▲ 연료전 연계 탄소 포집·액화·활용 실증사업 개념도.

신재생에너지·환경기업으로 변신을 완료한 SK에코플랜트가 새로운 기술을 활용, 연료전지로 전기를 생산하면서 발생하는 소량의 탄소까지 줄이기에 나선다.

SK에코플랜트는 한국남부발전 영월빛드림본부 강원도 영월 연료전지 발전소 내 300kW 규모 고체산화물 연료전지(SOFC)에서 나오는 탄소를 포집, 액화한 뒤 수요처에서 활용하는 탄소 포집 ·활용(CCU : Carbon Capture and Utilization)과 탄소 포집·액화(CCL : Carbon Capture & Liquefaction) 실증 사업에 착수했다고 24일 밝혔다.

이번 실증은 국내 최초로 연료전지 전력 생산 과정에서 배출되는 배가스(排gas, Flue Gas) 중 이산화탄소를 포집해 냉각, 액화한 뒤 수요처에서 활용하는 프로젝트다. 실증사업은 오는 2025년 5월까지 약 2년 간 진행된다.

국내 최초로 진행되는 연료전지 배가스 탄소 포집 기술 실증을 위해 대·중소기업과 공기업, 학계가 손을 잡았다. SK에코플랜트는 실증사업을 추진, 총괄하며 탄소 포집과 액화를 통한 운송, 활용 등의 설비 투자와 연구개발을 전담한다. 실증 관련 핵심기술 개발과 인허가 업무는 스타트업 카본밸류가 맡는다. 카본밸류는 SK에코플랜트가 지난 2021년 개최한 개방형 기술공모전에서 수상했던 기업이다. 울산과학기술원 탄소중립실증화연구센터는 카본밸류와 함께 원천설계 수준의 엔지니어링 역할을 수행한다. 조선해양 전문기업 선보유니텍은 탄소 포집 및 액화 설비를 설치하고 유지보수를 진행한다. 남부발전은 영월빛드림본부 연료전지 발전소 내 유휴부지를 비롯해 유틸리티, 연료전지 배가스 등 사업에 필요한 여러 자원을 지원한다.

SK에코플랜트를 비롯한 실증 참여기관은 순도 99.9% 이산화탄소를 85% 이상 포집하는 것을 목표로 이번 실증을 진행할 예정이다. 연료전지 배가스에 포함된 이산화탄소는 농도가 3~4% 수준으로 낮아 포집 난이도가 높은 것으로 알려져 있다.

실증사업에 적용되는 탄소 포집 기술은 압력순환흡착(PSA : Pressure Swing Adsorption) 방식이다. 다른 방식에 비해 장치와 운전이 간단하고 에너지효율이 우수하다는 장점이 있다. 소용량 모듈화가 가능해 연료전지 발전 과정에서 발생하는 탄소 포집에 적합한 것으로 평가받는다.

연료전지 발전은 이미 K-택소노미(K-Taxonomy, 한국형 녹색분류체계) 기준은 충족한 상태다. 실증에 성공하면 기준이 더 엄격한 EU 택소노미 등 글로벌 환경규제 대응에도 기여할 전망이다. SK에코플랜트 측은 연료전지 발전소 설비용량 중 약 20%에 CCU·CCL 설비를 설치하면 EU 택소노미 기준을 달성할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

탄소 포집 및 액화 설비는 협소한 연료전지 발전소 부지 안에서도 콤팩트한 시스템 구성이 가능하도록 컨테이너 하나 크기로 구축된다. 포집된 탄소는 액화 과정을 거쳐 액화탄산으로 재탄생된다. 액화탄산은 용접용 가스를 비롯해 냉매, 메탄올(Methanol)·요소(Urea), 식음료 등 다양한 산업군에서 고부가가치 원료로 쓰이고 있다. 이번 실증에서 나오는 액화탄산은 선보유니텍의 조선해양 기자재 생산공정에 필요한 용접봉 가스 냉매로 사용될 예정이다.

오승환 SK에코플랜트 분산에너지사업 담당임원은 “SK에코플랜트는 연료전지와 CCU·CCL이 연계된 에너지 솔루션을 확대해 나갈 계획”이라며 “이번 실증사업 검증을 토대로 CCU·CCL와 연료전지 통합 모델 해외 진출 등 우리 정부의 연료전지 수출산업화 목표달성에 기여할 것으로 기대하고 있다”고 전했다.