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미래 에너지 수소경제 시대는 오는가?수소기술이 미래에너지 좌우… 자율車부터 항공기까지 활용

석유와 석탄의 대체 에너지원으로 꼽히는 수소. 수소는 원료의 많은 부분을 물이 차지하고 있고, 연소하더라도 연기를 뿜지 않아 미래의 무공해 에너지원으로 손꼽힌다. 최근 재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 덩달아 수소에너지에 대한 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 그렇다면 재생에너지 3020 이행전략을 내세운 한국에서는 수소에너지 개발이 어디까지 되었을까? 주변국의 상황과 비교, 국내 수소에너지 개발 현황을 진단해본다.

 

이제는 수소에너지 시대!
전 세계가 자원 고갈과 기후 변화 문제로 새로운 에너지를 찾기 위해 노력하고 있는 가운데, 미래 에너지로 최근 수소가 부상하고 있다. 최근 우리나라에서도 수소전기차 확대와 수소충전 인프라 구축을 위한 다양한 투자 계획이 자주 뉴스화되고 있다. 수소경제라는 용어는 2002년 경제학자인자 미래학자인 Jeremy Rifkin이 쓴 ‘Hydrogen Economy’에서 처음 사용되었다. 수소경제란 에너지 수요와 공급 가치사슬 전체 영역에서 기존 화석연료 대신 수소를 에너지유통수단으로 사용하는 경제시스템을 의미한다.
21세기 국가 경쟁력은 에너지의 안정적 공급과 함께 지속가능한 발전의 추구에 따른 청정에너지 기술의 확보에 달려 있다고 할 수 있다. 이러한 수소경제의 실현 가능성과 도래 시기에 대해서는 수소 생산단가 및 기술적인 문제 등으로 회의적인 시각도 존재하지만, IEA는 2015년 화석연료를 대체할 미래 에너지원으로 수소를 지목했다. 

수소에너지는 왜 필요한가?
모두가 알다시피 우리나라는 에너지의 97%를 수입하고 있다. 일본도 거의 비슷한 수준이다. 미국은 70%는 자립에너지를 사용하고 30%만을 수입하지만 원유의 수급이 어려울 것을 감안 수소에너지 개발에 열을 올리고 있다. 70%의 자립에너지를 사용하고 있는 미국에서조차 새로운 에너지 시장에서 주도적 역할을 담당하기 위해 수소에너지의 개발과 함께 표준화 작업에 열을 올리고 있는 실정이다. 
에너지가 무한하지 않다는 데도 크나 큰 이유가 있다. 기술개발은 많은 이득을 가져다줌과 동시에 부존자원을 빠르게 고갈되어 가고 있다. 앞으로 원유의 경우 수요가 공급을 초과하는 지경에 이르게 된다. 이러한 상황이 닥치기 전에 대처가 필요하다. 무엇보다 가장 좋은 것은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 것으로 하는 것이다. 볏집, 왕겨, 쓰레기처리장 가스, 메탄가스 등 쉽게 구할 수 있는 물질을 활용할 수 있으면 좋다. 열거한 것 이외에도 전기분야까지 폭넓게 사용되는 것이 수소다. 가용자원을 최대한 활용해서 이득을 취할 수 있으면 좋은데 수소가 바로 그 정점에 위치해 있다.
국가에서도 프로티어 연구개발사업으로 수소에너지를 집어넣은 것도 그러한 맥락과 같이 한다. 현재 계획은 50년을 예상하고 있지만 20년 내에 세계적으로 주도권을 가지고 나갈 수 있는 기술분야가 적어도 하나는 나와야 한다는 것이 현재 모두의 전망이다. 
수소에너지는 또한 환경오염을 줄이는데 크게 기여한다. 현재 자동차에서 내뿜는 이산화탄소가 대기오염의 주범이라는 것은 모두가 알고 있는 사실이다. 연료전지자동차가 그 대안으로 급속히 부상하고 있는데 바로 여기에 사용되는 것이 바로 수소에너지다. 우리나라의 자동차 생산은 현재 세계 시장에서 6위를 달리고 있지만 점유율적으로 보면 매우 미약하다. 하지만 산업비중으로 보면 굉장히 크다. 현재 우리나라 전체 고용의 9%를 담당하고 있으니 말이다. 연료자동차는 선도적으로 표준화·시장확보·시장개척을 했을 경우 엄청난 이익을 안겨다준다는 점에서 모든 국가에 매력으로 다가가고 있다. 누가 먼저 이 부분을 상용화시키는데 따라 세계시장의 판도가 달라질 수 있다.
그 외에도 수소는 천연가스, 화학플랜트 및 철강회사 등에서 발생하는 부생가스, 물의 전기분해와 같은 다양한 Source에서 생산될 수 있기 때문에 탄소배출량 감소에 기여함으로써 환경친화적 에너지소비사회를 실현할 수 있는 미래 에너지원이다. 때문에 미래 자원의 고갈과 지역적 편재, 자원의 무기화 시대 도래가 예측됨에 따라 국내 에너지의 안정적 공급 방안으로 수소에너지 개발이 절실히 필요한 시점이다. 앞으로 약 50년 후에는 화석연료의 시대가 종료되고 수소의 시대가 될 것이며, 수소를 사용하는 연료전지 발전이 주요 전기 공급원이 될 것으로 전망된다.

