과도기로 회색수소 상용화하면서 청정에너지 그린수소 생산기술 축적해야
2030년 수전해 수소도 천연가스와 비슷한 ㎏당 2달러까지 내려갈 전망
문재인 대통령이 지난달 "민관이 함께 참여하는 대통령 직속 가칭 '2050 탄소중립위원회'를 설치해 탄소중립 사회로의 이행을 속도감 있게 추진해 나 가겠다"고 밝힌 바 있다.
문 대통령은 "화석연료에서 신재생에너지로 에너지 주공급원을 전환하고, 전력망 확충과 지역 중심의 분산형 전원 체계를 확산할 것"이라며 "재생에너지, 수소, 에너지 IT 등 3대 에너지 신산업 육성에 주력 하겠다"고 피력했다.
또 "특별히 미래차를 탄소중립 선도산업으로 육성 하겠다"며 "전기차·수소차 생산과 보급을 확대하고, 충전소를 대폭 확충해 산업생태계를 미래차 중심으로 대대적으로 전환 하겠다"고 말했다.
대통령의 강력한 의지가 탄소배출 억제에 초점을 맞춘 만큼 친환경 수소의 생산이 가장 주요한 역점 사업이 될 것임은 분명하다.
향후 과제는 최대한 비용이 적게 드는 그린수소의 생산에 달려있다.
온실가스 배출을 줄이는 것이 그린뉴딜사업의 주요 목표인 만큼, 물을 전기분해 하는 방식으로 만드는 ‘그린수소’를 생산하는 시스템을 갖추는 것이 급선무다.
현재 수소는 석유화학 공정에서 발생하는 부생수소, 천연가스에서 추출하는 추출(개질)수소, 물을 전기분해하는 수전해 수소 등 크게 세 가지 형태로 생산되고 있다.
우리나라 부생수소 생산량은 2017년 기준 약 190만t으로 이 중 160만t이 사용된다.
160만t은 1년간 수소택시 80만대 혹은 수소버스 16만대를 운행할 수 있는 양이다.
부생수소는 석유화학 공정의 부산물로 생산돼 생산량을 임의로 늘리거나 줄일 수 없다.
또 이동과 저장에 드는 비용이 커 지역 편차도 큰 문제가 있다.
추출수소는 액화천연가스(LNG)에서 수소를 추출하는 방식이다.
추출수소의 경우 현재 1t을 생산하는 데 이산화탄소 약 10t이 배출되는 것으로 알려졌다.
부생수소, 추출수소 모두 온실가스인 이산화탄소 배출이 많아 엄격하게는 청정에너지가 아닌 회색수소로 불린다.
일부 전문가들은 천연가스에서 수소를 추출하면 발열손실 60%, 송전손실 4%가 발생해 전체 에너지의 35%만 사용된다는 지적도 하고 있다.
즉, 천연가스와 전기를 그냥 쓰면 추출수소보다 효율이 높은데, 굳이 수소로 전환하면서 에너지 손실을 야기하는 것은 현실에 맞지 않다는 것이다.
또 LNG에서 수소를 추출하는 방식은 원가가 비싸 발전단가도 높아지는 단점이 있다.
정부가 꺼내 든 카드는 해외에서 대량으로 수소를 수입하는 방안이다.
아직 수소경제를 본격적으로 추진하지 않는 호주 등에서 부생수소를 수입한다는 것이다.
그러나 청정 수소를 수입한다 하지만 수출국의 부생수소 생산과정에서 이산화탄소가 나오기 때문에 진정한 ‘그린수소’로 보기가 힘들다.
실질적인 ‘그린뉴딜’의 연료전지 발전사업을 하려면 물에서 전기를 통해 수소와 산소로 분리해 수소를 생산해야 한다.
이 때 필요한 전기에너지를 태양광, 풍력과 같은 신재생에너지로 충당하는 것이 실질적인 그린수소라 볼 수 있다.
하지만, 우리나라는 재생에너지가 걸음마 단계이며 수전해 기술도 아직 기술경쟁력에서 선진국 대비 60~70%에 불과하다.
이 같은 상황이지만 정부는 '그린수소' 경제로 나아가기 위해서는 온실가스가 나오지만 우선은 회색수소 단계를 거칠 수 밖에 없다는 논리를 펴고 있다.
완벽한 청정에너지가 아니더라도 사용하면서 기술을 배양해 진정한 그린수소로 가는 것이 맞다는 입장이다.
정부는 아직은 전 세계적으로 물에서 수소를 분해하는 그린수소는 기술개발이 안 돼 있는 만큼 기술 선도국인 독일, 일본 등 선진국들을 빨리 따라 잡아야 한다는 주장이다.
회색수소라는 이유로 수소경제를 늦췄다가는 에너지경쟁력 저하로 결국에는 더 어려운 상황에 직면할 수 있다는 판단이다.
또 국내 기업들이 최근 부생수소와 개질수소의 활용과 기술에 뛰어들면서 경쟁력을 쌓고 있는 만큼 조만간 개질수소 생산 과정에서 나오는 이산화탄소를 저장하거나, 산업에 활용하는 '블루수소' 등 대안적 기술 등이 자리 잡을 수 있을 것으로 보고 있다.
한편 기술 발전에 따라 그린수소 생산에 드는 비용은 줄어들 전망이다.
2030년에는 친환경으로 생산함에도 천연가스와 비슷한 ㎏당 2달러까지 내려갈 것이라고 전망하고 있다.
어찌 됐든 수소에너지는 2050년까지 탄소 순배출 제로를 선언한 우리나라에 불가피한 선택이다.
이에 따라 현재는 회색수소이지만 우선 부생과 추출수소를 상용화하면서 청정에너지인 그린수소를 생산하는 기술을 개발하는 것이 순리라는 것이 정부 입장이다.
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