[에너지벤처투자 2탄] 수소에너지 기술현황

 

한국이 '생태용량 채무국'이라는 사실 알고 계셨나요?

 

글로벌생태발자국네트워크(GFN)는 "한국처럼 자원 펑펑 쓰면 지구 4개 필요하다" 경고했는데요, 실제로 국가 면적 대비 1인당 자원소비량이 가장 많은 나라 1위가 한국이라고 합니다.

 

주 에너지원인 화석연료는 고갈되는 반면, 에너지 사용량은 급격하게 늘고 있어 재생가능하고 친환경적인 '신재생에너지'로의 전환이 불가피한 실정입니다.

 

하지만 한국의 에너지 전환 속도는 '최하위권'을 기록했는데요, 재생에너지가 전력에서 차지하는 비중은 세계 평균의 절반에도 미치지 못했습니다. 석탄발전 감소폭도 주요 20개국(G20) 가운데 가장 뒤처진 것으로 집계되었기 때문에 한국의 현 실정에 맞는 체계적인 정책과 지원이 필요할 것으로 보입니다.

 

신·재생에너지란?

 

그렇다면 우리가 앞으로 활용해야 할 신 · 재생에너지는 무엇을 말하는 걸까요?

• - 신에너지 : 수소에너지, 연료전지, 석탄액화가스화 및 중질잔사유가스화 (3개 분야)
• - 재생에너지 : 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열, 수열 (9개 분야)    

 

위와 같이 다양한 분야가 있지만, 오늘 블버인에서 중점적으로 다룰 분야는 '수소에너지'입니다.

 

수소에너지란?

출처 : 제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

우리나라의 경우 태양에너지, 풍력, 조력 등이 모두 국토 여건상 쉽지 않아 수소 수입에 대해 고려 중이라고 합니다.

 

수소는 물, 화합물 등 다양한 에너지원에 존재하는데요, 여기서 수소를 추출하는 것이 '수소 기술'입니다. 수소는 현재 로켓의 액화수소 연료 등에 한정적으로 사용되어 왔으나, 기후 위기에 따라 수소의 중요성이 부각되며 전 산업분야에서 사용될 예정이라고 합니다.

 

그동안 수소 기술의 비용이 높아 외면해왔지만, 이제는 전세계적으로 경제성이 떨어져도 수소를 활용해야 한다고 인식이 바뀌었습니다. 현재 수소 기술 R&D는 비용을 낮추는 데에 주력하고 있습니다.

 

 

한국의 수소에너지 기술 현황

 

출처 :제2회 에너지벤처투자 인사이트+세미나

 

우리나라의 수소 기술 수준은 현재 어떨까요?

 

한국의 수소모빌리티 기술은 세계 1~2위 수준이라고 하는데요, 그에 반해 생산과 저장 기술은 세계 평균수준에 많이 뒤처져있다고 합니다. 경제성이 부족하다고 판단해 기업들이 R&D에 힘을 쏟지 않았기 때문입니다.

 

 

수소 에너지 종류

출처 : GS칼텍스

 

그렇다면 수소 에너지의 종류에는 어떤 것들이 있을까요?

 

생산 방식과 이산화탄소 배출량에 따라 그레이수소, 블루수소, 그린수소로 수소에 ‘색’을 붙여 구분할 수 있는데요, 각각의 특징을 살펴보면 다음과 같습니다.

 

1. 그레이수소

개질수소와 부생수소를 말합니다.

 

개질수소는 천연가스의 주성분인 메탄과 고온의 수증기로 화학반응을 일으켜 얻을 수 있으며, 보편적이고 비용이 적게 드는 방법입니다. 부생수소는 석유화학 제품을 만드는 과정에서 발생하는 수소인데요, 석유화학 공정이 많은 우리나라에서 만들기 쉬우며 부차적으로 얻어지기 때문에 경제성이 높습니다.

 

그레이수소는 현재 생산되는 수소의 약 96%를 차지하고 있습니다. 그러나 약 1kg의 수소를 생산할 때, 이산화탄소 10kg이 배출되는 단점이 있습니다.

 

2. 블루수소

그레이수소와 마찬가지로 천연가스 화학반응을 이용하지만 이산화탄소를 배출하지 않고 따로 모으는 방식을 거쳐 생산하는 수소입니다. 화석연료를 사용함에도 그레이수소보다 이산화탄소 배출이 66%가량 적다는 것이 장점입니다.

 

3. 그린수소

물(H2O)을 전기분해해서 얻는 수소입니다. 태양광발전, 풍력발전 등 신재생에너지를 통한 전기에너지를 이용하므로, 이산화탄소가 전혀 배출되지 않아 가장 청정한 방식으로 생산되는 수소라고 합니다.

 

그린수소를 활용하는 것이 가장 친환경적이지만, 생산에 사용되는 재생에너지 비용이 높아 대량생산이 어려운 것이 현실입니다. 그래서 그레이수소 보다 이산화탄소 발생이 적고, 그린수소보다 생산 비용이 적은 블루수소가 현실적인 대안으로 주목받고 있습니다.

 

 

결론

 

수소 기술은 앞으로 많은 분야에서 활용될 겁니다. 탄소포집도 기본적으로 수소 기술이 필요한데요. 그레이수소와 블루수소 기술의 경우 현재 개발은 되었으나, 경제성이 부족한 것이 해결해야 할 문제로 남아있습니다.

 

수소생산의 기반은 친환경 재생에너지입니다. 생산비용을 낮추는 것이 관건이나, 우리나라의 경우 기후 · 지형적 이유로 친환경 에너지 생산분야에서 경제성을 확보하는 것이 사실상 불가능합니다. 이러한 이유로 수소 생산 원천기술보다는 수소를 활용한 모빌리티, 운영체를 연구 개발하는 데에 방향성을 두는 것이 현실적인 대안으로 보여집니다.