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- 수소에너지에 대해 궁금한 것 몇 가지!
- 『나라경제』 편집실 2021년 05월호
수소경제란?
수소를 자동차 등 수송용 연료, 전기·열 생산 등 주요한 에너지원으로 사용하고, 수소가 경제성장과 친환경 에너지의 원천이 되는 경제사회를 말한다.
왜 수소에너지인가?
수소는 우주물질의 75%를 차지할 정도로 풍부한 에너지원이다. 수소에너지는 기술적 난이도는 높지만 지역적 편중이 없는 보편적 에너지원으로 장기간·대용량 저장이 가능하고, 온실가스 배출이 적어 환경친화적이라는 장점이 있다. 또한 기존의 탄소경제는 석유·석탄·가스 등 탄소자원을 중심으로 하고 99%를 수입에 의존한 데 반해, 수소는 다양한 방식으로 국내 생산이 가능해 에너지 자립에 기여한다.
수소에너지는 어떻게 만들어지나?수소에너지는 에너지 그 자체가 아니라 물, 유기물, 화석연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리·생산해서 이용하는 기술이다. 석유와 같이 채굴 가능한 1차 에너지가 아닌 에너지 캐리어(energy-carrier)로, 갈탄·석유·천연가스 등 1차 에너지와 태양광·풍력 등 재생에너지로부터 생산해야 한다. 생산방식은 추출(개질), 부생수소, 수전해 등 3가지로 구분된다(〈그림〉 참고).
에너지 캐리어가 의미하는 바는?
대규모 저장·운송이 용이하다는 수소에너지의 특징을 이용하면 재생에너지의 잉여 전력으로 수소를 생산·저장했다가 소비지로 운송해 연료전지를 통해 발전시킬 수 있다. 이를 통해 재생에너지가 갖는 한계를 극복하고 보다 안정적이고 효율적으로 전력을 활용할 수 있다. 재생에너지 확대에 수소에너지의 ‘에너지 캐리어’ 역할이 필수적이라고 할 수 있는 것이다.
수소는 어떤 방식으로 저장되나?
기체나 액체 형태로 저장할 수 있고, 다른 화합물로도 변환해 저장할 수 있다. 대표적인 방식은 기체 수소를 압축해 탱크에 저장하는 것, 수소를 영하 온도(-253℃)로 냉각해 액화·저장하는 것, 암모니아(액상) 등의 형태로 변환 또는 금속 등에 저장하는 것이다.
안전한가?
수소는 석유화학, 정유, 반도체 등 산업현장에서 수십 년간 사용해 온 가스로 이미 안전관리 노하우가 축적된 분야다. 특히 수소차의 수소저장용기는 에펠탑 무게(7,300톤)도 견딜 수 있는 수준으로 파열, 화염, 총격, 낙하 등 17개의 안전성 시험을 거쳐야 한다. 또한 화학적 폭발은 연소반응으로 누출 → 가스구름 → 발화원의 3요소가 충족됐을 때 발생하는데 수소는 가장 가벼운 기체로 누출 시 빠르게 확산돼 가스구름이 잘 생성되지 않고, 공기 중에 쉽게 희석돼 3요소 충족이 어렵다. 전문기관에 따르면 수소의 종합적인 위험도 분석(자연발화온도, 독성 등) 결과 도시가스보다 위험도가 낮다고 한다.
연관된 산업으로는 무엇이 있나?
차량을 중심으로 한 수송 분야를 비롯해 전기와 열 등 에너지 분야까지 연관돼 있다. 수송 분야의 경우 승용차에서 상용차, 열차, 선박, 드론, 건설기계 등 모든 운송 수단에 수소가 활용돼 새로운 산업생태계가 창출될 것으로 보이며, 에너지 분야에서는 연료전지가 분산전원의 최적 에너지 전환 기술 및 설비로 부상할 전망이다.
참고자료: 수소융합얼라이언스, ‘수소에너지·수소경제 30문30답’, 2021. 2., 부처합동, ‘수소경제 활성화 로드맵’, 2019.1. 등
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