[투데이에너지]
파리기후협약과 IPCC(기후변환에 관한 정부간 협의체)의 1.5℃특별보고서 등에서 전 세계는 1.5℃를 초과하지 않게 하려면 모든 협약 국가는 5년마다 자발적감축목표(NDC) 제출 및 이행 점검을 받아야 한다.
한국도 이에 따라 2030년까지 2018년 대비 40% 감축 목표를 설정했고 올해 '2035년 NDC'를 제출해야 한다. 그러나 이달 현재 '2035년 NDC'를 제출한 국가는 13개국이고, 2023~2024년 기준 지구 온도 상승은 1.5℃를 임시 돌파했으며 현재 제출된 감축 약속을 보면 2100년까지 3℃상승 예상도 나온다.
미,중 신재생에너지 보급은 지속 확대중이고 가스산업도 탈탄소화 정책이 시행되고 있다. 글로벌 최종 에너지 소비에서 열에너지(난방 및 냉방 포함)가 차지하는 비중은 약 50%로 IRENA(국제재생에너지기구), IEA(국제에너지기구)에서 보고하고 있다.
IRENA에 따르면 냉난방은 전 세계 최종 에너지 소비의 약 50%를 차지해 전기(20%)와 수송(30%)을 합친 것보다 더 크며 IEA는 2022년 기준 열에너지가 최종 에너지 소비의 약 48%를 차지했다고 분석했다.
열 에너지는 글로벌 에너지 시스템에서 가장 큰 비중을 차지하지만 전기에너지와 달리 열 분야에서 재생에너지 전환 속도는 상대적으로 느리다. 열에너지는 연료 연소에 의하여 발생하며 CO2 배출을 유발해 열 에너지 분야의 탈탄소화는 대단히 중요하다. 제철, 시멘트, 화학, 정유 등 전기화가 어렵고 중고온이 필요한 공정에서 열에너지 수요는 절대적이다. 열 에너지는 열역학1법칙과 2법칙에 의해 열을 저장하기가 매우 어려워 가스 형태로 저장하는 것이 가장 좋다.
천연가스는 유기성폐기물 등의 폐기물과 바이오매스에서 생산된 바이오가스의 메탄 분자를 분리해 생산한 바이오메탄(Bio CH4)을 가스배관망에 주입해 천연가스 산업의 탈탄소화를 추진하고 있다.
더불어 재생전기를 이용해 전해조를 통한 그린수소 생산 후 이 수소를 CO2와 반응해 만든 E-메탄(CH4)이나, 그린수소(H2) 그 자체를 천연가스 배관망에 혼합하는 노력이 진행중이다. 천연가스 배관망은 주로 강관이라 그린수소를 최대 20%까지 혼합할 수 있는 재질이고, 천연가스와 수소 혼합시 가스 연소 성질을 그대로 유지한다. 다만 이러한 그린수소를 천연가스와 혼합 시 각국 가스배관망의 재질, 밸브 영향 등 실험과 실증을 통해 검증해야 하지만, 대부분의 국가에서 현재는 그린수소를 천연가스 배관망에 주입하지 않아 향후 점진적인 증가가 전망된다.
천연가스 배관망에 바이오메탄, E-메탄, 그린수소를 주입하면 천연가스배관망은 그린가스를 공급하는 그린가스 배관망으로 구축된다. 가스배관망에는 가격이 다른 바이오메탄, E-메탄, 그린수소가 섞여 주입되며 각 가스의 온실가스 감축양과 연소 후의 배출계수 특성도 다르다. 따라서 천연가스 배관망에 그린가스가 주입되면 이를 사용하는 발전소, 산업체, 빌딩, 가정 등의 수요 패턴과 온실가스 감축 니즈도 다르기에 천연가스배관망에 그린가스 주입과 활용에 대한 인증제도가 필요한 상황이다.
그린가스 인증 제도는 유럽 14개국(영국, 독일, 프랑스, 이탈리아, 덴마크, 네덜란드, 스페인, 벨기에, 아일랜드, 폴란드, 슬로바키아, 헝가리, 스위스, 오스트리아), 미국, 호주에서 시행되고 있다. 이 제도는 재생 가능 가스를 인증해 환경적 이점을 보장하고 소비자가 재생 가능 가스를 사용했다고 주장할 수 있게 한다. 유럽 내에서는 유럽재생가스등록제(ERGaR)을 통해 네트워크가 형성돼 국가 간 인증서 교역이 가능하다. 한편 미국은 EPA에서 RFS와 캘리포니아주의 LCFS제도에서 바이오메탄을 가스배관망에 주입하는 경우 크레딧을 주며, 호주는 유럽형 그린가스 인증 시스템이 운영중이다. 일본도 클린가스(그린가스) 제도를 작년 4월부터 공식 운영한다.
결론적으로 열 에너지 탈탄소화에 가장 효과적인 솔루션은 천연가스 배관망에 그린가스의 재생연료와 환경적 가치를 부여한 시스템을 유럽, 미국, 일본처럼 구축해 조기에 운영돼야 국가 NDC, 수소발전 등의 국가 온실가스 감축 목표를 달성할 수 있다.