[반기성의 날씨와 경제] 2050탄소중립, ‘그린수소’가 관건

[앵커]

2050 탄소중립 달성을 위해, 원자력이나 천연가스도 녹색에너지로 분류하자는 움직임이 일고 있는데요. 원전이나 신재생에너지 사회로 가게 되면 에너지 활용방안은 지금과는 달라진다고 합니다. 신재생에너지나 원전 발전을 통해 얻은 전기에너지와 수소에너지를 사용하는 방법으로 변하는 건데요.

그중에서도 궁극적인 친환경 에너지라고 불리는 수소에너지를 사용하는 방향으로 가야만 한다고 에너지 전문가들은 말한다고 합니다. 그래서 오늘은 수소에너지에 대해 이야기 해 보겠습니다. 오늘도 케이웨더 반기성 센터장 나왔습니다. 안녕하세요.

수소가 왜 친환경에너지가 되는지요?

[반기성 센터장]

수소를 연료로 하는 수소연료전지는 수소와 산소가 화학반응을 일으켜 전기를 생산하는데요. 이때 환경오염 물질은 전혀 배출하지 않고 부산물은 오직 순수한 물 뿐입니다. 그렇기에 수소는 청정에너지원으로 주목받고 있는데요. 여기에다가 수소와 연료전지만 있다면 전기에너지가 사용되는 모든 분야에 쉽게 적용할 수 있다는 이점이 있습니다.

재생에너지는 계절과 날씨 등에 따라 발전량 변동이 커질 수 있는데 수소에너지는 언제든 순발력 있게 대응할 수 있는데요. 예를 들어 재생에너지가 많이 발생할 때는 이를 활용해 수소를 만들어놓고, 전력이 부족할 때는 수소를 다시 전기로 만들면 됩니다. 또한 수소만 원활히 공급받는다면 수요지 인근에서 분산형 전원으로 활용하기도 아주 좋습니다. 그리고 수소는 청정에너지원뿐 아니라 다른 에너지보다 에너지 저장수단으로서 가치도 탁월합니다.

[앵커]

수소에너지가 이렇게 이점이 많은데 왜 현재 모든 에너지원에 사용하지 못하는지요?

[반기성 센터장]

궁극적인 그린수소는 정말 친환경수소인데 현재 우리나라에서 생산되는 수소의 96% 이상은 친환경수소라고 불리기가 어려운 그레이 수소입니다. 수소는 생산방식에 따라 여러 이름으로 불리는데 그레이수소, 블루수소, 그린수소의 세 가지가 있습니다.

그레이수소는 천연가스의 주성분인 메탄과 고온의 수증기를 촉매 화학반응을 통해 수소와 이산화탄소를 만들어내는데, 약 1kg의 수소를 생산하는 데 이산화탄소 10kg을 배출합니다. 그러니까 그레이 수소는 워싱그린일뿐 친환경에너지는 아니지요.

두 번째 블루수소는 이산화탄소 포집 및 저장 기술을 활용해 그레이수소 대비 친환경성이 높다는 장점은 있습니다. 그러나 아직은 이산화탄소 포집 및 저장 기술의 비용이 높고 또 이산화탄소를 완전히 제거하진 못한다는 점이 있지요.

마지막으로 진짜 청정에너지라고 부를 수 있는 그린수소가 있는데요. 신재생에너지 등 온실가스를 배출하지 않는 에너지를 통해 얻은 전기로 수소를 만드는 것이 그린수소의 핵심입니다. 그린수소는 물의 전기분해를 통해 얻어지는 수소로, 생산 과정에서 이산화탄소 배출이 전혀 없어 최고의 친환경 수소라 불립니다. 따라서 2050 탄소중립으로 가기 위해서는 그린수소를 많이 생산해야 하지요.

[앵커]

우리나라가 사용하는 수소의 96%는 그린워싱인 그레이수소를 사용한다고 했는데 왜 친환경적인 그린수소를 사용하지 못하는지요?

[반기성 센터장]

첫째, 먼저 신재생에너지로부터 전력을 생산하는 단가가 너무 높구요. 둘째, 그린수소를 생산하는 수전해 설비의 효율이 낮아 수소 생산을 위해 많은 전력을 사용해야만 합니다. 이러한 경제적, 기술적 한계로 인해 현재는 주로 그레이수소를 사용하는 것이지요. 현재 상황으로는 그레이수소보다 약간 친환경적인 블루수소 확대를 위해 이산화탄소 포집 및 저장기술 고도화와 포집 비용을 낮추어야 하는데요. 그러나 장기적인 관점으로 본다면 결국 그린수소사용이 주를 이루어야 탄소중립으로 갈 수가 있습니다.

그래서 각국은 그린수소를 만들기 위해 수전해 및 신재생에너지 발전 기술, 그린수소 인프라 등 그린수소사회 구축을 위한 다양한 노력을 진행하고 있는데요.

현재 재생에너지가 풍부한 북아메리카나 유럽 일부 지역에서는 그린수소 생산을 위한 대용량 수전해 실증사업을 현재 진행하고 있는 상태입니다. 현재는 재생에너지 전력이 넘칠 경우 배터리 에너지저장장치(ESS)를 사용하지만 한계가 있거든요. 따라서 잉여전력을 수소로 변환해 저장하면 쉽게 잉여전력 문제를 해결할 수 있는데요. 예를 들어 올해 재생에너지 잉여전력이 많으면 수소 ESS에 저장했다가 내년에 쓰면 되기에 에너지의 안정성에 크게 도움이 될 수 있는 것이지요.

[앵커]

우리나라는 세계 최초의 수소차량을 개발해 운용하는 나라인데 우리나라 수소에너지 정책은 무엇인지요

[반기성 센터장]

정부는 지난 해 11월 26일에 제1차 수소경제 이행 기본계획을 발표했는데요. 수소경제의 필요성은 첫째, 탄소중립 핵심수단이기 때문이구요. 둘째, 산업 경쟁력을 제고할 수 있구요. 셋째, 전력계통을 안정화할 수 있으며, 네 번째로 에너지안보를 강화할 수 있기에 수소경제로 나아가려고는 하고 있습니다.

현재 우리나라의 수소생산 현황을 보면 그레이수소 중심 공급 인프라를 확충하고, 그린수소 생산에 필요한 수전해 설비규모 확대를 위한 실증을 추진 중에 있습니다.

아쉬운 것은 그레이 수소 중심으로 수소 공급은 확대되고 있으나, 그린·블루수소 생산·도입을 위한 인프라는 여전히 부족한 형편이구요. 그린·블루수소 기술은 선도국 대비 4~7년 기술격차가 존재하여 친환경적인 생산으로 전환하기가 쉽지 않습니다.

그리고 수소 가격 안정화와 그린수소 확대를 위한 해외도입 필요성에도 불구하고 해외 프로젝트 참여와 도입 인프라 구축은 미흡한 상황이지요. 따라서 앞으로는 대규모 수전해 기술 확보를 통해 그린수소 중심으로 공급체계를 전환하고, 양자·다자협력 활성화로 해외도입 방안을 마련해 나가야 할 것으로 봅니다.