[에너지신문] 우선 지난 9월 9일, 경남 거제시 삼성중공업 현장에서 발표한 K-조선 추진 전략을 환영한다.
이제야 내고향 남쪽바다 합포만이 옛 탁순국(卓淳國)의 영광을 빛낼 수 있는 기회가 온 것 같다.
탁순국은 고대 제철단지를 운영한 제철생산국으로, 탁순국을 흡수한 가야국은 동방의 제철종주국으로 신라에 합병될 때까지 대단한 공업국이였으며, 동시에 공업단지을 보유한 제철공업국였다.
21세기 합포만은 대단한 공업단지며 향후 에너지산업이 더해져 기계, 조선, LNG, H2(액체수소)관련 에너지(LNG, 액체수소)공급, 에너지 로봇, 연료전지 및 수소상용차용 소재, 부품 및 장비단지로 개발되면 동북아세아 최대 공업단지 즉, 독일의 루르석탄화학국가단지로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.
이곳은 경남 산업단지 내 새로운 산업인 수소에너지, 연료전지조립 밎 관련 소부장산업단지, 수소상용차가 추가된 청정 디지털복합국가산업단지가 될 수 있는 조건을 갖춘 지역이다.
합포만 서부지역인 경남 고성군에는 이미 한국가스공사 통영터미널에 액화물 취급 물류단지를 보유하고 있다. 이는 -162도의 LNG 액체온도와 사실상 큰 차이가 없는 액체수소(-162도)를 충분히 저장할 수 있어 수소에너지생산, 저장단지로 가장 적합하다고 할 수 있다.
또한 과거부터 비철금속광산이 많은 지역으로, 최근까지 폐광산에서 방출된 중금속 폐오염수사후처리공사를 진행하고 있다. 동시에 고성군 해안지역은 고대 공룡발자국이 많이 발견되고 있다.
아울러 건너편 창원국가기계산업단지에 비교해 인구수가 많이 줄고 있는 미개발 지역이다. 즉, 모든 것이 갖춰진 소외된 지역으로 남아 있는 ‘반쪽 관광지역’이라는 것.
때문에 이 지역을 울산, 여천, 서산/대산석유화학단지 다음의 에너지‧화학단지로 개발하면 창원, 거제, 고성지역을 아울러는 복융합 산업단지로 탈바꿈시킬 수 있다고 본다. 즉 창원은 기계, 고성은 에너지 그리고 거제는 조선단지로 개발해 경남을 ‘세계적인 제조업 메카’가 될 것이라고 확신한다.
아직 수소산업은 완성된 산업이 아니라 매일매일 변화하는 국제협동 산업이라 할 수 있다. 조건이 갖춰진 국가부터 수소를 대량생산하면 자연적으로 수소가 필요한 국가는 수송이 편리하고 경제적인 액체수소를 적정수준으로 수입해야 할 것이다.
만약 이렇게 되면, 일본이 가장 먼저 경남 고성 액체수소터미널로부터 액체수소를 대량수입할것으로 예상된다.
필자는 수소경제 제조업분야의 핵심과제는 현존하는 제철분야의 친환경 공정으로, 기술적 전환이라고 생각한다. 이는 금속산화물의 직접환원 공정을 의미하며 직접환원공정의 비철금속까지 확장을 기대하고 있다.
제철분야의 수소환원공정은 그동안 수많은 연구개발에 의한 공정발전으로 상용화가 눈 앞에 있는 상황이지만 비철금속공정의 상용화는 아직까지 더 많은 연구와 실험이 필요하다. 제철분야 수소환원공정에 소요되는 수소는 고순도 수소 대신 저순도(약 70~80%) 수소를 공급한다.
그러나 대량의 수소가 필요하며, 수소공급가격과 저장용량 설비 투자금액은 천문학적인 금액이 필요하기 때문에 수소산업의 핵심은 산화철 수소환원기술이며, 이러한 공정기술을 보유한 기업과 국가는 한정돼있다.
고로 기술 유출을 특별히 국기기관에 의해 보호 육성해야 할것이다. 석탄에서 코크스 그리고 용광로, 철광석(석회석 첨가제) 등이 가열 용융 환원과정을 거쳐 선철과 쇠똥이 생산되는 현재 제철공정이 미래에는 환원제인 코크스 대신에 수소공기 혼합기체와 산화철이 케스케이드형 유동층환원설비에서 단계별로 환원돼 필요한 제강로(LD) 원료철을 얻게되는 신공정이다.
수소환원공정은 정말 획기적인 제철공정이 될 것이다. 수소발전기술 또한 수소경제의 주요한 활용분야다. 수소발전은 연료전지개발과 더불어 시작됐으며, 수소연료전지에 더해 산업현장에서 부산물로 생산된 부생수소와 도시가스 즉 메탄가스를 혼합한 수소혼합가스를 소형가스터빈에서 연소시켜 전력을 생산해왔다.
이와 같은 부산물 활용 발전사업은 EU지역국가에서 특히 산업공단에서 소규모로 활용됐는데, 이후 발전용량에 비해 초기 투자비의 과다로 크게 환영 받는 발전 방식이 아니었다.
최근에는 연료전지 발전공정이 한국을 중심으로 활발히 투자가 진행되고 있다. 연료전지종류별로 고온공정이 많으며 이는 대부분 발전용으로 선택되는 중형발전사업용이다.
중형발전용 연료전지 역시 대형과 중형으로 나눠지며, 대형은 우리나라의 경우 일만가구이상 대단위 아파트단지용 즉 대도시용이다. 중형은 주로 대형 건축물집합체용으로 추천하고 싶다.
중형은 필히 발전전력공급망에 연결돼 상호보완적으로 필요 전력을 주고받아야 한다. 산업용일 경우 중형연료전지발전시스텀 도입을 권장하고 싶지 않다.
연료전지형발전의 최대 수요처는 천연가스 또는 LNG용 수소가스발전선박이다. 특히 LNG운반선은 우리나라가 세계 최고 수준 기술보유국이다. 이에 더해 LNG수소발전선과 헬리콥터 착륙병원선을 주문건조할 경우 우리나라는 특수조선건조국가 일등 위치를 유지하는 해운조선국가가 될 수 있다.
특수 선박은 거제시 조선기업에서 능히 건조할 수 있을 것이다. 수소연료전지는 창원기계공단과 고성에너지공단이 협력해 로봇장착형 연료전지를 조립, 거제 조선건조단지에 납품한다면 합포만공단은 신기술‧신제품 아시아 최고 공단이 될 것이라고 자부한다.