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[글로벌-Biz 24] 수소에너지 전환, 걸음마 수준…비효율·고비용 수소경제 실현 쉽잖다

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[글로벌-Biz 24] 수소에너지 전환, 걸음마 수준…비효율·고비용 수소경제 실현 쉽잖다

화석연료 대체 친환경에너지로 각광

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현재 수소는 화석연료인 메탄과 석탄에서 생산해 비효율적이고 엄청난 비용이 소요돼 수소경제로의 전환은 요원하다는 분석이다. 사진=네이션오브체인지
기후 변화에 대처하기 위한 수단으로 가장 많이 언급되는 것이 수소연료다. 에어버스는 자사 비행기의 연료를 수소로 대체한다며 투자를 아끼지 않고 있다. SK글로벌은 미국 수소연료전지 생산업체인 플러그파워에 최근 15억 달러를 투자했다.

수소위원회는 2050년까지 수소가 총 에너지 수요의 18%를 차지할 것으로 전망했다. 그러나 문제는 지금 현재 대부분의 수소를 화석 연료, 즉 메탄과 석탄에서 생산하고 있다는 점이라고 네이션오브체인지가 19일(현지시간) 보도했다. 이 때문에 수소는 전기에 비해 비효울적이고 비용이 많이 들며 따라서 수소경제의 실현은 요원하다는 것이다.

수소는 우주에서 가장 풍부한 원소이며, 배터리와 마찬가지로 에너지를 저장하고 운반하는 방법으로 사용될 수 있다. 이 점이 수송, 열 및 전력 생산을 위해 쓰이는 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경 에너지로 각광받았다.

수소를 생산하는 방법에는 여러 가지가 있다. 그런데 현재 생산 중인 거의 모든 수소는 메탄(천연가스)을 원료로 사용하고 있다. 비재생 에너지로 수소를 생산하고 있다는 의미다. 이 프로세스는 ’수증기 변성‘이라고 불리며, 이 과정에서 메탄을 수소와 이산화탄소로 분해한다. 그 결과물은 ’회색 수소‘로 알려진 것이다. 만약 기술이 생산 중에 방출되는 이산화탄소를 포착해 낸다면 ’청색 수소‘가 된다.

현재 석유 및 가스, 자동차, 산업 터빈 회사와 국가들이 추진 중인 수소 프로젝트의 대부분은 탄소 제로를 위해 수소가 활용돼야 한다고 믿고 있다. 그들이 사용하는 수소는 대부분 화석 연료에서 파생된 회색 및 청색 수소다.

수소는 재생 가능한 에너지로 물로부터 생산될 수 있다. 이것이 ’녹색 수소‘다. 녹색 수소는 물을 전기 분해하는 과정에서 생산된다. 현재, 녹색 수소는 전 세계적으로 소비되고 있는 수소의 1% 미만을 차지하고 있다. 다시 말해 현재 쓰이는 수소의 99% 이상이 화석 연료에서 나온다.
녹색 수소로 공급되는 수소연료전지는 완전히 탈탄소화될 가능성이 있다. 연료전지는 전기를 생산하기 위해 수소를 사용하며, 전기자동차와 같은 배터리 전력을 사용하는 대신 모터에 동력을 공급할 수 있다.

녹색 수소는 화석 연료의 기후 악화 없이 에너지를 저장할 수 있으며 장거리 운송, 항공 및 철강 생산과 같은 일부 산업 응용 분야에 적용될 수 있다.

쉘 등 메이저 에너지 회사들은 모두 그린 수소를 기업 웹사이트나 소셜 미디어를 통해 홍보하고 있다. 그러나 문제는 그린 수소의 사용은 수십 년 늦어질 가능성마저 있다는 것이다. 그래서 쉘의 웹사이트에서는 “그린 수소는 이상적이지만 기술은 오랜 시간이 걸릴 것이기 때문에 그 사이에 청색 수소를 활용하는 것이 도움이 될 것”이라고 적었다.

녹색 수소를 생산하기 위해서는 엄청난 양의 재생 에너지가 필요하다. 영국이 모든 가스 보일러를 녹색 수소로 대체하기 위해서는 현재 해상 풍력 용량의 30배가 필요하다고 한다. 유로가스는 청색 수소를 중간 단계의 연료라고 지적한다.

게다가 세계가 수소경제로 옮겨간다는 생각에는 몇 가지 함정이 있다. 풍력과 태양열 등 신재생 에너지는 청정 수소를 만들어내는 원료이지만 동시에 이를 통해 생산된 전기는 수소경제가 달성하고자 하는 값싼 전력 생산과 가정용 전기를 충분히 공급할 수 있다는 점이다. 전기 배터리는 찬반 논란은 있지만 아직은 수소에 비해 가격경쟁력이 우수하다. 녹색 수소가 광범위하게 활용되기 위해서는 더 저렴한 생산이 필요하다.

기술적으로 해결해야 할 과제도 있다. 수소를 운반하기 위해 기존의 가스관을 사용하면 구조를 손상시키고 관을 파괴할 가능성이 높다고 한다. 또한 수소는 천연가스에 비해 더 작은 분자로서 현재 가스관에서 자연 유출되는 메탄에 비해 3배나 많은 양이 누출될 것으로 추정된다.

일부 전문가들은 수소에 매달려 정작 다른 영역은 보지 못하고 있다고 지적한다. 태양열과 풍력 에너지 자체가 수소를 대체하는 수단이 될 수 있다는 설명이다. 전기차 역시 마찬가지다.

수소경제는 따라서 아직은 걸음마 수준이며 상용화까지 갈 길은 멀다는 분석이다.


조민성 글로벌이코노믹 기자 mscho@g-enews.com