선진국, 정부주도로 연료전지 기술개발에 대규모 투자
주요 선진국은 수소 및 연료전지의 공급 목표를 설정하고 보급 촉진 정책을 추진하고 있다.현재 세계적인 추세로 보았을 때 수소연료전지 분야에 사용되는 예산은 미국과 일본이 년간 3,000억원, 중국이 1,500억원 그리고 우리나라가 100억원 정도이다. 미국 에너지부는 2010년까지 총 판매 자동차의 25%를 수소이용 자동차로 보급하고, 2030년까지 총 에너지 소비량의 10%를 수소로 공급한다는 목표를 설정했다. 일본은 연료전지 기술의 실용화를 선도하고 해외 기술수출을 일본 재 부흥의 돌파구로 기대하고 있다.
특히 수소와 관련해 가장 눈에 띄는 분야는 자동차산업이다. 지난 6월 현대자동차그룹은 독일 폴크스바겐그룹 ‘아우디’와 미래친환경차인 수소전기차 관련 연료전지 기술 파트너십 협약을 체결했다. 
아우디는 폴크스바겐그룹 내에서 수소전기차 관련 연구를 총괄하고 있으며 이번 협약은 두 그룹 산하 모든 브랜드에 효력을 미치는 것으로 알려졌다. 일본의 수소경제 실현을 위한 정책 근간은 수소전기차 보급 확대와 이를 지탱하기 위한 공급 기반 구축이다. 먼저 수요 확대 정책을 살펴보면 2020년까지 수소전기차 약 4만대, 2025년까지 약 20만대, 2030년까지 약 80만대 보급을 목표로 하고 있으며, 수소 수요 확대를 위해 현재 수소전기차 외에 다양한 운송 수단 및 가정용 연료전지 등의 기술개발을 활발히 진행하고 있다. 브라질과 인도의 경우는 바이오매스 분야에 크나큰 관심을 가지고 있다. 결국 국제기구는 협력이지만 자국의 이익에 따라 움직이고 있다.

우리나라 기술개발에 지속적으로 투자 확대 중
현재 축적된 기술 수준으로 볼 때 일본의 수소경제 실현 여부는 수소 공급가격이 경쟁력을 확보하는 10년에서15년 이후 현실화될 것으로 판단되며, 우리나라의 경우 수소저장, 운송 및 충전에 대한 국내 기술력이 매우 취약하여 실질적인 성과 창출에는 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다. 하지만, 아무리 개발을 잘 한다고 해도 결국 상용화를 위해서 코드화, 표준화를 이루어야 한다. 자동차 하나만 해도 속에 수많은 부품들을 심사하는 소관부서가 다양하고 또한 측정방법 역시 다르다. 
우리는 국내인증 기관이 없기 때문에 외국에서 심사를 받아야 하는 상황이다. 그래서, 신뢰받을 수 있는 인증기관의 설립과 아울러 먼저 코드화, 표준화를 시켜야지만 이득을 얻을 수 있음을 항상 밑그림에 그려놓아야 한다. 그렇다면 인증기관이 무엇인가? ‘국제적으로 안전하다’고 인정할 수 있는 기관인 것이다. 이러한 인증기관에서 합격을 했을때 국제적으로 설득력 있게 다가갈 수 있다. 결국 우리 프론티어사업단에서 하는 일은 크게 3가지로 볼 수 있다. 표준화, 코드화를 만드는 작업이 첫 번째다. 수소가스 안전기술을 자동차와 연관시켜 할 수 있는 부분이 두 번째요, 마지막은 고압가스의 저장이다. 이러한 기반을 갖추게 됐을때 연간 4,000억원의 시장을 책임질 수 있을 것으로 보인다.
IT산업이 발전하면서 10만개 이상의 일자리가 생긴 것처럼 수소분야 역시 많은 수의 일자리를 창출할 것이다. 여기에 환경오염을 줄이고 국가에 많은 이익을 가져다 주는 이점이 있기 때문에 수소에너지분야는 반드시 개발되어야 한다. 결국 먼저 세계적으로 표준화를 시킬 수 있는 제품의 개발이나 자동차 분야에 있어서 획기적인 역할을 담당할 부품을 만드는 것이 지금 우리에게 주어진 과제이다. 이러한 부분을 수행했을때 앞으로 펼쳐질 수소에너지 시대에서 중요한 일익을 담당할 수 있을 것이다. 향후 수소경제가 실현돼 새로운 친환경 미래에너지의 현실화가 앞당겨지기를 기대해 본다.             

편집국  sisanewsn@sisanewsn.co.kr

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