[대체 에너지] 환경오염 '제로'...수소가 뜬다

화학시간에 수소와 산소를 결합하면 물이 된다는 것을 배웠을 것이다.


수소를 태우면(산화하면) 에너지를 발생하면서 물이 된다는 뜻이다.


수소는 지구상에 거의 무한대로 존재하는 물을 원료로 해서 만들 수 있다.


물을 분해하면 수소와 산소로 나뉘기 때문이다.


따라서 수소는 석유 같은 탄소 원료처럼 고갈될 염려가 없다.


수소를 연소시킬 경우 석유나 석탄처럼 이산화탄소 질소산화물과 같은 물질을 전혀 방출하지 않아 환경오염 문제도 일으키지 않는다.


수소가 청정 에너지로 불리며 미래 에너지원으로 주목받는 이유다.



○어떻게 만들어 활용하나


수소에너지를 실용화하려면 경제적인 수소 생산법과 저장법 활용법 등을 개발해야 한다.


수소 제조법은 크게 두 가지로 나뉜다.


그 중 하나는 천연가스 석유 석탄 등을 높은 온도에서 분해하거나 수증기와 반응시켜 수소를 얻는 방법이다.


오늘날 공업용 수소의 90%가 이 방식으로 제조된다.


특히 천연가스를 고온에서 수증기와 반응시켜 수소를 뽑아내는 '스팀 개질'방식이 실용화 기술로 활발히 연구되고 있다.


또 하나의 방법은 전기로 물을 분해해 수소를 발생시키는 방식이다.


여기에 필요한 전기는 주로 야간의 잉여 전기를 이용한다.


그러나 이 방식은 아직 에너지 생산 효율을 높여야 하는 등 많은 선행기술 연구를 필요로 한다.


원자력을 수소 생산에 활용하는 방법이 최근에 많이 연구되고 있다.


원자력발전소의 전기를 활용해 물을 분해하거나 고온가스냉각원자로에서 나온 아주 높은 온도의 열을 이용해 천연가스나 물로부터 수소를 만들어낼 수 있다.


이 밖에 빛을 흡수할 경우 화학반응을 일으키는 광촉매를 이용해 물을 분해,수소를 얻는 방법도 있다.



○각국 개발경쟁 치열

<< 사진 설명 : 현대.기아차가 하루 평균 30대의 연료전지차를 충전할 수 있는 수소충전소를 미국 캘리포니아주 치노시에 완공했다.>>


대규모 실용화를 목표로 한 수소기술 개발계획은 1980년대 중반 독일에서 시작됐다.


이후 본격적인 개발계획 수립에 착수한 미국은 1990년,일본은 1993년을 기점으로 대규모 프로젝트를 시작했다.


미국은 2025년까지 전체 에너지의 10%를 수소로 공급한다는 목표를 갖고 있다.


일본도 2020년까지 진행될 장기 연구개발 프로젝트의 1단계 프로그램을 완료하고 2단계에 진입해 있다.


풍부한 전력에너지를 갖고 있는 아이슬란드는 수소로 국가 에너지 시스템을 운용하는 이른바 '수소에너지 경제권' 건설에 세계 최초로 착수했다.


우리나라도 2003년부터 한국에너지기술연구원을 중심으로 고효율 수소에너지 제조.저장.이용 기술개발사업단을 운영,수소에너지 실용화에 본격 나서고 있다.


아울러 원자력연구소를 중심으로 원자력을 이용한 수소 기술도 개발하고 있다.


장원락 한국경제신문 과학기술부 기자 wrjang@hankyung.com