수소경제

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

오늘 나눌 책은

맥스미디어에서 출간된 수소경제(2050 탄소배출제로, 수소가 답이다)이다.

현재 전 세계 경제 키워드는 수소(H2)이다.

그렇다면 수소가 왜 중요하냐고 질문을 할 수 있다. 그 이유는 탄소제로시대와 직결되기 때문이다.

현재 전 세계는 심각한 기후위기를 겪고 있다. 많은 전문가들은 곧 산업혁명 이전의 환경과 생태계로 영원히 돌아갈 수 없는 임계점에 가까이 왔다고 경고하고 있다. 이산화탄소를 비롯하여 6종의 온실가스배출 감소를 위해 2005년 교토의 정서를 채택했으며, 2015년에는 무려 195개국이 참가한 파리기후변화협약을 채택하였다.

지난 몇 년 간 진행되어 온 여러 세계적 동향을 살펴보면 탄소사회에서 재생에너지사회로 전환하고 있는 것이 명확하다. 미국, 유럽연합, 영국, 중국, 일본 등 세계 120여 개국이 이미 탄소중립을 선언한 후 신속하게 실행으로 옮기려고 애쓰고 있다. 이런 노력의 일환으로 현재 주요 무역국들이 탄소국경세를 신설하여 실시하고 있다. 이는 미국과 유럽연합 등 주도적으로 추진하였다. 탄소국경세란 자국보다 이산화탄소 배출이 많은 국가에서 생산과 수입되는 제품에 대해 부과하는 관세를 의미한다. 다시 말해서 제품에 탄소를 많이 사용하여 만들면 수입할 때 부과하는 일종의 무역관세인 셈이다. 이는 수출 위주로 주력 사업을 삼고 있는 우리나라 경제에 치명적일 수밖에 없다. 우리나라의 주력 사업은 자동차, 선박, 철강, 석유화학 등 수출을 의존하는 사업들이다. 이럴 경우는 우리의 주력 사업들은 모두 경쟁력을 잃어버릴 뿐만 아니라, 생사의 기로에 서게 된다. 이런 관점에서 ’탄소제로는 곧 생존‘이다.

전 세계적으로 친환경에 대한 관심이 높아지면서 국가적 차원을 넘어 각 기업들도 자발적으로 RE100에 가입한다. 이런 움직임은 그들 자신만이 아니라, 함께 협력하는 사업 파트너들에게도 RE100에 가입하게 했다. 신재생에너지를 에너지 매개체로 사용하기 위한 조건기준은 상당히 까다롭다. 하지만 수소는 자격조건을 충족시킨다. 그래서 새로운 재생에너지의 대안으로 극부상하고 있다. 수소를 에너지원으로 사용하는 방식에 대해서 그림들과 자세한 설명을 함께 제시해 주고 있다. 현재 수소를 직접 태우는 방식들은 지금보다 더 많은 연구가 필요하며 오히려 연료전지가 수소를 직접 연소시키는 방식보다 더 유용하다. 저자는 연료전자가 사용되는 분야 가운데 자동차를 예로 들어 유용함에 대해서 설명을 한다. 물론 지형과 차량의 크기와 용도에 따라 전기차와 상호보완관계가 될 것으로 보인다. 그 외에도 트럭, 버스 등 대형차뿐만 아니라 규모가 더 크고 무거운 대형 운송수단 기차, 선박 등도 유용하게 사용된다. 그 외에도 드론과 물류창고에도 사용되고 있다. 뿐만 아니라 수소생산량의 30% 정도가 합성연료제조로 구성될 것으로 보고 있다. 물론 현재는 존재하지 않는 시장이지만 새로 형성될 것으로 보여진다. 앞으로 수직 이착륙에도 많이 사용될 예정이다. 물론 수소가 효과적으로 사용되기 위해서 아직 넘어야 할 산이 많은 것은 사실이지만 현재보다 효과적인 결과를 내기 위해서 많은 분야에서 진행되고 있다.

수소는 우주 질량의 75%를 차지하는 원소입니다. 그런데 지구상에서 수소기체는 지구의 대기권에 극소량만 존재한다. 그것도 수소 혼자 존재하는 것이 아니라 다른 원자와 화합물을 형성하여 존재한다. 이를테면 메탄, 에탄과 같은 형태로 탄소와 결합해서 존재한다. 화합물로 존재하는 수소를 분리해서 얻어야 한다. 이를 위해서 사용되는 방식으로 수증기 개질과 석유화학 과 제철 공정 과정 중 부수적으로 발생하는 가스를 정제해서 부생수소를 얻는 방식이 있다. 현재 수증기 개질방식이 더 많이 사용되고 있다. 그러나 수증기 개질방식은 많은 양의 탄소를 부산물로 생성되고 있어서 탄소제로를 위한 생산방식이라고 보기에 어렵다. 이는 부생수소를 얻는 방식 역시 마찬가지이다. 그래서 부생수소를 얻는 과정 가운데 발생하는 이산화탄소에 대한 대책 가운데 하나가 탄소포집 및 저장기술(CCS)이다. 이 방식 역시 아직 초기단계라 연구하며 해결해야 할 과제이다. 이외에도 순수한 수소를 생산하는 필요한 비용과 저장 방식 등에 대해서 소개한다.

탄소중립 시대로 나아야 가는 길은 결코 쉽지 않다. 사실 산업혁명 이후 전 세계는 무려 200년 넘는 기간 동안 대부분 화석연료를 기반으로 운영되어 왔다. 탄소중립은 1~2가지를 바꾸면 간단하게 해결될 문제가 아니라, 에너지의 생산, 각종 제품 생산, 유통, 소비와 경제ㆍ사회ㆍ문화 등 사회전반적인 사이클 전체를 바꾸는 작업이다. 감사한 것은 많은 분야들에서 탄소중립으로 나아가기 위해서 노력하고 있다는 사실이다. 만약 우리나라가 이 문제를 해결하게 된다면 전 세계에 대한민국의 의지와 저력을 보여주는 계기가 될 것이다. 국민의 한 사람으로 우리나라의 멋진 모습을 기대한다.

이 책의 장점은 국립과학재단(NSF)으로부터 신진교수상을 받은 이민환 교수를 비롯하여 수소분야의 국내외 석학 3인이 함께 빠른 속도로 변화하는 에너지 패러다임에 대해서 가장 최신 자료를 바탕으로 지금 수소가 필요한 이유와 실제 산업분야에서 수소가 어떻게 사용되고 있는 지와 보다 개선되기 위해서 인프라를 어떻게 구축해야 되는지, 현재 다양한 분야에서 어떻게 연계되어 있는지와 지금보다 더 발전하기 위해서 어떤 부분들을 보완해 나아가고 되는지, 앞으로 지금보다 더 발전해 나아가기 위해서 우리는 무엇을 준비해야 되는지 등에 대해서 어려운 내용들을 최대한 쉽고 정확하게 전달해 주기 위해서 노력해 주신 흔적들이 고스란히 글 속에 함께 담겨 있다. 이런 공동저자들의 노력에도 불구하고 어려운 부분들이 남아있는 것은 사실이다. 하지만 이 책은 수소경제에 대해서 관심을 갖고 있는 독자의 식견을 넓혀주는데 참 좋은 길잡이라고 생각한다.

[이 글은 출판사로부터 도서를 협찬받아 주관적인 견해에 의해 작성했습니다.]

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