‘LNG냉열 및 액화수소를 이용한 친환경 에너지 전환 기술’ 세미나가 8월28일 여의도 FKI타워 컨퍼런스센터 2층 사파이어홀에서 오프라인과 온라인생중계로 개최됐다. 

이번 세미나는 한국미래기술교육연구원이 주최했으며 LNG 초저온냉열을 회수 및 활용해 액화수소를 생산·저장하고 다양한 방식의 에너지(전력, 열원, 수소연료 등)로 전환하는 최신 융합기술부터 관련 산업생태계 확대의 실질적인 방안까지 다뤄 관심이 집중됐다.

오프라인 세미나장에는 약 50여명의 업계 관계자가 참석해 청정수소 생산과 액화수소 플랜트 구축·운영, LNG냉열 활용 등 차세대 저탄소에너지 전환기술을 논의했다.

LNG냉열, 연간 7,500억원 규모 에너지자원 

오정석 한국가스안전공사 안전연구실 수석연구원은 ‘청정·액화수소 생산을 위한 LNG 냉열 자원화와 융합기술 개발 현황’을 주제로 발표했다.

LNG냉열은 액화천연가스(LNG)를 기화시킬 때 발생하는 초저온에너지로 국내에서 연간 3,236만톤이 소비되며 이는 전기에너지로 환산시 약 7,500억원 상당의 에너지에 해당한다. 그간 대부분 버려지던 냉열에너지는 냉동·냉장창고, 데이터센터 냉각, 저온분쇄, 공기액화 분리, 액화수소 제조 등에 활용돼 에너지 소비효율을 대폭 향상시키고 있다. 

대표적 사례로 인천항 및 평택LNG기지를 중심으로 냉열을 이용한 초저온 물류센터와 수소액화 플랜트 구축이 추진 중으로 기존 전력 의존 냉각시스템대비 건설비와 운영비를 크게 낮추는 효과를 기대하고 있다.

특히 LNG냉열 활용은 탄소중립 목표달성에 중요한 기여를 한다. LNG가 천연가스로 기화할 때 발생하는 열에너지를 회수해 활용함으로써 전력사용량을 줄이며 저탄소·고효율에너지 소비구조로 전환할 수 있다. 이와 함께 LNG냉열은 공기분리를 통한 액화산소·질소생산과 액화수소 제조공정 전반의 에너지절감에도 핵심역할을 하며 선진국에서는 이미 다양한 사업화가 이뤄지고 있다. 일본은 냉열발전소 16개소, 공기 액화설비 8개소 등 국가적인 인프라발전을 통해 경쟁력을 확보한 상태다.

오 수석은 “현재 국내에는 LNG냉열 배관에 관한 명확한 안전기준과 법적 정의가 부족해 산업활성화에 걸림돌이 되고 있어 이를 개선하기 위한 안전기준 정립과 위험성평가가 추진 중”이라며 LNG냉열 활용의 기술적 안전성 및 제도적기반 마련의 중요성을 강조했다.

이어 “냉열공급 배관 구조와 재료기준, 사고예방설비, 긴급차단시스템 등 다양한 안전설비 기준도 마련되고 있어 향후 산업생태계 확장에 긍정적 영향을 미칠 것”이라고 밝혔다.

이와 함께 액화수소 생산분야에서도 LNG냉열을 활용한 혁신기술이 개발되고 있다. 수소 액화과정에서 기존 액체가스와 달리 특수한 예냉과정이 필수적인데 LNG냉열은 전기소비를 줄이는 친환경 예냉자원으로 사용된다. 이를 기반으로 액화수소 플랜트구축과 운영에서 에너지효율 및 안전성을 동시에 확보하기 위한 노력이 이어지고 있다.

오 수석은 “국내에서는 SK E&S, 가스공사, 한양 등 민간과 공공기업이 LNG 냉열 활용사업을 적극 검토 중이며 규제 샌드박스를 통해 실증사업이 진행 중”이라며 “비용과 제도적 이슈로 일부사업은 설계변경 및 보류상황에 있으나 단계적 추진과 안전기준 마련을 통한 시장 활성화 추진될 계획”이라고 강조했다.

LNG냉열 활용⋯ 블루수소·탄소포집 핵심기술 개발

황지현 한국에너지공과대학교 에너지공학부 교수는 ‘LNG냉열을 활용한 신개념 에너지생산 및 저장시스템 개발과 다양한 활용 방안’을 주제로 발표했다.

액화천연가스를 기화할 때 발생되는 고유의 초저온에너지인 LNG냉열을 효과적으로 활용하면 LNG저장과 운송과정에서 발생하는 에너지손실을 크게 줄일 수 있다. 특히 대표적 사례로 LNG냉열을 이용해 ATR(자기열개질)공정에서 산소를 분리하는 과정에 필요한 냉각에너지를 절감하며 이산화탄소를 95% 이상 포집해 액화저장하는 고효율 탄소포집기술이 있다. 이 과정을 통해 블루수소 생산의 핵심으로서 탄소저감과 친환경 수소생산 등을 동시에 실현할 수 있다.

이와 함께 LNG냉열기반의 공기액화저장시스템 개발도 LNG냉열을 활용한 에너지 절감사례에 해당된다. 이 시스템에서 LNG냉열은 간헐성이 큰 신재생에너지의 에너지저장문제 해결을 위해 에너지저장장치(ESS)로서 활용된다. LNG냉열과 액화수소(LH2)냉열을 활용해 효율적인 공기액화 및 팽창을 통해 전력을 생산하며 이를 전력망에 공급할 수 있는 다기능 에너지저장설계가 가능하다.

또한 LNG냉열을 활용한 CO₂액화 및 저장공정기술도 개발 중이다. 이 기술은 액화탄산의 대규모 저장과 운송을 가능케 하며 이는 탄소포집 및 저장(CCS) 생태계구축에 핵심적인 기술이다. LNG냉열을 이용해 기존대비 에너지소비를 크게 절감하며 경제성과 환경성을 동시에 확보할 수 있다.

황 교수는 “에너지손실 최소화, 액화수소 생산 에너지효율 개선, 국내 블루수소사업과 연계한 LNG냉열 활용이 적용된 프로젝트와 많은 실증 결과가 나타나고 있다”라며 “특히 보령 LNG터미널과 연계된 수소액화 및 CO₂액화설비 구축에 LNG냉열 회수시스템을 적용하면 에너지효율과 탄소저감 효과가 극대화 될 것”이라고 밝혔다.

이어 “LNG냉열을 단순히 버려지는 부산물이 아닌 에너지절약과 친환경 탄소중립 실현을 위한 유망자원으로 재인식하며 산업과 연계해 국가에너지 전환과 미래 수소경제기반 구축에 중요한 밑거름으로 삼아야 한다”고 강조했다.