미쓰비시중공업, 세계 첫 수소제조~발전 일관 공장 오픈

일본 기업들이 알게 모르게 혼자서 수소를 열심히 파고 있다. 미쓰비시중공업이 타카사고시(효고현)에 타카사고 수소 파크(高砂水素パーク)를 오픈했다고 한다.

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타카사고시에는 미쓰비시중공업의 타카사고제작소가 있는데 대형 가스 터빈 제조 거점이다. 1년에 약 36대의 가스 터빈을 생산 가능한 곳이라고 한다.

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타카사고제작소와 시너지 효과를 얻어서 수소를 연료로 하는 수소 가스 터빈의 상용화를 목적으로 하고 있는 듯하다.

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타카사고 수소 파크는 수소 제조, 저장, 이용이 가능한 공간이 있다. 수소의 제조부터 발전까지 가능한 세계 첫 공간이라고 회사는 홍보하고 있다.

여기에는 노르웨이의 하이드로젠프로(HydrogenPro AS)라는 회사의 알칼리 수전해장치를 설치했다고 한다. 알칼리 수전해 장치는 수산화칼륨 혹은 수산화나트륨을 섞은 수용액에 전기를 흐르게 해서 수소와 산소를 분해하는 방식이다.

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하이드로젠프로의 알칼리 수전해 장치는 세계 최대급 수소제조 능력을 가졌다고 한다. 1100N*m^3/h 수준이라고 한다.

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1N*m^3은 약 0.09kg의 수소랑 같다고 하니 1100N*m^3/h이면 한 시간에 99kg의 수소를 생산할 수 있다고 한다.

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물론, 여기에 플러스로 고체 산화물형 수전해 설비, 천연가스 개질에 따른 수소제조 설비도 보유하고 있어서 더 생산이 가능할 듯하다.

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천연가스 개질로 하는 수소 생산은 터키석 수소 제조기술을 보유하고 있다. 터키석 수소 기술은 메탄을 수소와 고체탄소로 열분해하여 대기 중에 이산화탄소를 배출하지 않고 수소를 얻는 기술이라고 한다.

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고체 산화물형 수전해장치는 미쓰비시중공업이 개발을 진행 중이다. 고체산화물형 연료전지는 이미 제품화가 되어 있고, 이를 수전해장치에 응용하는 걸 목표로 하고 있다.

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99kg은 도요타자동차의 수소연료전지차 미라이 17대에 수소를 풀로 공급할 정도의 양이라고 한다.

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저장 에리어에 설치된 총 저장용량은 3.9만N*m^3까지 저장 가능하다고 한다. kg으로 환산하면 3510kg의 수소를 만들어서 저장할 수 있다. 그렇게 많은 양은 아니긴 하다.

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한편, 이용 에리어에서는 실증설비복합 사이클 발전소로는 대형 JAC형 가스 터빈 45만kW급, 연소시험설비로는 압축기구동용으로 설치된 중소형 H-25형 가스터빈 4만kW급을 사용하고 있다고 한다.

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가스 터빈을 돌리는 발전 과정에서 수소를 30% 혼소(섞어서 연소)한다고 하니 수소 만으로 발전하는 건 아닌 듯하다. 발전에서 얻은 전력의 일부를 물의 전기 분해 장치를 돌리는데 사용할 것으로 보인다.

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수소의 혼소율은 20% 정도면 보통 가스 터빈의 개조 없이 발전이 가능하고, 미쓰비시중공업은 2018년에 수소 30% 혼소시험에 성공했다고 한다.

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물론, 미쓰비시중공업의 목표는 수소 전소(全焼) 발전인데, 내년에는 4만kW급 가스 터빈에서 수소 전소실기 실증시험을 할 계획이다.

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미쓰비시중공업의 수소 제조 거점은 나가사키 카본 뉴트럴 파크(탄소 중립파크)인데, 수소와 바이오매스, 암모니아 이용을 촉진하는 목적으로 연료제조, 연소기술 등의 개발을 진행하는 거점이다.

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연료 제조는 SAF(Sustainable Aviation Fuel) 기술 개발이라는 신기술 개발에도 힘을 쏟고 있다.

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그 외에도 수소를 이용하는 Reciprocating Engine(왕복기관이라 부르는 듯)도 개발하고 있다고 한다.