에너지 패러다임의 전환기에 수소에 대한 관심이 증가하고 있다. 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 수소의 중요성은 더욱 커지고 수소 수요는 확대될 것으로 예상된다.
우리나라는 향후 수소 수요에 비해 그린수소 생산 여건이 충분하지 않아 일부 다양한 형태로 수소를 수입할 것으로 전망된다.
이와 같이 해외에서 수소를 수입하는 경우 해외 그린수소와 CO₂를 합성하여 제조한 e-메탄은 여러 가지 이유로 유망한 수소 공급망 옵션이 될 수 있다.
향후 대규모 해외수소를 장거리 해상 운송하기 위해서는 액화수소, 암모니아, 메틸시클로헥산(MCH), e-메탄 등 다양한 수소 운송 옵션이 있다.
액화수소는 –253℃에서 수소를 운반하고 액화하는데 에너지가 많이 소요되기 때문에 높은 비용이 발생하게 된다. 암모니아는 운송망이 확립되어 있어 경제성 측면에서 타 운반체에 비해 저렴한 측면이 있으나 독성문제는 해결해야 할 과제이다. MCH는 탈수소화과정의 대규모화가 어렵기 때문에 대용량의 수소운반에 이용되기 위해서는 보다 획기적인 기술개발이 필요하다.
반면 e-메탄은 화학적, 물리적 특성이 천연가스와 거의 동일하기 때문에 기존 가스 인프라와 호환이 가능하여 투자비를 절감할 수 있다. 특히 e-메탄은 대규모 수소 저장 시설의 필요성을 줄이고 기존 LNG 수송선으로 장거리 운송이 가능하다.
물론 e-메탄 생산비용은 메탄화 시스템에 필요한 투자비, CO₂ 관련 비용, 변환과정에서 에너지 손실 등을 고려하면 수소 생산비용에 비해 상당히 높다.
하지만 여러 연구들에서 대규모 수소를 해상운송을 통해 수입할 경우 수소운반체 중에서 e-메탄이 가장 비용 효과적이라고 분석하고 있다.
현재 일본은 e-메탄 제조를 위한 자국 내 실증 프로젝트 외에도 다양한 LNG 수출국과 함께 e-메탄 공급망 개발의 타당성조사를 공동으로 추진하는 등 e-메탄 분야를 선도하고 있다. 일본 기업들은 미국 카메론 LNG 터미널에서 e-메탄을 제조·액화해 일본으로 운송하기 위한 실증사업을 포함하여 호주, 싱가포르, 페루, UAE 등에서 e-메탄 국제 밸류체인 구축 프로젝트들을 추진 중이다.
또한 독일은 그린수소로 만든 e-메탄을 수입하기 위해 빌헴름스하펜(Wilhelmshaven)에 터미널 건설을 계획하고 있다. 독일은 LNG 트럭 등에서 활용하기 위해 핀란드에서 생산된 e-메탄을 선박을 통해 독일로 수입하는 프로젝트를 추진 중이다.
e-메탄은 기존 천연가스 배관망에 주입하여 가정용, 산업용 등으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라 LNG 트럭 및 LNG 연료 추진선 등 수송용으로 공급할 수 있기 때문에 향후 증가가 예상된다.
일본의 경우 2050년까지 가스의 탈탄소화를 진행하여 2050년에 도시가스의 90%를 e-메탄으로 공급할 계획이다.
또한 프랑스 에너지기업 엔지(Engie)가 발표한 보고서에 따르면 유럽은 2050년까지 총 천연가스 수요의 약 1/3을 e-메탄이 차지할 것으로 예상된다. 즉 유럽에서는 2050년에 바이오메탄, CCS를 추가한 천연가스와 더불어 e-메탄이 총 메탄 수요의 각각 1/3을 차지할 것으로 전망된다.
국내에서도 도시가스 부문의 탄소중립 실현을 위한 다양한 방안 중 하나로 e-메탄을 활용할 계획이다.
e-메탄이 아직 개발 초기 단계임을 고려할 때 미래 트렌드를 파악하고 기술개발을 촉진하는 것이 중요하다.
국내 e-메탄 생산 기술개발과 해외 운송 실증사업을 위해서는 막대한 투자비가 소요되고 단독 기업의 역량으로는 추진하기가 곤란하기 때문에 산학연 협력 강화와 정부의 다양한 지원 정책이 마련되기를 기대해 본다.
