수소경제

수소경제 - 2050 탄소배출제로, 수소가 답이다
이민환.윤용진.이원영 지음 / 맥스미디어 / 2022년 2월

2050 탄소배출제로, 수소가 답이다

맥스미디어에서 출판한 이민환·윤용진·이원영 교수님의 <수소경제>는 2050 탄소배출제로를 향한 수소의 필요성과 생산과정과 수소사회를 조망하고 있다. 탄소중립사회를 향한 지구촌 레이스의 종착지점이 수소사회라면 일반인을 위한 수소경제 가이드북인 <수소경제>는 차기 정부의 정책방안을 위해서도 꼭 필요한 책이다.

<수소경제>는 미국 캘리포니아 주립대 머세드의 기계공학과에 재직중인 이민환 교수와 싱가포르 난양 공과대학교 기계항공공학부 윤용진 교수, 성균관 대학교 기계공학부 이원영 교수 등 국내외 수소분야 석학 3인이 공저자로 일반인들도 이해할 수 있도록 평이하고 쉽게 저술했다. 특히 이민환 교수는 미국 국립과학재단(NSF)으로부터 신진교수상(CAREER Award)을 받았다.

평소 수소전기차와 전기차의 차이점에 관해 궁금하던 터에 <수소경제>를 통해 차이점을 알게 되었고, 대한민국이 주력하는 수소에너지 분야의 미래상과 수소경제를 넘어 수소사회로 나아가야 하는 이유를 알게 되었다.

지구촌이 기상이변으로 곳곳에서 몸살을 앓고 있다. 몸살 정도가 아니고 고통에 신음하고 있다. 산업화 이후 인류는 화석연료인 석탄, 석유, 천연가스 등을 태워 열에너지, 기계 에너지, 전기 에너지 등으로 변화해 이용해 왔다. 이 과정에서 이산화탄소가 부산물로서 생성되는데, 이렇게 대기 중에 지난 백여 년간 쌓여온 이산화탄소가 태양으로부터 대기권 내로 유입된 열을 가두어 버림으로써 지구가 서서히 달궈지게 되었고, 이런 현상을 지구온난화 현상이라 한다.

지구온난화 현상의 주범인 탄소배출의 지양하기 위해 지구촌은 2050년까지 풍력 및 태양광 등 재생에너지 전력으로 기업이 필요한 전력량을 100% 충당하겠다는 국제 캠페인이 RE100이다. 이는 '재생에너지(Renewable Energy) 100%'의 약자로 최근의 대통령 선거 후보자 토론과정에서 등장한 후 화제를 모았다.

지구가 버텨낼 수 있는 임계점은 산업혁명 이전을 기준으로 온도가 2도 상승한 때라고 한다. 그 이상이 되면 지구는 다시 원래 상태로 돌아가지 못한다. 대신 인류는 산업혁명 이전의 환경과 생태계로 다시는 돌아갈 수 없게 되는 것이다.

탄소제로 사회를 위한 합의는 여러 방안을 모색하게 했다. 신재생에너지인 풍력, 태양광 시대는 그 어느 때보다 주목받았고, 전기차 기업, 재생에너지 기업을 운영하는 일론 머스크의 행보는 주목받는다.

풍력과 태양광은 지난 10년 동안 비약적으로 발전하며 기술과 가격 경쟁력을 키웠다. 그 결과 2025년이 되면 신재생에너지 발전 단가와 기존 화석연료 발전 단가가 같아지는 ‘그리드 패리티(Grid Parity)’를 이룰 것으로 전망하고 있다.

풍력과 태양광 에너지는 에너지를 저장하고 에너지가 필요한 곳으로 손쉽게 옮길 수 없으며 일부 한정된 용도로 사용된다.

에너지가 모든 용도에 사용될 수 있고, 운송, 발전, 난방 등 모든 섹터의 에너지 매개체로 사용될 수 있는 조건을 만족하는 연료는 수소가 유일하다.

수소는 저장 탱크에 저장할 수 있고, 저장된 수소는 파이프라인을 통하거나 트럭, 배 등의 운송 수단에 실어 먼 거리로 이동시킬 수도 있다. 수소는 전기를 이용해 물을 수소와 산소로 분해시키는 수전해 장치를 통해서 대량 생산이 가능하며, 연료전지 장치 안에 넣으면 공기 중의 산소와 반응시켜 다시 전기를 생산할 수 있다.

수소전기차 vs. 전기차

수소 에너지 관련해서 한국의 현대기아자동차 그룹은 수소전기차 분야에서 우위를 점하고 있고 전기자동차는 테슬라로 대표되며 미래 자동차 시장을 누가 우위를 점하게 될지 귀추가 주목된다.

전기차와 수소차는 전기를 원동력으로 전기모터를 돌려서 운행한다. 기존 내연기관을 활용한 하이브리드 자동차에 비해 훨씬 더 친환경적이다. 차이점은 원료와 전기를 만드는 방식이다. 전기차는 리튬이온전지(2차전지)를, 수소차는 연료전지를 사용해 전기를 생산한다. 전기차는 외부 전기를 리튬이온 배터리에 충전해 달리고 수소차는 고압 수소탱크에 충전된 수소에다 산소를 넣으면 화학반응이 일어나는데 이때 자체적으로 발생한 전기로 운행한다.

현재는 전기차가 충전과 경제성 면에서 우위에 있지만, 미래 자동차의 대세는 수소차가 되지 않을까 조심스레 짐작해본다.

- 이 글은 출판사에서 도서를 지원받아 주관적으로 작성하였습니다.

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