바이오가스를 이용한 수소생산 시설 구축 방안 검토

우리나라는 수소경제 활성화를 위해 정부주도 육성을 추진하고 있으며, 수소경제로 패러다임 전환 시 연간 약 194만톤 규모(’30년)의 급격한 수소수요 증가가 예상된다. 수소는 화석연료, 공업 프로세스 부산물, 바이오매스, 신재생에너지 등 다양한 에너지원으로부터 생산되고 있으며, 우리나라는 현재 울산, 여수, 대산 지역의 화학산업 부산물에서 생산되는 부생수소를 활용하고 있다. 이러한 화석연료 기반의 그레이수소는 국가 수소경제 활성화 로드맵에서 계획 중인 중·단기적 수소생산 전략에 일환으로 중장기적으로는 그린수소 생산 확대 기술개발이 필요한 실정에 있다. 이에 본 연구에서는 수도권매립지에서 생산 중인 바이오가스를 활용한 수소추출 기술적용과 구축 방안 및 수소를 활용하기 위한 비즈니스모델을 제시하고자 하였다. 바이오가스는 60%의 메탄과 약 40%의 이산화탄소로 구성되어 있으며, 일부 불순물이 포함되어 있어 수소생산으로 활용하기 위해서는 전처리 공정이 필연적이다. 본 연구에서는 수소추출 원료용 바이오가스를 시간당 약 600 m3를 활용하는 것으로 가정하고, 전처리 공정은 기존에 운영 중인 불순물제거·고질화 공정 일부를 개선하여 활용하는 방안으로 검토하였다. 이때 생산된 수소는 수소추출설비의 초기투자비 등을 고려하여 일일 약 640 kg으로 산정하였다. 수소충전설비는 디스펜서 1기를 포함한 일반적인 수소충전시스템을 고려하였으며, 수소충전소의 운영시간은 인건비 등을 감안하여 12시간을 기준으로 하였다. 수소 수요예측은 수도권매립지 주변의 거주지역 등을 고려하였다. 이를 통한 비즈니스 모델로는 수소충전소 운영을 통한 소매판매 및 유통사를 통한 수소판매 등으로 검토되었으며, 이를 활용한 경제성은 수소 수요량 증대에 따라 판매형태 비율 조정, 디스펜서 신규 구축 및 수소추출설비 확대 등에 따라 다르게 나타나는 것으로 확인되었다.