에너지 자립 실현 가능한 무탄소 에너지 ‘수소’ 주목해야
에너지 자립 실현 가능한 무탄소 에너지 ‘수소’ 주목해야
  • 한국가스안전공사 이연재 가스안전연구원장
  • 승인 2016.11.07 09:57
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한국가스안전공사 이연재 가스안전연구원장

[지앤이타임즈]전 세계가 참여해 온실가스 저감을 목표로 하는 기후변화협약이 에너지 생태계를 변화시키고 있다. 석탄에서 석유, 천연가스, 석탄가스화 등 탄소에너지 위주로 변화해오던 에너지가무탄소 에너지인 풍력, 태양광 등 신재생에너지로 발전되면서 궁극적으로 수소를 에너지로 사용하는 수소경제시대를 추구하는 방향으로의 변화가 커다란 흐름으로 자리매김하고 있다.

수소는 생산부터 최종 소비까지 탄소 제로를 구현할 수 있는 완전 청정에너지로 분류될 수 있다.

태양광, 풍력 등의 신재생 무공해 에너지로부터 생산되는 전기를 이용해 물을 분해해서 수소를 생산할 수 있고, 연료전지를 통해 산소와 결합해 다시 전기를 생산하고 부산물은 순수한 물만 배출하는 무탄소 에너지이다.

수소는 압축 또는 액화 과정을 거쳐 저장할 수 있고 용기, 배관, 트레일러, 선박 등을 통해 필요한 곳으로 운반 사용할 수 있다.

이러한 저장과 운반의 특성은 에너지를 원하는 시간, 원하는 장소에서 원하는 만큼 사용이 가능하다는 편리성이 있다는 점이다.

최근 한전의 여유 전기나 신재생에너지로 생산한 전기를 저장하여 필요시 사용하고자 하는 ESS사업이 대용량 축전지 개발과 보관 장소 확보에 정부에서 막대한 예산을 투입하고 있음에도 안정적 전력공급의 한계점을 갖고 있는데 오히려 이러한 전기를 수소를 생산해서 저장한다면 제한없이 에너지 저장이 가능하다는 장점도 있다.

북유럽 특히 노르웨이에서는 풍력 등 신재생에너지로 생산한 전기를 수전해(전기분해)시설을 이용해 수소를 생산한 후 이를 액체수소로 저장해 일본 등 수소 다소비 국가에 선박을 통해 수출하는 프로젝트를 국가적으로 추진하고 있다.

석유나 가스 수출에서 수소를 에너지로 수출하는 새로운 형태의 에너지 수출 국가가 탄생하는 것이다.

일본은 후쿠시마 원전사고 이후 2013년 에너지 기본계획과 2014년 수소사회 실현을 위한 시행계획을 수립해 2020년 도쿄올림픽까지 가정용 수소연료전지 보급, 수소연료전지 자동차(이하 수소자동차) 및 충전소 보급, 수소발전소 설치 등 다양한 수소이용방법을 통해 수소사회 진입을 추진하고 있다.

수소 수요는 2020년 까지는 부생수소(수소플랜트 및 정유시설로부터 나오는 잉여수소)를 주로 공급하다가 점진적으로 신재생에너지로부터 수소를 생산하거나 해외로부터 액체수소를 수입해 무탄소화 수소공급을 이루어 나가는 방안을 검토하고 있다.

일본, 미국, 유럽 등 세계 각지에서 수소이용기술 중 상용화가 가능한 분야로 수소자동차 보급을 추진하면서 충전소 인프라가 급속히 확대되고 있다.

우리나라도 현대자동차가 2013년에 세계 최초로 양산체계를 구축해 수소자동차(투산)를 생산하면서 미래자동차산업의 경쟁력확보, 새로운 에너지로서 수소 활용 최적분야, 온실가스, 미세먼지 등 환경문제의 대안으로 수소자동차 보급 필요성이 부각된 바 있다.

정부에서도 미래 수소자동차 시장 선도를 위한 전략으로 2015년말 환친차(환경친화적자동차) 개발 및 보급 기본계획을 발표했고, 산업부에서는 올해 8월 정부, 지자체, 수소자동차․부품제조사, 수소충전소 제조사, 수소유통업계, 도시가스사 및 LPG업계 등이 참여한 민관 수소융합얼라이언스 추진단 구성을 통해 수소자동차 및 수소충전소 본격보급 기반을 마련했다.

그간 수소충전소는 설치비용 과다, 운영수입 적자 등 경제성이 낮아 민간사업자가 투자를 기피해 지자체 위주의 실증‧시범사업용으로만 설치됐기 때문에 상업용 수소충전소 설치가 미흡해 수소차의 민간보급이 이루어지지 못하고 있는 실정이었지만 향후 수소융합얼라이언스를 계기로 민간이 운영하는 상업용 충전소 설치가 활성화돼 정부에서 목표로 하는 2020년 충전소 100개소 설치도 가능해질 것으로 기대된다.

다만 수소융합얼라이언스가 수소차 보급 및 수소충전소 설치확대 중심으로 구성․운영될 것으로 보여 다소 아쉬운 점이 있다.

진정한 친환경에너지로서의 수소생산을 위한 태양광‧풍력을 활용한 기술개발을 중점적으로 추진하고 부생수소 활용 및 천연가스․LPG․바이오가스 개질 등 수소 생산방식의 다양화, 수소저장․운송 방안과 국가에너지 자립자원으로서의 장기적 수소에너지 생산 및 활용방안 등 전반적이고 종합적인 차원에서의 실질적인 수소융합에 걸맞는 전략적 수소에너지 기본계획과 로드맵 마련이 우선적으로 이루어지고 이러한 큰 틀 안에서 수소자동차 및 수소충전소 보급학대방안이 연계 추진되는 것이 바람직할 것이다.

또한 수소가스의 광범위한 폭발범위를 갖는 위험적 특성과 초고압 상태에서 사용하고, 금속재료에 수소취성을 일으켜 극히 제한된 재료를 사용해야 하는 특성으로 인해 모든 사용재료, 제품 및 설치시설에 대한 성능과 신뢰성 확보가 수반되지 않고서는 안전성 확보를 기대할 수 없다는 점에 주목할 필요가 있다.

세계 각국의 수소보급 정책은 안전성을 확보하면서 수소인프라를 보급한다는 것을 기본으로 하고 있다는 것을 간과해서는 안된다.

수소의 안전성과 리스크에 대한 정확한 정보를 제공하고 확실한 안전대책을 마련해 안전하고 안심할 수 있는 수소사회구현에 노력해야 한다.

우선 출범할 수소융합얼라이언스 추진단 활동계획에 포함된 수소자동차 및 수소충전소 확대 로드맵에 사회적 수용성을 고려해 안전성에 대한 철저한 검증 및 사고예방 대책방안과 대국민 인식개선을 위한 홍보 방안이 중요한 비중으로 반영되어지기를 제안해 본다.

 <에너지칼럼 기고 : 한국가스안전공사 이연재 가스안전연구원장>