울산과학기술원(UNIST)은 탄소중립대학원 임한권 교수 연구팀이 경제성과 환경성을 고려한 최적의 국제 수소 공급망 모델을 구축했다고 1일 밝혔다.

UNIST에 따르면 연구팀은 ‘국제적 해외 수소 공급망에 대한 경제성 및 환경성 측면 최적화’ 연구로 수소 도입 예정 국가(한국, 일본, 독일) 수요와 수소 수출 예상 국가(호주, 칠레 등 16개국)를 고려해 수소 공급망 구축을 위한 실질적인 지표를 제시했다.

연구팀은 먼저 국가별 공식 발표된 로드맵으로 수소 수출입 예상 데이터를 고려한 최적화 모델을 만들었다.

또 수소 운반체인 액화수소, 톨루엔 기반 액체유기수소운반체, 암모니아를 고려해 시나리오를 구상했다.

수소는 선박 운송 시 부피당 에너지 밀도가 떨어져 경제성이 낮기 때문에 보통 액체 상태 수소 운반체로 전환해 운송한다.

연구팀은 추가로 2030년부터 2050년까지 10년 간격 기준으로 최적화 값을 예측하고, 불확실성이 큰 재생에너지 기반 전기와 천연가스 가격과 생산량을 고려해 예측값을 책정했다.

연구 결과 암모니아를 수소 운반체로 활용하는 것이 가장 경쟁력 있는 것으로 확인됐다.

온실가스 배출에 따라 발생하는 탄소세를 포함한 수소 공급 가격은 1㎏당 2.15~3.43달러 사이 범위를 보였다.

연구팀은 이 결괏값을 이용해 수소 도입 예정 국가가 미래에 필요한 수소 공급망 최적화 시나리오를 도출했다.

제1저자인 UNIST 김아연 연구원은 “전 세계적으로 청정 수소 공급망 최적화를 위한 많은 연구가 이뤄지고 있지만, 하나의 국가에 관한 사례 분석에 그치고 있다”며 “이번 연구에서 전 세계적 해외 수소 수요와 공급을 고려해 경제성과 환경성 측면에서 최적 공급망을 제시할 수 있었다”고 설명했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단(NRF) 수소에너지혁신기술개발사업과 산업통상자원부의 재원으로 한국에너지기술평가원(KETEP)의 지원을 받아 수행됐다.

연구 결과는 국제 학술지 ‘ACS 서스테이너블 케미스트리 앤 엔지니어링’(ACS Sustainable Chemistry & Engineering)에 게재됐으며, 지난 1월호 추가 표지 논문으로 선정됐다.

김지은 기자