항에 소규모 파일럿 설비 건설이 시작됐으며, 2020년부터 약 1년간 시험 단계로 운영됐다. 이 시범 프로젝트는 국가적으로 14억달러 규모의 수출을 창출했으며, 호주는 수소 생산의 세계적인 리더로 자리매김하게 됐다.

▲ 세계 첫 수소 동력 선박 운행을 돕다

지속가능한 해상운송은 국제적인 탄소 배출감소 목표를 달성하기 위한 전제조건이다. 수소연료 구동선박은 대도시 및 인구 밀집 지역의 대기질 개선에 상당한 기여를 하게 된다.

해상 운송은 연간 약 9억4000만톤의 이산화탄소를 배출할 것으로 추정됨에 따라, 해운업계가 유해 오염물질을 줄이기 위한 수단을 배치해야 한다는 압력이 증가하고 있다. 국제해사기구(IMO)는 2050년까지 선박의 온실가스 배출량을 2008년 대비 최소 50% 감축하는 전략을 채택했다.

연료전지 기술은 전세계 해양 온실가스 배출을 줄이는데 가장 유망한 지속 가능한 에너지 솔루션 중 하나로 알려져 있다. 그리고 프랑스 론강을 따라 운행하는 세계 최초의 수소 동력 선박에 ABB 전력 및 추진 솔루션이 적용됐다. 세계 최초의 수소연료전지 선박은 프랑스의 론 강에서 재생가능한 에너지, 즉 강 자체에서 나오는 저전력을 사용해 운항된다.

ABB는 플래그십(Flagships) 프로젝트에 참여하며, 프랑스 론강을 따라 운항하는 새로운 선박이 전적으로 수소 연료전지로 운행할 수 있도록 전력 및 추진 솔루션을 공급한다. 플래그십 프로젝트는 탄소 배출이 없는 내륙수로 및 연안 항해용 선박의 상용화를 목표로 하는 EU 지원 이니셔티브로, 핀란드 기술연구기관 VTT가 프로젝트 코디네이터로 주도한다.

이 프로젝트에 따라 ABB는 프랑스 내륙수로 운송업체 CFT(Compagnie Fluviale de Transport)의 2021년 인도 예정인 신건조 푸시보트에 연료전지 기반 전력 및 추진 솔루션을 공급한다. 해안 기반 재생 에너지에서 생산된 연료 전지용 수소로, 선박 에너지망 전체가 탄소 배출량 ‘0’이다.

프로젝트의 목표는 내륙수로 또는 연안에서 100명 이상의 승객을 운송하거나, 이에 준하는 무게의 화물량을 수송하는 중형 선박의 선주 및 건조업체에 연료전지가 실용적이고 운송가능한 추진 솔루션임을 입증하는 것이다. 이러한 이유로 프로젝트의 범위에 수소 연료로 전환하는데에 따른 운영상 영향평가가 포함된다.

ABB는 플래그십 프로젝트에서 적극적인 역할을 수행하면서, 해양 시장의 수소연료전지 기술 선두주자로서의 입지를 강화한다는 방침이다. ABB는 핀란드 VTT와 혁신적인 청정 에너지 연료 전지 솔루션 공급업체 발라드 파워 시스템스 유럽(Ballard Power Systems Europe)와 긴밀하게 협력하여 400kW 연료 셀이 선박 운영을 가능하게 하는 설비를 개발하고 있다.

지속가능한 방법으로 하천 수송을 활성화하는 것은 새로운 유형의 도전이지만, 유럽의 내륙 수로와 특히 도심에서 탄소 배출을 줄이는 것은 매우 중요한 일이다. 이 프로젝트를 통해 무탄소 선박 운행이 실현 가능할 뿐만아니라 상업적으로도 가능하다는 것을 증명됐다.

송병훈 기자 다른기사 보기