수소연료. © 로이터=뉴스1

수소가 기차, 비행기, 트럭, 그리고 공장에 전력을 공급해 세계가 해로운 배출물을 제거하도록 도울 미래의 연료라고 AFP 통신이 30일(현지시간) 보도했다.

수소연료전지는 수소와 산소가 반응해 물이 되는 전체 반응 과정에서 전기 에너지를 발생시켜 동력 기관을 추진하는 에너지다.화석연료를 대체하는 에어지 중 가장 친환경적이지만, 수소의 저장이 어려워 그동안 상용화가 제한됐다.

최근 수소 저장 기술이 안정적으로 확보됨에 따라 수소 연료 전지를 사용하는 산업 분야는 더욱 늘어날 전망이다.

중국 시장에 처음 공개된 현대차 수소전기 대형트럭 엑시언트. (현대차그룹 제공)© 뉴스1

◇ 자동차 부문 : 수소 에너지가 가장 먼저 실용화된 산업 분야 중 하나는 자동차 업계다. 수소연료전지 전기자동차는 이미 도로에 나와 있다.도요타는 2014년 말 세계 최초로 수소연료전지차인 미라이 세단을 출시했다. 이어서 현대차는 2018년 넥쏘 SUV를 공개했다.

수소 자동차의 소매가격은 일반 소비자들에게는 아직 높은 편이다. 미국에서는 약 5만달러(약 5660만원)이며 유럽에서는 이보다 더 높다.

수소차의 다른 장애물은 충전소가 부족하다는 점과 자체 내 수소 연료 저장 공간이 커서 좌석 공간이 잠식된다는 점이다.

하지만 몇몇 자동차업체들은 특히 디젤 연료를 대체할 수소 화물차에 대한 개발에 많은 투자를 하고 있다. 충전 속도가 빠르고, 차량의 중량이 큰 문제가 안 되기 때문이다.

현대차는 이미 시제품을 출시했다. GM, 트라톤(폭스바겐), 도요타 등은 자체 모델 개발에 박차를 가하고 있다.

여러 회사가 수소연료전지로 달리는 버스 아이디어를 제시했지만, 이 분야는 아직 실험 단계에 있다.

수소 충전소. © 로이터=뉴스1

◇ 열차·항공기 부문 : 수소 연료 열차는 전기로 운행할 수 없는 디젤 연료 열차에 대한 좋은 대안으로 제시되고 있다. 다만 수소 중전 인프라가 갖춰져야 한다.

프랑스 열차 제조업체 알스톰은 지난 2018년 말부터 독일에서 이 같은 열차를 시험해 왔으다. 현재 열차를 제작할 준비가 돼 있다.

프랑스 국유철도(SNCF)와 프랑스 4개 지역은 이번 주 2023년 철도에 올리는 것을 목표로 하는 계약을 체결할 예정이다. 이어 2024~25년에는 시범 프로그램을 진행할 예정이다.

항공 운송 부문은 2050년까지 오염 배출량을 2005년 기준의 절반으로 줄이기 위해 수소연료에 기대를 걸고 있다.

수소연료 사용은 3가지 방향에서 연구되고 있다. 첫째는 수소 연료 제트 엔진의 개발로, 항공기 자체의 설계를 수정해야 한다. 섭씨 -253도에서 수소가 차지하는 공간은 등유보다 4배 이상 많기 때문이다. 둘째는 수소와 이산화탄소(CO2)를 결합해 주요 엔진 개조 없이 사용하는 것이고, 셋째는 수소와 이산화탄소(CO2)를 결합해 등유와 함께 사용할 수 있는 합성 연료를 개발하는 것이다.

유럽 최대 항공기 제조사인 에어버스는 수소연료 항공기를 전략적 우선순위로 삼고 있다. 최소한 세 가지 개념 중 하나는 2035년까지 실현한다는 목표다.

현대자동차는 한국동서발전, 덕양과 함께 독자기술로 개발한 수소연료전지 발전 시스템 준공식을 열고 향후 2년간 시범 운영에 들어간다고 20일 밝혔다. 현대차가 개발한 1㎿급 수소연료전지 발전 시스템은 500㎾ 전력을 생산 가능한 컨테이너 모듈 2대로 구성된다. 넥쏘 수소전기차의 차량용 연료전지 모듈을 발전용으로 활용한 것이 특징이다. 사진은 울산 화력발전소 내 위치한 현대자동차의 수소연료전지 발전 시스템. (현대자동차 제공) 2021.1.20/뉴스1

◇ 중공업 부문 : 중공업 역시 2050년까지 기후변화 목표를 달성해야 한다. 수소는 시멘트, 화학, 철강 부문에서 우위를 점하고 있어 보인다.

금융정보업체 블룸버그NEF가 발간한 수소경제 전망에 따르면 물과 지속 가능한 전력으로 생산되는 이른바 녹색 수소는 2050년까지 킬로당 0.80~1.60달러가 들 수 있다.

이는 대부분의 국가에서 천연가스와 경쟁이 가능하다는 의미다. 수소는 이미 비료를 만드는 과정에서 널리 사용되고 있다.

프랑스 산업가스그룹 에어리퀴드는 2030~2040년 수소 판매량의 절반 이상이 산업 부문에 집중될 것으로 추산한다. 또한 40%는 운송에, 10%는 '다양한 활동'에 사용될 것으로 보고 있다.

거대 철강업체인 아르셀로미탈은 프랑스 북부 던커크에 있는 공장에서 에어리퀴드와 함께 이미 유럽에서 실험적인 선두주자인 프로젝트를 시작했다. 10년 내 탄소 배출량을 30% 줄이겠다는 목표다.

독일 북부 도시 브레멘과 함부르크도 제강 공정에서 수소 연료를 사용하는 방안을 시험할 계획이다.

프랑스 남부 라메데에서는 에너지 회사인 토탈과 엔지가 태양열로 움직이는 바이오 정유공장을 만들고 있다. 이 장비는 하루에 5톤의 녹색 수소를 생산할 계획으로 농업 연료를 만드는 데 사용되고 있다.


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