정훈택 세종대 화학과 교수(전 美 로스앨러모스 석학)가 8일 서울시 중구 세종대로 대한상공회의소 국제회의장에서 열린 '뉴스1 미래포럼 2024'에서 탄소중립을 위한 수소와 수소산업을 주제로 강연을 하고 있다. 이번 포럼은 '미국 대선과 22대 국회: 길을 묻다'를 주제로 뉴스1과 국회미래연구원이 공동 주최했다. 2024.5.8/뉴스1 © News1 박정호 기자

"수소 산업은 지구 온난화 해결에 가장 중요한 요소다. 신재생에너지만으로 전환하기 어려운 영역은 수소 기반이 돼야 한다"

정훈택 세종대 화학과 교수는 8일 서울 중구 대한상공회의소에서 열린 '뉴스1 미래포럼 2024'(NFF2024)에서 이같이 말했다.1950년대 산업혁명 이후 지구가 더워지고 있다. 공업 시설, 운송수단 등이 화석연료를 연소하며 막대한 탄소를 배출하고 있어서다.

이는 지구를 덥히는 '온실가스'로 작용한다.

이에 주요국은 태양광·풍력 등 신재생에너지 활용을 모색 중이다.문제는 신재생에너지만으로는 안정된 전기 생산이 어렵다는 점이다. 태양광 발전은 에너지 수요가 몰리는 겨울엔 충분히 공급되기가 쉽지 않다. 배터리 저장 역시 장기 보존이 어렵다.

정 교수는 이를 극복하려면 수소 에너지 전환이 불가피하다고 봤다.

수소 에너지는 수소와 산소 간 결합 반응을 이용해 전력을 생산한다. 이를 배터리에 저장하는 방식으로도 운용 가능하다.

부생수소 등을 저장해 놓고 적기적소에 전력 생산을 할 수 있다. 안정적인 전력 공급은 물론 장기 보관이 가능하다는 장점이 있다.

수소 에너지는 기존 화학·운송 부문에서의 확대 운영도 가능하다.

수소를 장기 저장하는 방안으로 메탄올 합성이 이용된다. 수소와 이산화탄소가 반응하면 알코올 화합물인 메탄올이 생성된다. 메탄올은 액체여서 보관도 쉽고 송수관을 통한 운반도 가능하다.

목적지에 메탄올이 도착하면 이를 수소로 분리해 전력을 생산할 수 있다. 더욱이 메탄올 기반 플라스틱도 제조할 수 있다. 기존 화학산업의 역할을 상당 부분 대체할 수 있다는 의미다. 정 교수는 타 산업으로 확장 가능성 사례로 화석연료 대체를 꼽았다.

운송 부문은 기존 전기 배터리 방식을 차용할 경우 거리에 따라 배터리 용량을 기하급수적으로 늘려야 한다는 한계가 있다.

반면 수소 전기는 일정 용량 배터리만 구축되면 탱크에 연료를 저장하는 방식으로 운영할 수 있다. 기존 가솔린 저장 탱크에서 에너지를 생산하는 방식이 거의 동일해 배터리를 크게 늘릴 필요가 없다.

정 교수는 "한국은 미국, 중국과 비교하면 수소 산업에 필요한 에너지원, 시장, 기술 등을 충분히 갖추지 못했다"며 "전환 기술이라도 확보해야 수소 산업서 경쟁력을 가질 수 있다"고 조언했다.

앞으로 수소 생산성을 제고하는 게 숙제다. 재생에너지 기반 전기로 만드는 '그린수소'는 아직 생산 단가가 비싸다. 그렇다고 천연가스 등 화석연료를 투입해 수소를 만든다면 탄소 저감이란 취지에 어긋난다.

정 교수는 "국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면 상당 국가서 2050년까지 수소 1㎏당 생산비용이 1달러 미만으로 내려갈 것"이라며 "아직 경제성도 없고 어려운 기술이지만 환경 관점에선 우리가 나아가야 할 길"이라고 강조했다.


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