천연가스로부터 대량수소 제조 및 저장

가스산업 기술발전에 획기적 전기 마련

2001-07-28     한국에너지신문


 한국가스공사 연구개발원(백영순 박사팀)에서 지난 96년부터 기초연구로 수행한 ‘플라즈마를 이용한 천연가스로부터 고부가가치 연료(에틸렌 & 수소) 제조’연구가 차세대 에너지원 확보라는 기술개발측면에서 천연가스 산업의 새로운 사업 모색을 위한 획기적인 전기를 이룰 것으로 기대된다.
LNG기술연구센터의 백영순 박사(센터장)는 “산업자원부 에너지관리공단으로부터 천연가스로부터 대량 수소제조 및 저장 기술개발를 수탁 연구과제로 착수했다”고 말하고 “이 기술은 지구온실효과의 대부분을 차지하는 CO₂ 가스를 근원적으로 발생시키지 않으면서 21세기 신에너지원으로 각광을 받고 있는 수소를 대량으로 제조해 이용함은 물론 수소의 보관 및 운반을 위하여 액체 및 고체 저장 기술을 개발하는 국책 프로젝트이며 5년간 정부 출연금으로 45억원을 지원받아 수행할 예정”이라고 설명했다.
이를 위해 서울대 이정인 교수 등 관계 전문가들을 중심으로 한 수소에너지개발 착수팀을 최근 구성한 것으로 알려졌다.
특히 이번 연구는 천연가스로부터 이산화탄소 발생 없이 수소를 제조하는 기술개발이며, 고온열분해(pyrolysis)에 의해 천연가스를 크래킹하면 고순도 수소와 고급 카본생성물(카본블랙 등)을 제조하므로 천연가스의 고부가가치를 창출할 뿐 아니라 기후변화협약에 능동적으로 대응할 수 있는 환경친화적인 기술이기도 하다. 한편 대용량 수소를 제조하여 수송하기 편리한 형태로 저장하는 기술도 포함하고 있다.
실정이라고 연구팀은 설명했다.
그러나 상용화된 수소생산 공정이 수증기 개질 반응 또는 부분산화반응, Partial Oxidation)공정으로 CO₂ 발생은 피할 수 없다는 지적이다.
따라서 CO₂의 발생을 근원적으로 제거하는 신기술이 절실히 요구되는시점에서 천연가스의 열분해공정이 최근 각광을 받고 있으며, 이중 플라즈마(Plasma Decomposition)와 고온 열분해(Thermal Decomposition) 공정이 상용화하기에 유용한 기술로 대두되고 있다. 특히 플라즈마에 의한 천연가스 분해공정은 공정이 단순하며, 부생산물로 카본블랙을 제조하는 공정으로 새로운 부가가치원을 창출할 수 있으며 경제성이 있으며 시장 점유율이 높아 단기간내에 사업화할 수 있는 공정이다.
또한 수소저장 기술은 액체 저장과 고체 저장 기술로 구분하여 추진할 예정으로 특히 수소 액체저장 기술은 한국가스공사의 LNG 냉열공정과 연계하여 수행할 수 있는 기술개발로써 최종목표 시간당 10리터씩 액화할 수 공정을 개발함으로써 선진국 기술 수준까지 향상시켜 국제 경쟁력을 확보하는데 있다.
 고체 저장 기술로는 현재 각광을 받고 있는 나노기술(nano-technology)의 일환으로 탄소나노튜브를 개발하여 선진국 수준인 5wt%이상의 수소를 저장하는 기술개발이며 향후 수소전지와 같은 21세기 에너지원을 창출하고자 하는 계획이다.
따라서 이 기술은 수소에너지원의 종합적인 에너지 네트워크를 구축함은 물론 지금까지 수소에너지원의 연구에 활성화를 위한 촉매제 역할을 할 것으로 기대된다.

<남형권 기자>