[투데이에너지 박병인 기자] 탄소중립이 전 세계적인 ‘화두’가 된 가운데 LNG의 역할이 점차 커지고 있다. 기존 석탄, 석유 대비 환경성이 뛰어나고 미래 연료인 수소에 비해서는 연관 기술력이 훨씬 진보돼 있기 때문이다.
궁극적으로는 수소사회로의 전환이 필요해보이지만 아직 기술적, 경제적으로 시기상조인 가운데 탄소배출을 0으로 만들겠다는 인류의 목표를 이루기 위해 지나는 길은 상당히 고통스러운 길이 될 것으로 보인다. 이러한 이유 때문에 인류는 LNG를 주목할 필요가 있다.
험난하고 급작스러운 수소사회 전환보다는 LNG를 장려하면서 수소사회로 전환하는 것이 더욱 안정적이고 상대적 으로 쉬운 길이 될 것이기 때문이다.
인류는 장기간 탄소가 포함된 탄화수소 계통의 연료를 써왔기 때문에 급작스러운 에너지전환은 멀고도 험한길이 될 것이다. 이에 대한 충격을 완화하고자 브릿지연료인 LNG에 주목할 필요가 있다는 것이다.
LNG는 브릿지연료뿐만 아니라 수소생산의 훌륭한 원료가 된다는 점에서도 수소사회로의 전환을 자연스럽게 유도할 수도 있다.
이에 에너지전환시대에서 브릿지연료인 LNG의 현 상황과 미래의 역할은 무엇인지 알아보기로 했다./편집자 주
■급변하는 에너지정세, 수요량 ‘굳건’
최근 전 세계적인 코로나19 팬데믹에 기후위기 이슈에 따른 탄소중립 열풍도 불고 있다.
이러한 가운데 직·간접적으로 연결돼있는 에너지업계의 시장정세는 상당히 큰 변화를 맞이하고 있다.
탄소배출이 많은 화석연료는 주요 에너지원에서 퇴출되는 수순을 밟고 있으나 상대적으로 친환 경적인 화석연료인 LNG의 수요는 아직 굳건할 것으로 전망된다.
베트남, 인도네시아 등의 동남아를 중심으로 탄소배출이 많은 석유, 석탄발전을 지양하고 친환경 LNG발전을 확대하려는 정책을 펴고 있다. 이에 가스공사 등 국내 공기업들은 LNG 수입, 공급부터 발전소까지 모든 인프라를 구성에 참여하는 사업인 GTP(Gas To Power)를 추진하려는 움직임도 가속화되고 있다.
육상, 해상 모빌리티분야에서도 LNG의 역할은 커지고 있다. 유럽에서는 수소차와 LNG를 병행 보급하고 있는 상황이며 해상에서는 강력한 해상 환경규제인 IMO 2020의 발효에 따라 각 선사들이 기존 벙커C유선에서 LNG선으로 전환하고 있다.
특히 미래 핵심연료인 수소의 생산 시에도 핵심 원료로 천연가스가 적극적으로 활용될 것으로 기대되고 있다. 인류는 신재생에너지원으로 생산한 전기를 물분해(수전해)를 통해 탄소를 전혀 배출 시키지 않고 수소를 생산하는 ‘그린수소’가 궁극적인 목표이지만 현재의 기술로서는 경제적인 효용 성이 거의 없기 때문이다.
이미 천연가스가 난방, 조리 등 생활 연료로써 확고한 입지를 다진 가운데 향후 발전, 모빌리티, 수소 등에서 새로운 수요처가 발생함에 따라 성장세는 당분간 유지될 것으로 기대된다.
■2040년까지 브릿지 역할 지속
LNG는 전세계적으로 2040년까지 천연가스의 브릿지연료로서의 역할을 지속할 것으로 보인다.
특히 아시아지역에서의 LNG수요는 두배 이상 성장할 것으로 기대된다.
장우석 현대경제연구원 혁신성장연구실장이 발표한 ‘천연가스 시장 선진화를 위한 제언’에 따르면 LNG는 타 화석연료대비 미래 전망이 밝으며 2020년대 중반까지 기존 석탄을 대체할 핵심 원료로 부각되고 있다.
코로나19 여파로 2020년 수요감소를 겪었으나 빠르게 회복, 2021년에 3% 수준으로 반등했다.
특히 2040년까지 브릿지연료 역할을 이행할 것으로 기대된다. 장우석 실장은 2030년까지 2019년 수준보다 14%가량 수요량이 증가할 것으로 전망했다. 장 실장은 환경적 고려로 수소를 포함한 대체연료에 대한 수요확대가 영향을 줄것이라고 내다봤다.
