수소운송 가스관 부식방지기술 없어 위험성 노출
수소차 산업부는 장밋빛,가스공사는 중복투자
국내 수소 100% 부생·추출로 탄소배출은 불가피
양금희 국회의원(대구 북구 갑, 산업통상중소벤처기업위원회)이 자료를 분석한 결과 산업부는 장밋빛 전망만, 가스공사는 중복투자로 총체적 문제가 확인되었다.
<수소 20Vol% 혼입 시>
| 현황(2021) | 목표 및 예상(2026) | 비고 |
천연가스 사용1) | 3,691만톤 | 278만톤 감축 (7%감축) | - 전년대비 11%증가(‘21->’22) 증가분>감축분 |
수소 생산가능량 | 234만톤 (부109만톤/추124만톤) | 334만톤 | 추가분 수입 불가피 |
탄소배출 | - | 765만톤 감축 | - 100% 부생·추출생산으로 탄소배출 청정수소 생산기지 0 |
노후 금속가스관2) (금속관) | 3,512km (29,178km) | 9,980km (추정불가) | - ‘21년 노후배관 교체비용 최대 4조원 |
가스관 교체기준 | 없음 (가스공사) | 관리 강화 | (가스공사) 교체기준 없음 (산업부) 기준 강화 |
인프라 구축 비용 절감3) | - | 16조1천8백억 (7억/km) | ‘22년 금속관 투자 비용, 36억/km 수소 전용 가스관 12.5억/km |
수소 혼입 국외 기준(혼입비율) | 국내(없음),프랑스(6%), 스페인(5%),오스트리아(4%),독일(2%), | 국내 20%혼입 | 해외보다 높은 기준 파라미터 차이, 가스누수 우려 |
*부 : 부생수소, 추 : 추출수소
생산량에서 혼입으로 감축되는 천연가스 사용량은 278만톤, 신규 수소 수요는 100만톤이다. 감축되는 이산화탄소 배출량은 연간 약 756만톤. 그러나 현황을 살펴보면 2021년 천연가스 사용량은 3,691만톤, 2020년 3.236만톤 대비 11% 증가했다. 2021년 기준으로 7%감축에도 불구하고 4%의 증가분이 발생해 천연가스 사용량과 탄소배출 감축 실익이 없다.
탄소배출에서는 산업부가 전망한 신규 수요는 100만톤. 탄소배출 감축과 수소 생태계 활성화 기여가 목표인데, 문제는 국내에서 생산되는 수소는 100% 부생·추출 수소다. 즉, 수소 생산과정에서 탄소배출이 불가피하다. 상황이 이러한데 청정수소 공급을 목표삼은 가스공사는 운영 중인 청정수소생산기지가 단 한 군데도 없다. 자칫 수소 수요 증가가 국내 탄소배출 증가는 물론 수소 수입 증가로 이어지진 않을지 우려되는 대목이다.
문제는 여기서 그치지 않는다. 2023년 수소혼입 실증에 돌입하는 가스공사는 금속과 만나면 부식을 일으키는 수소취약성 문제를 해결해야한다. 다만, 문제는 가스배관의 상태로 전국에 매설된 도시가스 배관은 53,427km(고압 5,027km, 저압 48,400km), 그 중 절반 이상인 55%( 29,171km)가 금속배관이다. 설치 30년을 넘은 금속배관은 3,511km, 산업부가 목표한 2026년에 그 길이가 9,890*km로 늘어난다. (산출) 제2차 가스안전관리 기본계획(2020.1) : 25~30년 7,010km, 30년 이상 2,880)
정상적인 배관도 부식시키는 수소를 섞을 경우, 사용한지 31년을 넘은 노후된 가스관이 견딜 수 있을지도 미지수다.
노후배관 교체기준도 모호한데 교체 및 보수에 대한 근거 법령은 존재하지 않고 유지보수되고 보호되는 배관은 영구히 사용가능하다는 가스공사의 입장과 달리, 산업부는 장기사용 배관을 20년 이상으로 규정하고 교체 기준을 강화한다고 밝혔다. 국민 안전과 직결된 땅속 가스배관의 교체시기를 두고 수소 혼입 주무부처와 실무기관이 엇박자를 내고 있다.
