내가 그린수소 그림, 대체 '그린 수소'가 뭐길래? ①

음머~ 나는 그린수소!

최근, 문재인 정부에서는 앞으로 이산화탄소를 배출하는 석유와 석탄 같은 화석연료 사용량에 세금을 부과하는 ‘탄소세’ 도입을 공식적으로 언급했습니다.. 갑자기 뜬금없는 탄소가지고 웬 세금? 이라고 생각하시는 분들도 계시겠지만, 사실 지난 2015년에 UN의 195개 가입국이 비준한 이른 바 '파리기후변화협정'에 의해 각 국가가 자발적으로 탄소 배출량을 줄이기 위한 노력 중 하나입니다. 기후 온난화의 주된 요인인 탄소 배출량 감소를 위해, 화석연료를 많이 사용하는 등의 탄소 과배출 기업에게는 그만큼의 세금을 더 징수하겠다는 내용이 '탄소세'의 주된 골자입니다. 

물론, 현재 코로나19 등 다양한 글로벌이슈가 발생해 어려움이 많은 것 또한 사실이지만, 미국, 중국을 포함한 대부분의 국가들이 2030년까지는 일정 수치 이상 탄소배출량을 자발적으로 줄이기로 한 만큼, 글로벌 시대에 발맞추어 나가는 한국 또한 그 걸음에 동참하고 있는데요. 탄소 배출원인 중에는 많은 이유들이 있겠지만, 석유나 석탄 같은 화석연료의 사용이 탄소 과다배출의 주된 원인 중 하나입니다. 

이러한 화석연료를 대체하기 위해 연구기관과 기업에서는 환경의 파괴를 최소화하기 위해, 탄소를 적게 배출하는 기술을 개발하거나, 에너지 발전 과정에서 만들어진 탄소가 대기로 배출되기 이전에, 다시 포집해서 재에너지화 하는 기술들을 개발하기 시작했습니다. 또한 탄소를 적게 배출하는 기업의 경우에는 특전을 주는 등 혜택을 강화하고 있죠.

오늘은 첫번째로, 탄소를 적게 배출하는 친환경 에너지 기술, 그중에서도 '그린수소'에 대해 알아봅시다.

 

[어디에도 있수소~]

출처 : 그린포스트 코리아

모든 물질에는 '수소'가 포함되어 있습니다. 우주에도 70% 이상이 수소 분자가 있을만큼, 수소는 어디에나 있습니다. 특히 수소는 에너지를 발생시키면서 소량의 질소산화물과 순수한 물만을 만들어내기에, 에너지도 필요하고 깨끗한 물도 필요한 현대사회에서는 그야말로 최고의 에너지입니다. 수소가 대규모로 대기중에 퍼진다 하더라도, 우리의 삶에는 크게 문제가 되지 않습니다.

폭발에도 크게 문제가 없습니다. 수소의 질량은 공기의 14분의 1 정도입니다. 누출되면 빠르게 날아가 버립니다. 설령 불이 붙더라도 다른 곳으로 번질 틈도 없이 순식간에 타고 사라져 버립니다. ‘수소폭탄’은 도대체 뭐냐고요? 이 폭탄은 중수소(2H)나 삼중수소(3H)라는 특수한 수소를 섭씨 1억도 고온과 고압에서 터뜨리는 겁니다. 일반 수소(H₂)로는 수소폭탄을 만들 수가 없습니다.

이렇게 만들어진 수소를 활용해 발전용 연료전지, 차량용, 가정용 연료전지 등에 활용하여 에너지화하게 되면 기존에 비해 탄소 배출량을 정말 많이 줄일 수 있다고 합니다.

이러한 수소도 단점을 가지고 있는데요. 기름(휘발유,디젤 등)이나 가스(LPG) 대비 저장효율이 떨어져 KG당 단가가 높다는 게 단점입니다. 

[다양한 종류의 수소가 있수소~]

출처 : 인터넷 언론 '에너지데일리' 

기업들은 현재 그럼에도 불구하고, 최근 글로벌 시장에서 친환경 에너지에 대한 인기가 늘어나면서 수소의 생산단가를 낮추고, 수소의 저장 및 생산효율을 올리기 위한 다양한 기술들을 연구하기 시작했습니다. 이전에는 친환경 에너지가 효율과 비용이 매우 기존 에너지 생산에 비해 차이가 커서 사용되지 않았지만, 이제는 좀 상황이 달라졌습니다. 실제로 수소를 생산할 때의 비용이 해외의 경우에는 KG당 3,000~4,000원대로 정말 많이 줄어들었고, 기체인 수소를 액체화 해서 운송하고, 다시 기체로 바꿔 에너지화 할 수 있는 기술들이 지속적으로 개발되고 있습니다. 

그런데 수소가 다 같은 수소이지만, 수소의 생산방법에 따라 수소를 부르는 명칭이 다르다는 것 알고 계셨나요?
마치 우리가 MSG(글루타민산나트륨)을 똑같은 분자구조를 가지고 있음에도, 천연 조미료와 인공 조미료로 부르는 명칭을 나눈 것 처럼, 수소 또한 생산방법에 따라 3가지로 분류할 수 있습니다.

1) 그레이 수소(Grey hydrogen) - 천연가스를 고온/고압 수증기와 반응시켜 물과 함유된 수소를 추출하는 방식    ▶ 수소에너지 생산 시, 가장 많은 이산화탄소 발생 → 현재 주력 생산방식 2) 블루 수소(Blue hydrogen) - 천연가스를 연소시켜 에너지로 활용하는 과정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하는 기술(CCS)를 활용해 압축 후 지하에 저장해 대기 중으로 배출하지 않고, 다시 에너지화 시키는 방식     ▶ 화석연료에서 추출한다는 방식은 동일하지만, 대기중으로 이산화탄소 배출을 최소화 한다는 것이 장점 3) 그린 수소(Green hydrogen) - 물을 전기로 분해해 수소를 별도로 추출하는 방식      ▶ 가장 까다롭지만, 이산화탄소 배출량이 0에 수렴하는 제일 친환경적 방식

 현재 이른 바 '탄소중립'을 외치는 국가들이 주목하고 있는 수소에너지 생산 방식은 바로 '그린수소' 기술입니다.

전 세계에서 지금 '그린수소'에 에너지를 쏟을 수 밖에 없는 근본적인 이유는 현재까지 발견 된 대체가능한 에너지원 중 효율적이면서도 가장 친환경적인 에너지원이기 때문입니다. 실제로 전 세계에서 이 그린수소를 포함한 수소경제에서 우위를 점하기 위해 치열한 경쟁을 하고 있는데요. 다음 글은, 각 국가별로 어떻게 수소경제를 위해 노력하는지 알아보겠습니다.