[가스신문 = 양인범 기자]  “고발열량 합성 천연가스 개발 기술은 향후 폐기물 처리를 하며, 에너지를 생산할 수 있는 기술입니다.”

고등기술연구원의 김진호 박사는 연구원에서 10년 넘게 합성가스와 폐플라스틱 열분해와 가스화 등의 분야를 연구하고 있다. 그는 지난 2020년 ‘수소농도가 낮은 합성가스를 이용한 고발열량 합성천연가스 제조장치’의 특허를 출원했다. 김 박사로부터 특허기술의 개발과정과 향후 효용성 등에 대해 자세히 들어봤다.

“기존 합성가스는 H₂와 CO가 포함되어 있는데, 메탄화를 통해 고농도 메탄(CH₄ 98% 이상, 발열량 9300kcal/㎥)을 만듭니다. 하지만 이 고농도 메탄은 국내 도시가스에 쓰이는 열량인 9800~10,600kcal/㎥보다 열량이 낮기에, 고열량 LPG를 혼입해 사용하고 있어 발열량을 높이는 공정이 필요했습니다.”

김 박사는 이 특허 기술이 향후 대규모 가스화 시설에서 유용하게 쓰일 수 있다고 말했다.

“발열량이 높은 C₂~C₄의 탄화수소를 FT합성을 이용하면, 촉매 전환으로 인해 미전환된 CO, H₂와 부반응인 CO₂가 생깁니다. 따라서 별도의 FT 반응기이지만 반응 후 가스를 잘 분리하고 재순환하여 공정에 이용해야 버리는 가스없이 고발열량 천연가스를 합성할 수 있습니다.”

합성 천연가스는 대부분의 에너지원을 수입해야 하는 한국의 실정에 적합한 기술이다. 그는 이 기술이 향후 더 상용화되어야 한다고 밝혔다.

“SNG에 필요한 CO, H₂는 다양한 원료로부터 얻을 수 있는데, 석탄, 바이오매스, 폐플라스틱도 원료가 됩니다. 특히 폐기물에서 큰 비중을 차지하는 폐플라스틱 처리에도 적용할 수 있습니다.”

김 박사는 이를 위해 폐플라스틱으로부터 합성가스를 얻는 기술도 연구하고 있다.

“바이오매스와 폐플라스틱으로부터 합성가스를 얻을 수 있는 기술을 연구하는데, 생산 시 문제가 되는 타르와 오염물질을 제거하는 연구도 함께 하고 있습니다. 또한, 합성가스 생산 후 수성가스전환(WGS)반응을 통한 수소 생산도 연구 중입니다.”

그는 국내 가스공급망도 적합한 환경으로의 변화가 필요하다고 지적했다.

“천연가스의 가격은 계절별, 정치적 이슈 등으로 급격히 달라질 수 있는데, 에너지 안보를 위해서라도 합성가스 공급이 더 필요합니다. 현재 법으로는 합성 천연가스를 생산해도 별도 배관이 필요하며, 기존 천연가스 기준에 맞춰야 하는데, 장기적으로 이 기준을 해외 선진국과 비슷하게 낮추어 합성가스 생산·공급이 상시 가동할 수 있도록 해야 합니다.”

김 박사는 지난 10년 넘는 기간 메탄을 합성하는 기술을 연구하며, 앞으로도 이 분야가 크게 성장할 것으로 예측하고 있다.

“탄소중립과 관련해 바이오매스, 폐플라스틱 유래한 합성가스 수요가 늘어날 겁니다. 이를 위해 타르 제거와 낮은 경제성 문제를 해결해 상용화 가능 공정을 개발해야 합니다.”

김진호 박사는 현재 우크라이나 사태를 통해 가스와 같은 필수 에너지원의 공급이 얼마나 중요한 지를 정부와 가스업계도 인지하기를 바란다고 말했다.

“유럽은 러시아로부터 천연가스를 대량으로 공급받았지만, 한 순간 에너지원의 차단이라는 위기를 맞았습니다. 일본이 반도체에 필요한 전략물자를 금지하고, 중국에서 요소수 수입이 제한된 것처럼 우리나라도 천연가스 수입에만 의존하면, 어느 순간 큰 위기가 올 것입니다. 위기를 미연에 방지하기 위해서라도 공급망 다변화를 위한 합성가스 생산시스템을 갖출 필요가 있습니다.”