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▲그린수소 에너지 개요도. 출처 = 현대차그룹 HMG 저널. |
19일 업계와 현대차그룹 HMG저널 등에 따르면 전세계적으로 수소 에너지가 각광받는 이유는 ‘궁극적 친환경 에너지’라는 평가를 받고 있기 때문이다. 신재생에너지 사회에서의 에너지 활용방안은 신재생에너지 발전을 통해 얻은 전기에너지와 수소에너지를 사용하는 방법이 꼽힌다.
수소는 생산 방식과 친환경성 정도에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 구분된다. 현재 생산되는 수소의 약 96%는 화석연료로부터 수소를 생산하는 ‘그레이수소’다. 그레이수소는 천연가스의 주성분인 메탄과 고온의 수증기를 촉매 화학반응을 통해 수소와 이산화탄소를 만들어내는데, 약 1kg의 수소를 생산하는 데 이산화탄소 10kg을 배출한다.
블루수소는 이산화탄소 포집 및 저장 기술을 활용해 그레이수소 대비 친환경성이 높다고 알려졌다.
블루수소는 그레이수소와 생산 방식은 동일하지만, 생산 과정 중 발생하는 이산화탄소를 대기로 방출하지 않고 포집 및 저장 기술인 CCS 기술을 이용해 이산화탄소를 따로 저장한다. 그레이수소보다는 이산화탄소 배출이 적어 친환경성이 높고, 이산화탄소 포집 및 저장 기술 또한 높은 성숙도와 경쟁력이 확보돼 가장 현실적인 대안으로 주목받고 있다. 대신 이산화탄소를 완전히 제거하진 못해 그에 따른 한계도 있다.
수소에너지 중에서도 미래의 궁극적인 청정 에너지원으로 주목하고 있는 것은 그린수소다. 그린수소는 물의 전기분해를 통해 얻어지는 수소로, 태양광 또는 풍력 같은 신재생에너지를 통해 얻은 전기에너지를 물에 가해 수소와 산소를 생산한다. 따라서 생산 과정에서 이산화탄소 배출이 전혀 없어 ‘궁극적인 친환경 수소’라 불린다.
각국은 그린수소 생산과 사용을 장려하기 위해 여러 제도를 구축하고 있다. 유럽연합(EU)은 블루수소, 그린수소 인증 기준을 마련하는 한편 수소의 친환경성을 인증하는 ‘수소 원산지 보증제도’ 시스템을 2016년부터 구축했다. 한국은 2021년 3월 제3회 수소경제위원회에서 청정수소 사용 장려를 위한 ‘청정수소 인증제’ 도입 계획을 밝히기도 했다.
현재 신재생에너지로부터 전력을 생산하는 단가가 높다는 점, 아직까지는 그린수소를 생산하는 수전해 설비의 효율이 낮아 수소 생산을 위해 많은 전력을 사용한다는 점 등 경제적, 기술적 한계를 넘어야 하는 상태다.
따라서 단기적인 방안으로 그레이수소보다 친환경적인 블루수소 확대를 위해 이산화탄소 포집 및 저장기술 고도화와 포집 비용을 낮추는 연구개발을 진행하고 있다. 그러나 장기적으로는 그린수소 사용이 주를 이루는 전략이 탄소중립의 핵심인 만큼, 수전해 및 신재생에너지 발전 기술, 그린수소 인프라 등 그린수소사회 구축을 위한 다양한 노력을 진행하고 있다. 특히 재생에너지가 풍부한 북아메리카나 유럽 일부 지역에서는 그린수소 생산을 위한 대용량 수전해 실증사업을 진행하고 있는 상태다.
한편 수소를 연료로 하는 수소연료전지는 수소와 산소가 화학반응을 일으켜 전기를 생산한다. 이때 환경오염 물질은 전혀 배출되지 않고 부산물로 오직 순수한 물만 배출한다. 이런 점에서 수소는 청정 에너지원으로 주목받고 있다. 수소와 연료전지만 있다면 전기에너지가 사용되는 모든 분야에 쉽게 적용할 수 있다는 것이 장점이다.
다만 수소가 친환경적인 부분만 만족시키는 것은 아니다. 에너지는 생산 방법은 물론 저장부터 필요한 곳까지 운송하는 것 또한 중요한데, 신재생에너지의 간헐성과 불확실성으로 인해 저장 및 운송이 용이하지 않은 경우가 있다.
yes@ekn.kr
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