이 기사는 2023년 10월 18일 11시00분 thebell에 표출된 기사입니다

한화파워시스템은 한화그룹의 수소 사업에서 가장 끝단에 위치한 기업이다. 생산-저장 및 유통-활용으로 이어지는 밸류체인 중 '활용'에 속한다. 다른 그룹사들이 확보한 수소를 통해 전력을 생산해 내겠다는 것이 한화파워시스템의 궁극적인 목표다.

이런 구상을 실현시키기 위해 남아있는 과제가 산적하다. 한화파워시스템은 액화천연가스(LNG) 터빈을 개조해 수소를 섞어 태워 전력을 생산할 수 있도록 하는 기술을 확보한 상태다.

수소 비중을 60%까지 늘린 혼소 발전에 성공한 상태인데 이 비중을 끌어올리는 것이 첫 발걸음이 될 전망이다. 한화파워시스템은 100% 수소만으로 발전하는 테스트를 늦어도 두 달 안에는 실시할 예정이다.

손영창 한화파워시스템 대표는 10일(현지시간) 미국 플로리다주 주피터에 위치한 PSM 본사에서 열린 간담회에서 "수소 비중을 100%까지 높여 발전하는 기술에 대한 실증을 올해 중 대산에서 진행할 것"이라고 밝혔다. 실증이 성공하면 한화파워시스템은 무탄소 발전 기술을 확보하게 된다. 이를 바탕으로 2027년 수소 발전 상용화를 이룬다는 목표다.


대산에는 한화그룹이 2021년 한국서부발전으로부터 확보한 80메가와트(MW)급 가스터빈이 위치해있다. 한화파워시스템은 노후터빈을 개조해 수소혼소가 가능한 터빈으로 개조, 수소혼소율을 60%까지 늘리는데 지난 6월 성공했다.

한화파워시스템 측은 수소 100% 발전 성공에 대해 낙관적으로 보고 있다. 손 대표는 "대산에서 수소혼소율 60%에서 멈춘 이유는 수소가 없었기 때문"이라며 "당시 공수할 수 있던 수소 최대치였던 만큼 더 확보할 수 있었다면 혼소율이 올랐을 것"이라고 말했다.

◇100% 수소 발전 성공, 의미는

손 대표는 "수소혼소율 100% 도달에 성공한다면 세계 발전 시장에 줄 여파가 클 것"이라고 강조했다. 전세계적으로 살펴봐도 상업 운전이 가능한 중대형급 가스터빈의 수소 비중이 50%를 넘는 발전 사례는 찾아볼 수 없다.

수소 발전시 연소기의 화염이 연료 공급장치로 역류해 손상을 입히는 '화염 역화(Flashback)'을 제어해야 하는데다가 연료 연소 과정에서 생성되는 질소산화물(NOx)의 배출량을 10ppm 미만으로 유지해야 한다. 한화파워시스템은 화염 제어 및 독자적인 연소기 기술로 장벽을 뛰어넘었다는 설명이다.

손 대표는 "(수소 100% 발전 성공의)의미는 수소라는 연료가 발전 실제적으로 활용된다는게 검증된다는 의미"라며 "체감할 수 있는 수소사업의 속도감이 빨라질 것"이라고 전망했다. 실질적인 수소사업의 성과를 보여줌으로써 투자자들의 관심이 커지고 시장이 본격화될 것이라는 설명이다.

여기에 더해 한화파워시스템은 수소가 아닌 암모니아를 연료로 발전할 수 있는 방법에 대한 연구도 진행 중이다. 지리적 특성상 우리나라 기업들은 해외에서 수소를 들여올 때 파이프라인이 아닌 선박을 통해야 한다.

수소가 기화되는 속도가 너무 빠르게 때문에 보통 수소를 암모니아로 치환해 수송하는 방식을 선택한다. 확보한 암모니아를 크래킹해 수소를 분해해야 하는데, 이 과정을 건너고 암모니아로 발전을 할 수 있는 방법에 대해 한화파워시스템이 연구하고 있는 것이다.

기술을 확보한다고 해도 수소 발전 상용화를 위해서는 제도적 정비가 선행돼야 하는 것으로 보인다. 손 대표는 "상용화까지는 절차가 많이 남아있다"며 "시행령과 시행규칙을 여럿 바꿔야 한다"고 말했다. 이어 "준비가 돼있어야 경제적인 부분에서 주도권을 가지고 갈 수 있는데 얼마나 돼있는지에 대해서는 물음표가 남는다"고 덧붙였다.

손 대표는 "산업현장을 다녀보면 미국은 경제적 논리에 따라 연료 전환의 필요성을 느끼고 서두르고 있고, 유럽은 실질적인 환경 이슈에 초점을 맞춰 이산화탄소 등에 대한 규제를 하고 있다"며 "하지만 한국과 일본같은 아시아 국가는 잘 모르겠다"며 아쉬움을 드러냈다.

◇한화그룹 수소 밸류체인 살펴보니

한화그룹은 수소 혼소 기술을 확보하기 위해 액화천연가스(LNG) 가스터빈을 정비하고 부품을 수리·공급하는 사업을 전개해온 미국 PSM과 네덜란드 토마센에너지의 지분 100%를 2021년 인수했다.

2021년 한화임팩트 자회사로 편입됐지만 한화임팩트가 2022년 11월 수소사업부를 자회사인 한화파워시스템으로 넘기며 지분구조 변동이 있었다. 한화임팩트-한화파워시스템 홀딩스(미국)-한화파워시스템-PSM 및 토마센에너지로 이어지는 구조가 됐다.

PSM과 토마센에너지는 수소 혼소 발전사업으로 영역을 넓히고 있다. 기존 두 회사가 보유한 가스터빈 정비 및 수리 역량을 수소 혼소 터빈으로 개조하는 기술로 범위를 확장한 것이다.

PSM과 토마센에너지의 기술 역량을 바탕으로 한화파워시스템은 한국과 미국, 네덜란드에서 노후 LNG 가스터빈을 수소 혼소 발전을 위한 실증 사업 진행하고 있다. 국내에서 60% 수준의 수소 혼소 발전을 성공한 것 외에도 네덜란드 및 미국에서 30~40% 수준의 수소 혼소율을 달성한 상태다.

한화파워시스템과 자회사들이 수소를 활용해 전력을 생산하는 방안을 찾고 있다면 수소 조달은 주로 ㈜한화 글로벌 부문에서 맡고 있다. ㈜한화 글로벌 부문에서는 클린암모니아 조달 및 트레이딩, 암모니아 분해를 통한 수소 생산에 나설 계획이다.

이와 더불어 한화그룹은 수소사업을 위해 고려아연과도 손을 잡은 상태다. 한화는 고려아연의 그린암모니아·수소발전 사업에, 고려아연은 한화가 미국에 투자를 검토하고 있는 블루암모니아 사업에 참여할 예정이라고 밝힌 바 있다.

이밖에 한화솔루션 케미칼 부문에서도 그린수소 생산을 위해 내부적인 준비를 진행 중이다. 한화솔루션의 주력 사업인 태양광 발전으로 생산된 전기를 활용해 수전해 방식으로 그린수소를 만든다는 계획이다. 최근 한화그룹으로 편입된 한화오션도 암모니아·이산화탄소·수소 운반선을 개발 중이다.