노후된 가스관 교체비용도 문제다. 31년 이상 장기사용된 노후 배관의 길이는 저압과 고압 합산 3,512km. 교체 비용만 최소 2조2천억원에서 최대 4*조로 추정된다. 막대한 비용지출이 예상되는 상황에도 모호한 규정 때문에 가스공사는 수소 전용 가스배관이 아닌 일반 금속 배관에 492억원의 신규투자를 결정했다.
(산출)3,321km(31년 이상 저압 PLP 합산거리) x 5억~10억/km + 191km (31년 이상 고압 PLP 합산거리) x 30억~40억/km(배관 설치 비용_한국가스공사 추정치)
해외보다 늦은 실증도 문제지만 높은 혼입비율도 문제다. 현재 국내는 기준 없이 목표만 존재하는 걸음마 단계인 반면, 해외는 프랑스 6%, 스페인 5%, 오스트리아 4%, 독일 2% 등의 기준으로 혼입을 진행하고 있다. 한편, 국내는 20%를 실증단계 최종 목표로 삼았는데, 이는 가스배관에 고압력이 필수적이라는 방증이다. 31년 이상 사용되어 노후화된 배관이 높은 압력을 버틸 수 있을지 우려스럽다.
양금희 의원은 “수소경제로의 도약은 대부분의 자원을 수입에 의존하고 있는 한국이 나가야할 방향임에 동의한다”며, “다만, 수소혼입과 같은 문제는 국민 안전과 직결되고 자원안보와 연결되는 문제인 만큼 계획은 치밀해야하고, 실행은 신속해야 하며, 사업 집행은 빈틈없어야 한다”고 말했다. 특히,“탄소배출감소와 비용절감에 대한 낙관적인 전망만으로 준비 없이 진행되어서는 안된다”고 지적했다.
정수장 물을 전기분해한 그린 수소 가동된다
성남 광역정수장에 소수력 활용 그린수소 생산
재생에너지인 소수력 발전을 이용해 온실가스를 전혀 배출하지 않는 상태에서 생산되는 그린수소(재생에너지를 활용 물을 전기 분해하여 생산하는 친환경수소) 가 빠르면 2023년부터 본격적으로 선보인다.
수소는 생산 방식에 따라 △재생에너지를 100% 사용해 물을 전기분해하여 생산하는 친환경 그린 수소 △화석 연료를 고온의 수증기와 반응시켜 생산하는 개질 그레이 수소 △석유화학 또는 제철 공정반응에서 부수적으로 생산되는 부생 그레이 수소 등으로 분류된다.이번 사업은 재생에너지 소수력 발전을 활용한 국내 첫 사례로 기후대응기금 예산 30억 8천만 원이 투입된다
성남 광역정수장에는 팔당호 취수원에서 정수장까지 물이 보내지는 과정에서 수압이 발생되며 이를 활용한 0.7MW 규모의 소수력 발전기기가 있어 이곳의 재생에너지로 정수장의 물을 전기분해하면 연간 약 69톤의 그린수소를 생산할 수 있다
이는 하루에 약 188kg의 수소를 공급하는 것으로 하루 동안 수소승용차 38대를 충전할 수 있는 양이다.
환경부는 이번 착공식을 계기로 성남시와 함께 2030년까지 인근 사송버스 차고지 내 시내버스 약 450대를 무공해 수소 전기 버스로 전환한다.
성남시 내의 부족한 수소차 충전 여건을 개선하기 위해 현대자동차와 협력하여 성남 정수장 유휴부지에 이동형 수소충전소 1기를 2023년까지 구축할 계획이다
이와 함께 성남시 수소버스 전환수요에 맞춰 에스케이 이앤에스(SK E&S)와 액화 수소충전소 구축도 추진한다.
이번 성남 광역정수장 그린수소 실증시설 사업을 성공적으로 구축하여 수력 등 재생에너지를 활용한 그린수소 생산방식을 충주댐 (수력 6MW) 밀양댐 (소수력 1.3MW)등 전국으로 점차 확대할 계획이다
수력 소수력과 같은 물에너지는 태양광 풍력보다 에너지 효율성이 높아 물 에너지를 활용하여 그린수소를 생산할 경우 다른 재생에너지 대비 높은 경제성을 확보할 수 있다.(재생에너지 효율성(가동률):수력 및 소수력(50-60%),풍력(20-25%),태양광(15-20%),풍력 약 15,000원/kg,소수력 10,000원/kg)
(환경경영신문 www.ionest 박남식,신찬기 전문기자)