[가스신문(2022.07.05)] [2022년 가스기술사 제언-7월] 내가 본 수소 사회

정영광 ㈜정우에너지 대표(울산LPG산업협회 회장, 가스기술사)

수소는 산소와 만나 에너지를 낸 후 물만 만들어진다. 거꾸로 생각하면, 물에서 수소를 만들 수 있다는 것이다. 수소는 우주에서 가장 많이 존재하는 원소이다. 질량으로 따지면 암흑 물질을 제외하고 우주의 75%를 차지하며, 원자수로 따지면 90%가 수소이다. 그렇다면 지구상에는 수소가 얼마나 있을까? 대부분의 수소 원자가 물 분자에 포함되어 있기에 매우 많고, 그만큼 손쉽게 얻을 수 있는 자원이기도 하다.

사실 수소에너지가 주목받게 된 이유는 대기 중의 이산화탄소 농도가 지속적으로 높아지고 있기 때문이다. 전 세계가 이산화탄소 농도 증가를 줄이고자 앞다퉈 수소에너지 사용을 늘리고 있다.

1950년경에는 대기 중 이산화탄소 농도가 0.03%였으나 2000년도에는 0.0375%로 높아졌다. 50년 동안 0.0075%P나 급증한 것이다. 이러한 추세라면 2040년경에는 0.0525%까지 이른다는 예상도 있다. 따라서 우리는 수소에너지 사용을 늘려 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이기 위해 노력할 필요가 있다. 여기서는 국내 수소 생산 방식의 친환경성과 함께 환경영향을 고려한 차량 유종에 대해 얘기해 보고자 한다.

2020년말 기준 우리나라 수소 생산 규모는 약 15만톤이며, 정부는 올해 48만톤, 2040년에는 526만톤까지 수소 생산을 확대한다는 계획이다. 현재와 비교해볼 때 매우 큰 증가라고 할 수 있다. 현재까지는 대부분의 수소를 석유화학공장의 부생가스나 석유정제과정에서 나오는 부탄을 통해 생산하고 있다. 하지만, 향후 정부 생산 계획량을 달성하기 위해서는 결국 LNG(메탄)에서 추출하는 방법을 채택할 수밖에 없다. 실제로 한국가스공사는 2022년까지 울산 등 주요거점도시에 LNG 추출 수소 생산시설을 9개소 건설할 계획이다. 향후 이러한 계획대로 진행된다면 2040년에는 LNG 추출 수소 생산량이 전체 수소 생산량의 약 65%를 차지할 것이다. (2030년: 173만톤, 2040년: 345만톤) 따라서 향후 국내 수소는 LNG를 통해 주로 생산할 계획임을 알 수 있다. 하지만, LNG에서 수소를 추출하기 위해서는 많은 전기에너지가 투입돼야 하고 이산화탄소 역시 많이 배출된다.

위의 수소 생산 및 사용 계통도(2021년 기준)를 보면 수소 생산에 필요한 전기를 주로 화력발전(약 60%)으로 생산하고 있음을 알 수 있다. 수소를 주로 사용하는 수소전기차만 보면 배기가스로 물과 산소만 배출하므로 친환경차라고 할 수 있겠지만, 수소 생산과정상 전기에너지가 많이 투입되고 이산화탄소도 많이 배출되기에 친환경적이지 않은 면도 있는 것이다.

지금 전세계 어느나라 할 것 없이 미세먼지 2차 생성원인이 질소산화물(NOx)임을 인지하고 친환경차 보급을 위해 노력하고 있다. 우리나라도 전기차, 수소전기차 보급에 막대한 자금을 투입하고 있다. 2017년에 기재부, 환경부 등에서 합동 연구한 자료를 보면, 아래 표와 같이 차량 유종별 환경 피해비용이 나온다. 환경 피해비용이 경유 > 휘발유 > LPG 순으로 적게 발생함을 알 수 있다.

앞서 말한대로 이산화탄소를 줄이기 위해 궁극적으로 수소 사회로 나아가야 한다. 하지만, 아직까지 수소 생산기술이 친환경적이지 않은 면이 있는게 사실이다. 따라서, 수소 생산기술 및 전기에너지 발전방식이 좀 더 친환경적으로 변화하기 전까지는 노후 경유차를 퇴출하면서 LPG차 보급을 유지하는 것이 바람직할 것으로 보인다.

출처 : 가스신문(http://www.gasnews.com)