아시아 수요로 LNG시장 규모는 큰 성장을 이룰 것으로 전망된다. 전력 수급균형을 위한 LNG의 역할 증대, FSRU를 통한 기저부하 발전 가능성이 증대되며 환경 강화 추세에 따른 아시아에서 가스 수요 증가가 전망될 것으로 보인다.
특히 중국의 운송부문 수요는 전세계적으로 가장 빠르게 성장할 것으로 보인다.
한편 미래 천연가스시장은 가스허브의 발달로 현물, 중단기, 소형 물량 가스 거래 비중의 증가가 예상된다.
이에 따라 장기계약 기간이 20년 이하로 단축되고 계약물량 규모도 작아지는 경향을 보일 것으로장 실장은 전망했다.
또한 장 실장은 LNG 구매자는 더 짧은 계약 기간으로 계약 유연성을 확보하고 현지 시장가로 가격 위험을 회피할 수 있을 것이라고 분석했다.
■국내 에너지시장 점유율 확대
지난해 12월 발표된 제9차 전력수급계획에서 신재생 발전원 설비 용량 비중을 확대하면서 공급 안정성을 위해 LNG의 역할이 더욱 중요해질 것으로 전망된다.
특히 제 14차 장기 천연가스 수급계획에 따르면 2021년 4,559만톤에서 2034년 5,253만톤으로 연평균 1.1% 증가할 것으로 전망된다. 특히 산업용 수요가 도시가스용 수요를 견인하며 발전용에서도 증가세를 유지할 것으로 보인다.
제9차 전력수급 기본계획에도 2020년 41.3GW에서 2031년에는 59.1GW로 17.8GW 증가하는 것을 계획하고 있다. 이는 석탄발전 30기 중 24기의 발전소는 LNG로 전환되는 점이 크게 작용했으며 신규 LNG발전소도 지속 건립될 것으로 보인다.
■수소경제 실현 첨병
수소경제가 가속화됨에 따라 수소생산의 핵심역할을 할 LNG의 역할도 더욱 증대될 것으로 보인다.
김성복 수소융합얼라이언스 단장의 ‘수소경제와 LNG의 역할’에 따르면 LNG 인수기지 인근 블루수소 클러스터를 조성해 블루수소 생산체계를 구축할 예정이다.
이에 2030년에는 75만톤, 2050년에는 200만톤의 수소를 생산한다. 방식은 LNG에서의 수소 추출과 여과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 CCUS를 결합한 ‘블루수소’의 형태일 것으로 예상된다.
생산기지 인근의 수요처 발굴과 공급에도 나서며 포집된 이산화탄소는 저장 혹은 재활용될 전망이다.
또한 수소 액화에 LNG의 냉열을 활용하는 수소 액화플랜트 구축에도 나설 계획이다. 이를 통해 수소의 액화, 액상 등 다양한 형태의 유통과정을 지원한다.
이를 위해 액체수소 생산을 위한 LNG 냉열 활용 하루당 5톤, 시스템효율 11.4kWh/kg 수준의 액화플랜트 개발 및 실증을 오는 2024년부터 2029 년까지 추진할 예정이다.
평택, 통영 등 민간 LNG 인수기지의 유휴부지, 인천, 울산, 창원 등의 규제샌드박스도 활용된다.
■배관망, 터빈 등 혼소 확대
LNG 배관망에 수소 혼입 실증, LNG 터빈 수소 혼소 등을 통해 LNG, 수소를 혼합해 활용하는 사례도 증가할 것으로 분석된다.
먼저 LNG배관망에 수소 혼입실 등을 통해 수소 공급이 확대될 것으로 보인다. 2025년 수소항만, 수소도시, 산업단지 등을 중심으로 거점화 하고 2030년에는 거점지역 기반 확대 LNG 배관망과 연결될 것으로 예상된다. 2050년에는 5개 권역별 배관망을 구축한다.
1% 이하인 소량의 수소혼입이 가능한 중압배관 우선 실증하며 향후 수소혼입비율을 점진적으로 상향할 것으로 보인다.
LNG 터빈과 관련해 LNG에 수소 50% 혼소로 시작해 수소 혼소 비율을 점진적으로 확대하는 방안을 연구하고 있다.
2030년에는 소형 혼소 상용화 및 중대형 혼소 실증을 실시하고 2040년에는 중대형 혼소 상용화 대형 전소 실증을, 2050년에는 대형 전소 상용화에 나설 계획이다.
이에 따라 수소의 비중은 점차적으로 증가하고 LNG 비율은 감소시켜 결국에는 100%의 수소로 발전을 실시하는 방안을 연구 중에 있다.