툴럼 에너지는 멕시코 뉴 레온 주 페스케리아에 첫 번째 청정수소 시범공장을 건설하기 위해 스칸디나비아 에너지사를 선정했다. 이 프로젝트는 2026년부터 2027년까지 진행되며, 메탄 열분해 공정을 통해 이산화탄소 배출 없이 수소를 생산하는 것을 목표로 한다. 시범공장은 2027년까지 운영을 시작할 예정이며, 텐니움의 철강 복합단지 내에 위치할 예정이다. 기존 인프라를 활용해 프로젝트의 규모를 줄일 계획이다.

자금 조달과 산업 통합

이 프로젝트는 CDP 벤처 캐피탈과 TDK 벤처스가 주도한 2,700만 달러의 시드 투자로 진행되며, TechEnergy 벤처스, MITO 기술, Doral 에너지-테크 벤처스 등에서 추가 자금을 지원한다. 툴럼 에너지의 이니셔티브는 멕시코의 주요 제조 지역에서 산업 탄소 배출 감축을 지원할 예정이다. 시범공장은 텐니움의 직접환원 철(직접환원 철) 공장과 통합되어, 현장에서 생산된 수소가 철강, 화학, 중장비 운송 등에 사용될 수 있음을 보여줄 계획이다.

스칸디나비아 에너지사는 이 프로젝트의 설계, 구매, 건설(EPC)을 담당한다. 구체적인 용량은 공개되지 않았지만, 하루 수십 톤의 수소를 생산할 것으로 예상된다. 모듈형 설계는 확장 가능성을 제공하며, 동일한 규모의 녹색 수소 전해 공정보다 훨씬 적은 공간을 차지할 것으로 예상된다. 이는 공간이 제한된 산업 단지에서 중요한 요소이다.

기술 공정 및 인프라

이 공장은 전기 탄소 플라즈마 반응기를 사용해 메탄(CH₄)을 산소 없는 환경에서 1,500°C 이상의 온도에서 수소(H₂)와 고체 탄소로 분리한다. 이 과정은 반응기에서 직접적인 이산화탄소 배출을 방지한다. 설계에는 모듈형 반응기 스키드, 기체-고체 분리기, 통합 열 회수 시스템이 포함되어 있으며, 전통적인 전해 공정의 에너지 효율을 뛰어넘거나 경쟁할 수 있는 목표를 가지고 있다.

스칸디나비아 에너지사는 건설 작업, 철강 공장의 공용 인프라와의 통합, 텐노바의 전기 탄소 플라즈마 시스템 설치를 담당한다. 프로젝트에는 제어 시스템, 원료 공급(자연가스), 직접환원 철 공장으로의 수소 공급, 탄소 처리도 포함된다. 텐니움의 기존 인프라를 활용함으로써 건설 및 운영 비용을 줄이려는 목표이다.

생산된 수소는 직접환원 철 제조에 필요한 원료 기준을 충족하며, 파이프라인을 통해 압축되어 운송될 수 있다. 공장은 지속적인 운영을 위한 테스트를 진행해 유지보수 필요성과 재료 마모 상태를 평가할 예정이다. 이는 향후 확장에 대한 중요한 통찰을 제공할 것이다.

환경 및 경제적 의미

청정 수소는 파란색 수소의 탄소 포집 비용과 녹색 수소의 대규모 토지 및 물 사용 문제를 피할 수 있어 산업 공정의 탄소 감축을 위한 경제적으로 더 유리한 방법을 제공할 수 있다. 반응기에서 직접적인 이산화탄소 배출이 없기 때문에, 이 공장은 전통적인 증기 메탄 개질 공정(1kg 수소당 약 10kg 이산화탄소 배출)보다 명확한 환경적 우위를 차지한다.

하지만 프로젝트는 메탄 공급망을 신중히 관리해야 하며, 유출 배출을 방지해야 한다. 최상위 수준의 누수 감지 시스템과 저배출 가스 공급업체가 필수적이며, 이는 공장의 환경적 자격을 유지하는 데 중요하다. 고체 탄소 부산물은 그래핀이나 특수 탄소 등 고가의 응용 분야에 사용될 수 있어 추가 수익원이 될 수 있으며, 운영 비용을 줄이는 데 기여할 수 있다.

경제적으로, 모듈형 설계와 더 작은 부지 사용은 대규모 전해 공장보다 초기 비용이 낮을 수 있다. 공간이 제한된 산업 지역에서는 이는 상당한 비용 절감으로 이어질 수 있다. 수소와 고체 탄소의 이중 제품 모델은 프로젝트의 재정적 타당성을 높인다.

규제 및 시장 전망

멕시코는 에너지 전환을 적극적으로 추진하며, 수소를 수출 및 국내 원료로 탐색하고 있다. 전용 수소 규제 프레임워크는 아직 개발 중이지만, 기존의 청정 에너지 인센티브 및 가스 네트워크는 이러한 프로젝트에 유리한 환경을 제공한다. 뉴 레온 주의 지역 당국은 지원을 통해 시범 프로젝트의 허가 및 인프라 연결을 가속화하고 있다.

텐니움과 같은 주요 구매자와 공동 위치함으로써 툴럼 에너지는 수소 판매 파트너를 확보하는 동시에 시범 프로젝트를 실제 환경에서 성능과 비용을 테스트하는 ‘라이브 랩’으로 전환한다. 이 접근법은 시범에서 대규모 생산으로의 확장 위험을 줄이는 데 중요한 단계이다.

시범 프로젝트의 성공은 대규모로 신뢰성 있고 비용 효율적인 청정 수소 생산을 실현하는 데 달려 있다. 만약 프로젝트가 목표를 달성한다면, 이는 향후 청정 수소 프로젝트의 모델이 될 수 있으며, 특히 에너지와 물이 제한된 지역에서 특히 유리할 수 있다. 투자자들은 운영 비용, 수준화된 비용, 내부 수익률(IRR)을 기준으로 미국, 유럽, 아시아의 유사한 전해 기반 프로젝트와 비교해 이 프로젝트를 면밀히 지켜보고 있다.

향후 단계 및 도전 과제

툴럼 에너지와 스칸디나비아 에너지사는 기계 완료, 시스템 가동, 수개월간의 성능 데이터 수집을 위한 테스트 운영 등 주요 마일스톤 달성에 집중하고 있다. 성공적인 경우, 공장은 하루 20~200톤의 수소 생산으로 확장될 수 있다.

도전 과제는 메탄 공급망이 누수 없는지 보장하고, 고체 탄소 부산물에 대한 시장 수요를 확보하는 것이다. 비록 이러한 과제가 남아 있지만, 이 프로젝트는 멕시코에서 산업 탄소 감축을 추진하는 데 중요한 단계를 이루며, 그 이상의 지역에서도 영향을 미칠 수 있다. 기술이 예상대로 확장된다면, 이 시범 프로젝트는 천연가스를 청정 수소로 전환하는 가장 실현 가능한 경로 중 하나가 될 수 있다.