바다 속 해양 미생물이 차세대 수소에너지원으로 개발된다.

해양수산부는 향후 3년간 약 120억 원을 투입해 발전소 부생가스와 해양 미생물을 이용한 친환경 바이오수소 생산기술 상용화 연구에 착수한다고 밝혔다.

플랜트 설계 전문 기업인 ㈜경동엔지니어링이 상용화 연구를 주관하고 고등기술연구원, ㈜제일엔지니어링, 한국해양과학기술원이 협동기관으로 참여한다.

이들은 연구기간 바이오수소 생산을 위한 데모 플랜트 구축, 대량생산 실증, 경제성 분석·비즈니스 모델 개발 등을 추진할 계획이다.

해수부에 따르면 최근 세계 각국은 화석연료 고갈에 따른 에너지 가격 상승과 파리기후협약 등 온실가스 감축 규제 강화로 신재생에너지 개발에 박차를 가하고 있다.

특히 수소는 연소과정에서 오염물질을 배출하지 않고 발전효율이 높아 대체 에너지원으로서의 성장 잠재력이 풍부하다. 수소 연료전지 자동차 보급 확대 등으로 수요도 점차 증가할 것으로 전망된다.

현재 국내에서 생산되는 수소는 연간 191만 톤이며 거래량 26만 톤이다. 이러한 수소의 96% 이상은 화석연료에서 얻고 있어 신재생 자원을 활용한 수소 생산기술 개발이 필요한 상황이다.

해수부는 한국해양과학기술원(KIOST)과 함께 2009년부터 해양미생물을 이용해 친환경 에너지원인 바이오수소를 생산하는 원천기술 개발을 추진해 왔다.

연구를 맡은 KIOST의 강성균·이정현 박사팀은 2010년 초고온성 해양미생물 'NA1'이 일산화탄소(CO), 개미산과 물의 화학반응을 촉진하는 촉매로 작용해 수소를 만들어내는 기작을 세계 최초로 규명하는데 성공했다.

2015년부터는 당진제철소의 부생가스를 이용하는 파일럿 플랜트(1톤 규모)를 구축해 수소를 장기간(1개월 이상) 연속적으로 생산하는 데에도 성공했다.

이 기술을 이용해 수소를 생산할 경우 환경오염을 유발하는 물질을 배출하지 않으면서도, 제철소나 발전소에서 발생하는 부생가스이자 대기오염 물질인 일산화탄소를 원료를 이용하기 때문에 자연스레 대기오염 저감 효과도 기대할 수 있다.

해수부는 지금까지의 연구 성과를 바탕으로 해양바이오 수소 생산기술 상용화를 위해 기존 파일럿 플랜트의 약 100배 규모에 달하는 데모 플랜트를 한국서부발전이 제공하는 부지에 구축할 계획이다.

2019년 데모 플랜트가 구축되면 연간 480톤가량의 수소를 1kg당 약 3700원 수준의 단가로 생산할 수 있게 된다. 이는 연간 1만km를 운행하는 수소자동차 4800대를 1년간 운행할 수 있는 양이다. 현재 화석연료 기반 수소 공급단가가 1kg당 약 2200~4500원 수준이라는 점을 감안하면 충분히 경쟁력도 확보할 수 있을 전망이다.

이번 연구를 통해 플랜트 설계·운영에 관한 특허권까지 확보해 수소 공급 뿐만 아니라 플랜트 수출을 통한 고부가가치 창출형 비즈니스 모델까지 개발할 계획이다.

앞으로 이 기술을 활용해 연간 5000톤의 수소를 생산할 수 있는 상용 플랜트 8기가 구축된다면 우리나라 연간 수소 거래량(약 26만톤)의 약 15%(4만톤)를 해양 바이오수소로 공급할 수 있을 것으로 예상된다.