[월간수소경제 박상우 기자] 산업통상자원부가 재생합성연료(e-Fuel) 등 탄소중립연료 보급 활성화를 위해 R&D 및 워킹그룹 운영 등을 추진한다.  

산업부는 12일 오후 서울 서초구에 있는 자동차회관에서 재생합성연료(e-Fuel) 6차 연구회를 개최했다. 지난해 4월에 발족한 e-Fuel 연구회는 국내‧외 e-Fuel 정책‧연구 동향과 경제성, 국내 도입 시 과제 등을 정례적으로 논의해왔다.

이번 연구회에서는 △e-Fuel 관련 사업 추진 현황과 탄소중립연료 수송부문 워킹그룹 활동 계획 △민군협력 e-Fuel 기술개발 실증사업 추진 계획 △산업계의 e-Fuel 방향성 제언 및 확대 적용 전략 △e-Fuel 엔진 발전시스템 R&D 전략 등이 논의됐다.

e-Fuel은 재생에너지로 생산된 그린수소와 이산화탄소 등 탄소 자원으로 제조한 합성연료로 제조 방법과 반응 조건에 따라 메탄·메탄올·가솔린 등 다양한 형태로 제조가 가능해 수송용 대체연료로 사용할 수 있는 친환경 연료다. 

e-Fuel은 연소 시 이산화탄소를 배출하지만 제조 시 이산화탄소를 활용하고 완전 연소 비율이 높아 기존 경유차 대비 미세먼지와 온실가스 배출량이 20~40% 수준이다. 특히 생산 과정 특성상 황 성분을 전혀 포함하지 않아 대기 산성화도를 40% 이상 감소시킬 수 있다.

이런 이유로 e-Fuel은 바이오연료(수첨바이오디젤 등), 암모니아, 수소(수소엔진용, 연료전지용) 등과 함께 탄소중립연료로 분류된다.

또 부피당 에너지 밀도가 높아 수송용 연료로서 주행거리나 주유시간에서 수소나 배터리보다 우수하고, 기존에 사용하던 내연기관차와 인프라를 그대로 사용할 수 있고 석유 제품과 혼합해서 사용할 수 있어 전동화가 어려운 항공·선박 등 수송부문 전반에 적용할 수 있다.

e-Fuel 제조 시 사용되는 이산화탄소는 △공장과 발전소에서 배출하는 이산화탄소를 포집하는 대기 중 포집(DAC, Direct Air Capture) △에탄올 발효, 유기성 폐기물의 혐기성 소화 발효, 바이오매스 연소 등으로 이산화탄소를 포집하는 생물 유래 이산화탄소(Biogenic CO2) △차량 엔진의 폐열을 활용해 이산화탄소를 포집하는 차량 배출 포집(MCC, Mobile Carbon Capture)으로 얻는다.

그린수소는 재생에너지로 만들어진 전기에너지를 이용해 전기화학적 반응으로 물을 분해해 생산한다. 이렇게 확보된 이산화탄소와 그린수소를 합성해 e-Fuel을 제조한다.

e-Fuel 합성 공정 중 하나인 F-T 공정은 직접·간접 전환법으로 구분되며, 직접전환법의 생산비가 5~10% 저렴하고 가변적 운전이 용이한 만큼 경제성과 재생에너지 간헐성을 고려해 직접전환법을 집중 개발할 것으로 보인다.

한국화학연구원 차세대탄소자원화연구단이 과학기술정보통신부의 지원을 받아 직접전환법이 적용된 파일럿 플랜트를 운영하고 있으며 촉매 개발, 실증 프로젝트 등을 통해 상용급 규모로 확대할 계획이다.

연구회는 국내 e-Fuel 관련 기술과 경제성을 분석한 결과 수소·CO2 생산 및 합성 공정 등 제조공정의 원천기술은 다수 확보 중이나 상용화를 위한 실증 연구가 필요한 단계이며, 수소·CO2 가격을 낮추기 위한 CO2 흡착제 효율 향상, 합성 촉매 개발 등이 주요 과제가 될 것으로 진단했다.

산업부는 e-Fuel 보급을 위해 R&D, 워킹그룹 운영 등을 추진하기로 했다.

학계, 산업계(정유·자동차·선박 등), 유관·연구기관 등으로 구성될 수송부문 탄소중립연료 워킹그룹은 단계별 연료·대상차종 선정, 혼합비율 및 배출가스 측면의 엔진 적용성 검증, 연료 성능 표준 수립 등 e-Fuel 기술개발 목표 달성을 위한 세부 이행 계획을 수립할 계획이다.

올해부터 2025년까지 총 265억원을 투입해 탄소순환형 정유제품 생산을 위한 CCU 통합공정 기술개발을 수행해 정유공정에서 발생하는 CO2를 포집·활용해 항공유 등의 석유제품을 개발·생산하고, 품질기준 개발 등 상용화 전략을 수립한다.

또 정부는 민·군 협력 e-Fuel 실증사업을 추진하기로 했다. 국방부·해군·정유사 등 관계 기관과 실증 규모, 기술목표 등 사업계획을 기획하고, 민·군 협력 기술개발 방안을 1분기 안에 방위산업발전협의회에 상정할 예정이다.

이를 통해 급격한 전동화가 어려운 군용 차량·함정 등에서도 e-Fuel 활용이 가능하도록 품질 수준을 향상·검증하고, 향후 군 협의를 거쳐 시범 적용도 추진한다는 목표다.

아울러 무탄소 합성에너지원 등장에 따른 제도 수립 연구 등 정책연구용역을 통해 무탄소 합성에너지원 관련 제도 수립 방향, 기술개발 추진방안, 기업 지원 방안 등의 설정도 병행하기로 했다.

주영준 산업통상자원부 산업정책실장은 “정부도 e-Fuel 등 탄소중립연료 보급 활성화를 위해 세부 이행 계획을 마련하고 기술개발을 지속 추진할 것”이라며 "연구회 논의 결과 등 업계와 전문가들의 의견을 적극 반영해나가겠다”고 밝혔다.