수소에너지, 새로운 희망?

 새로운 대체에너지로 각광받고 있는 수소에너지! 연소시에 극소량의 질소와 물만 생성되고 공해물질이 발생하지 않기 때문에 청정에너지로 주목을 많이 받고 있다. 이러한 시점에서 수소에너지에 대한 기술개발도 중요하지만 경제성, 관련 법제 등에 대한 다층적 분석이 필요한 시기이다.

 수소는 우주 질량의 75%를 차지하고, 사용한 후에는 물로 재생될 수 있기 때문에 무한한 에너지로 주목받고 있다. 그러나, 왜 아직까지는 가격이 비쌀까? 수소연료의 평균 공급가격은 지역에 따라 다르지만 1㎏당 평균가격은 6000~8000원선이다. 휘발유보다는 저렴하지만 경유보다는 조금 비싼 수준이다.

수소는 자연계에 순수한 원소 형태로 존재하지 않고 다양한 분자와 물질과 결합된 형태로 존재하기 때문에 연료전지에 필요한 순수한 수소를 생산하기 위해서는 가스분리 공정이 필요하다. 이 공정은 메탄가스를 고온, 고압에서 수증기로 분해하는 방식이 주를 이룬다.

 우리나라에서는 석유화학사의 정제 과정에서 나프타의 분해를 통해 얻거나, 물을 전기분해하여 이용하고 있다. 우리나라는 석유화학공업이 발달해 부생수소를 활용하기 적합하나 아직 수소 인프라가 제대로 갖추어지지 않은 상황이기 때문에 관련 연구 개발과 인프라 구축을 통해 수소 가격을 최대한 낮추어야 한다. 독일은 풍력발전을 이용해서 수소에너지를 생산한다.

수소 에너지 사용에 대해서는 이에 따른 인프라가 필요한데, 해당 인프라 구축에 필요한 비용 부분을 살펴보면 수소 충전소가 널리 보급되어야 한다. 하지만 한국에 있는 수소 충전소는 총 6개로 매우 미흡한 수준이다. 따라서 수소 에너지의 상용화(특히, 연료전지)를 위해서 대규모의 인프라 구축이 필요한 실정이다. 이러한 공급측면의 인프라 외에 수소에너지를 사용하려는 소비자 측면에서의 관점에서 보면(수소자동차) 전환 비용이 약 840만원으로 추정된다. 이에 따라 수소 자동차의 인프라적 비용 또한 높고 경제성도 떨어지는 것으로 보인다.

 환경 비용적 측면에서도 수소는 연소시에 극소량의 질소만을 생산하기 때문에 기존 전력에 비해 지구 온난화에 미치는 영향 또한 적지만 수소의 생산에는 전기가 필수적이므로 해당 전기의 생산방식에 따라 환경에 미치는 영향이 매우 다르게 측정된다. 에너지 안보적 측면의 환경에서는 에너지 수입 의존도를 감소시킨다는 점에서 매우 긍정적으로 볼 수 있다.

 생산, 저장, 운송, 사용상의 고비용으로 보급이 어려웠지만 셰일가스 혁명으로 천연가스 가격이 하락하고 신재생에너지 확대에 따라 잉여전력을 수전해 활용하면서 수소생산의 경제성이 증가하고 있다. 정책적 기반들과 세계적 기조가 소수 에너지에 대해 관심을 가지고 지지해주는 만큼 수소 에너지는 생산에 전기가 필요하다는 단점을 극복할 방안만 마련된다면 미래에 중요한 에너지원으로 자리 잡을 것으로 예상된다.