탄소 감축기술 시리즈

탄소중립에 대한 이해관계자들의 요구사항은 점점 감축 계획 공시를 넘어서, 실제 감축 성과 도출로까지 강화되고 있습니다.

이에 엔츠는 온실가스 감축과 탄소중립 달성을 위한 주요 기술들을 소개하는 시리즈 연재를 시작하려합니다.

시리즈에서는 ①국가 단위 대규모 감축 기술과 ②현재 연구 중이거나 테스트 중인 향후 상용화가 가능한 감축기술, 그리고 ③현 시점, 글로벌 선도기업 감축수단 및 탄소중립 로드맵에 있는 주요 기술들을 소개하며, 기술의 개념부터 글로벌 도입환경, 도입 시 비용대비 감축량 등 개괄적인 정보를 담을 예정입니다.

② 수소 보일러

최근 영국의 한 연구는 수소 보일러 보급을 통해 영국 가스 유통 네트워크의 저탄소 전환이 가능하며, 수소 보일러가 건물 난방의 탈탄소화에 도움이 될 수 있음을 증명했습니다.

수소 보일러는 기존 LNG 보일러와 유사한 크기 및 부속품을 가지고 있어 빠르고 쉽게 교체가 가능하기 때문에, 현실화가 가능한 탄소 감축 기술로 주목받고 있습니다.

1. 수소 보일러란?

수소 보일러(하이브리드 보일러, 이하 ‘수소 보일러’)는 LNG와 100% 수소를 혼합하여 연소할 수 있는 가스 가열 보일러를 지칭하는 말입니다.

(이미지 출처: OpenAI)

수소는 생성 과정에서의 온실가스 배출을 제외하면 이산화탄소가 배출되지 않는 무탄소 에너지원으로 정의할 수 있는데요.

특히 재생 에너지원으로 전기분해를 통해 제조하는 ‘그린수소’, 수소 생산과정에서 발생한 탄소를 포집처리한 ‘블루수소’ 등의 청정수소(Clean Hydrogen)는 생산을 포함한 전 과정에 대하여 무탄소 혹은 저탄소 에너지원으로 인정받고 있습니다.

2. 수소 보일러의 장점

수소 보일러는 난방이 어려운 기존 건물에 고온 난방 시스템을 도입할 수 있다는 장점을 가지고 있습니다. 수소는 산소와 즉각적으로 반응해 단시간에 온도를 높일 수 있기 때문에, 신속한 예열을 통해 열 수요에 빠르게 대응하거나, 기상 이변과 같이 예상치 못한 상황에도 안정적으로 열을 공급할 수 있습니다. 탄력적이고 유연한 열 공급이 가능하며 다양한 작동 조건에서 일관된 성능을 제공할 수 있는 셈입니다.

또한 수소 보일러 사용은 국가·지역 차원의 에너지 공급 체계에 유연성과 안정성을 제공하기도 합니다. 재생 에너지의 경우 발전량을 전량 사용하기 위해서는 전력 시스템에 대량의 에너지 저장 장치가 필요한데요. 이에 반해 수소를 이용할 경우, 재생에너지를 이용한 전기 분해를 통해 재생에너지를 보관과 수송이 용이한 열의 형태로 저장할 수 있습니다. 따라서, 수소 보일러를 지속적으로 보급·사용한다면 미래 전력 시스템에 대한 스트레스를 완화할 뿐만 아니라 전반적인 에너지 유연성과 탄력성을 제공할 수 있습니다.

3. 수소 보일러의 작동 방법

수소 보일러는 기존 보일러와 구조상 매우 유사합니다. 기존 콘덴싱 보일러와 거의 동일한 방식으로 구성되어 있으며, 화염 감지기와 같은 일부 구성 요소가 다를 뿐 대부분은 오늘날 천연 가스 보일러에 사용되는 구성 요소와 동일합니다. 기존 보일러를 수소 보일러로 교체하는 데는 약 1시간 정도 걸린다고 알려져 있으며, 버너와 같은 몇 가지 구성 요소를 변경만 하면 손쉽게 교체가 가능하다고 합니다.

4. 설치 비용

기존과 비슷한 용량의 수소 보일러 도입 시, 수소 보일러는 기존 보일러의 부속품 및 제어장치 등 대다수 구성품과 동일하기 때문에 기존 보일러 구매비와 비슷할 것으로 예상하고 있습니다.

수소 보일러는 국가의 수소 공급망이 구축되어야 실용성을 가질 수 있습니다. 그러나 현재는 전 세계적으로, 특히 국내에서는 더욱이 수소 생산량이 천연가스를 대체하기엔 부족한 상황입니다.

최근 청정수소 인증제, 청정수소 발전 의무화제도 등 국내에서 수소 제조 및 유통 활성화 정책들이 단계적으로 제정되고 있으니, 곧 상용화된 수소 경제를 마주할 수 있을 것으로 기대해봅니다.