수전해기술 이산화탄소 메탄화 기술이 핵심
온실가스 줄이는 전력가스화(P2G) 기술
[에너지단열경제]이승범 기자
전력가스화(P2G) 기술은 지구온난화의 주범으로 불리는 온실가스의 배출량을 줄이기 위한 기술이다.
한국가스공사 등이 연구하고 있는 전력가스화기술은 에너지 저장 방법의 하나로 Power-to-Gas, P2G, PtG 등으로 표현된다.
전기에너지를 수소 또는 메탄으로 전환하는 기술이다.
이때의 전기는 기존의 화석연료(석탄, 석유 등)나 원자력에 의한 것이 아닌 태양광이나 풍력과 같은 재생에너지원을 통해 생산되는 것을 기준으로 하기 때문에 온실가스에서 자유롭다.
P2G가스는 저장과 운송이 용이하고 에너지 보존율이 65% 수준으로 높아 효율적이며 대용량의 전기를 장기간 저장할 수 있다는 특징이 있다.
P2G 기술의 핵심은 전기를 사용하여 물을 분해하는 수전해 기술과 수전해를 통해 생산된 수소와 이산화탄소를 결합시켜 메탄을 만드는 이산화탄소 메탄화 기술이다.
수전해(수증기전기분해)기술은 물을 이용하여 공해물질의 배출 없이 수소를 제조하는 기술이다.
수전해기술은 수증기를 주입한 다음 전기에너지를 활용하여 물을 수소와 산소로 분리시켜 수소를 만들어 낸다.
수전해 기술의 개발은 오래 됐지만 아직 충분한 양의 수소를 생산할 수 있는 대규모의 생산 설비나 높은 생산효율을 가지고 있지 못해 상용화에 어려움을 겪고 있다.
그러나 안정성과 대용량 수급의 기준을 충족하는 기술을 확보한다면 수전해 기술은 수소 생산의 중요한 위치를 차지할 것으로 예상되고 있다.
이산화탄소 메탄화 기술은 수전해기술을 통해 생산된 수소와 지구온난화의 주범인 이산화 탄소를 반응시켜 천연가스의 주성분인 메탄으로 전환하는 기술이다.
메탄화 기술은 촉매역할을 하는 물질의 종류에 따라 생물학적 메탄화 기술과 열화학적 메탄화 기술로 구분된다.
생물학적 메탄화 기술은 수소와 이산화탄소를 이용해 메탄을 생성시키는 미생물을 사용하는 것으로 열화학적 메탄화 기술에 비해 시스템 구성이 단순하고 상대적으로 낮은 온도(30~70︒C)에서 운전되는 장점이 있다.
열화학적 메탄화 기술은 기술적 성숙도 및 대용량 운전 가능성에서 높게 평가되나 간헐적 운전에 대한 유연성이 적고, 운전온도가 300~500︒C로 높으며 촉매사용으로 인한 가스의 성분과 온도의 제어가 필요하다.
현재 국내에서는 이산화탄소 메탄화 설비가 구축돼 실증단계에 들어갔으며 개발된 미생물은 이산화탄소와 수소 등을 먹고 메탄을 만들어 이산화탄소는 줄이고 메탄가스를 만들어 청정발전 및 도시가스로 사용할 수 있다고 알려졌다.
또 약한 전기를 가하면 메탄 생산량을 늘릴 수 있어 공급의 안정화에도 기여할 것으로 에상되고 있다.
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