[단독] 삼성전자, 평택 LNG 발전소 ‘수소 혼소’로 추진…AI·탄소감축 다 잡는다

▲삼성전자 평택캠퍼스 전경. 사진=삼성전자

삼성전자가 평택캠퍼스 P5 펩1,2 생산라인에 전력을 공급하기 위해 추진 중인 1기가와트(GW)급 액화천연가스(LNG) 발전소에 수소 혼소를 적용하는 방안을 본격 검토하고 있는 것으로 확인됐다.

29일 업계에 따르면, 삼성전자는 사업 참여를 검토하는 민간 발전사들에 입찰 제안서 제출 시 수소 혼소 목표와 단계별 이행 방안을 함께 제시하도록 요구한 것으로 확인됐다.

반도체 생산시설에 필요한 대규모 전력을 LNG로 적기에 확보하면서도 향후 수소 비중을 높여 국가온실가스감축목표(NDC)와 글로벌 탄소 규제 등에 대응하려는 전략으로 풀이된다.

수소 혼소 발전은 LNG와 수소를 함께 연소해 전기를 생산하는 방식으로, LNG 발전의 안정성을 유지하면서도 수소 비중을 높여 탄소배출을 단계적으로 줄일 수 있다는 장점이 있다. AI 시대에 필요한 안정적인 전력 공급과 탄소감축 목표를 동시에 달성할 수 있는 현실적인 대안으로 평가받고 있다.

산업계에서는 AI·반도체 경쟁력과 탄소중립 사이에서 현실적인 접점을 찾으려는 첫 대형 프로젝트가 될 수 있다는 평가가 나온다.

삼성전자는 다음 달 중 평택캠퍼스에 500MW급 발전설비 2기, 총 1GW 규모의 LNG 열병합발전소를 건설하는 방안을 구체화할 예정으로 알려졌다. 사업 방식은 GS와 E1, 한화에너지 등 민간 발전사업자가 건설·운영하는 형태와 삼성전자가 직접 사용하기 위한 자가발전 형태가 함께 검토되고 있다. 삼성전자가 최근 산업부 출신 공무원들과 한국전력 출신 인사들을 대거 영입한 만큼 자가발전 방식으로 추진할 가능성도 큰 상황이다.

주목되는 부분은 삼성전자가 단순한 LNG 발전소가 아니라 수소 혼소를 전제로 한 설비와 운영 계획을 요구하고 있다는 점이다. 사업 참여를 검토하는 발전사들은 설비의 수소 혼소 대응 능력뿐 아니라 목표 혼소율과 향후 수소 비중 확대 경로, 연료 조달 및 설비 전환 방안 등을 제안서에 담아야 하는 것으로 전해졌다.

이에 따라 발전소는 초기부터 수소 혼소가 가능한 가스터빈과 부대설비를 갖추는 방향으로 설계될 가능성이 크다. 운전 초기에는 LNG를 주연료로 사용하되 수소 공급망과 경제성, 관련 제도가 갖춰지는 시점에 맞춰 실제 혼소 비중을 단계적으로 높이는 방식이 유력하게 거론된다.

삼성전자가 설비의 수소 대응 능력뿐 아니라 실제 혼소 목표까지 요구한 것은 장기간 LNG 전소 방식으로 발전소를 운영하는 데 따른 탄소배출 부담을 의식한 조치로 분석된다. 신규 LNG 발전소는 한 번 건설하면 30년 안팎을 가동하게 되는 만큼, P5에 필요한 전력만을 기준으로 사업을 설계할 경우 향후 탄소 감축 비용과 규제 부담이 커질 수 있다.

특히 삼성전자는 글로벌 반도체 공급망의 핵심 기업으로 국내 국가온실가스감축목표(NDC)뿐 아니라 해외 고객사들의 RE100·CF100 요구와 공급망 탄소관리 기준까지 함께 고려해야 한다. LNG 발전으로 전력 공급의 안정성을 확보하더라도 장기적으로 배출량을 줄일 수 있는 전환 경로를 사전에 마련해야 하는 이유다.

평택캠퍼스 P5는 삼성전자의 차세대 반도체 생산능력 확대와 연결되는 핵심 시설로 꼽힌다. 반도체 공장은 24시간 전력 공급이 필요하고 순간적인 전압 변동이나 정전에도 생산라인과 수율이 영향을 받을 수 있어 발전원의 안정성이 중요하다.

그러나 대형 원전은 건설 기간과 입지 문제로 증설 일정에 맞춰 공급하기 어렵고, 재생에너지와 에너지저장장치(ESS) 조합도 현 단계에서는 1GW급 반도체 공장 전력을 상시 공급하는 데 한계가 있다는 평가가 많다. 소형모듈원전(SMR) 역시 중장기 대안이지만 상용화와 인허가까지 상당한 시간이 필요하다. 업계에서 LNG 발전을 적기 전력 공급을 위한 현실적인 수단으로 보는 배경이다.

수소 혼소는 LNG 발전의 안정성을 활용하면서 탄소배출을 단계적으로 줄이기 위한 방안이다. 다만 혼소율이 높아질수록 수소 조달 비용과 안정적인 공급망 확보, 질소산화물 배출 관리, 가스터빈 성능 유지 등의 과제도 커진다. 이 때문에 발전사들이 제안하는 혼소 목표와 실행 가능성이 사업자 선정 과정의 주요 평가 요소가 될 가능성이 있다.

이번 사업은 이재명 정부가 추진하는 AI·반도체 산업 육성과 탄소중립 정책이 실제 현장에서 어떻게 조율될지를 보여주는 시험대가 될 전망이다. 정부는 반도체 메가프로젝트의 속도전을 강조하면서도 NDC 상향과 화석연료 감축 기조를 함께 유지하고 있다. 삼성전자가 수소 혼소 목표를 입찰 조건에 포함한 것도 정부와의 인허가 협의에 대비한 조치라는 분석이 나온다.

삼성전자의 평택 발전소가 LNG 전소가 아닌 수소 혼소형으로 추진될 경우, 적기 전력 공급과 중장기 탄소 감축을 결합한 절충 모델로 활용될 수 있다. 향후 SK하이닉스와 AI 데이터센터, 대규모 제조업체들의 자가발전 및 분산전원 사업에도 영향을 미칠 가능성이 있다.

에너지업계 관계자는 “P5에 필요한 전력을 제때 공급하려면 현 시점에서는 LNG가 가장 현실적인 선택"이라며 “다만 장기간 LNG만 사용하기는 어려운 만큼 삼성전자가 설비 단계부터 수소 혼소를 요구하고 실제 혼소 비중 확대 방안까지 함께 검토하는 것으로 안다"고 말했다.

이어 “발전사 입장에서는 단순한 건설비와 전력단가뿐 아니라 어느 수준의 혼소율을 언제부터 구현할 수 있는지, 수소를 어떻게 조달할 것인지까지 제시해야 한다"며 “이번 입찰은 국내 대형 산업용 발전사업에서 수소 전환 경쟁력을 확인하는 계기가 될 수 있다"고 했다.

전지성 기자 jjs@ekn.kr