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[열린포럼] 수소경제 활성화는 시대적 사명- 김상원(한국폴리텍대학 창원캠퍼스 전기공학과 교수)

  • 기사입력 : 2021-03-01 19:41:50
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  • 18세기 이후에 화석연료인 석탄을 에너지로 사용함으로써 산업혁명이 일어나게 되었고, 20세기 중반부터는 화석연료인 원유와 천연가스에 의한 에너지로 대체되었다. 하지만 화석연료가 가지는 효율성에도 불구하고 화석에너지 사용이 늘어날수록 대기오염 및 온실가스는 점점 증가해 환경과 인간 생활에 위협을 주고 있다. 화석연료의 의존도를 줄이고, 환경에 영향을 미치지 않으면서 고갈의 염려가 없는 청정한 대체 에너지 개발에 대한 노력도 가속화하고 있다. 이 과정에서 원자력발전이 대체 에너지로 개발되어 높은 기여도를 보이기도 하였지만, 핵분열 시 많은 양의 방사성 물질이 생성되고 이들 물질이 붕괴 시 다량의 열이 발생하는 구조로 인해 대형 사고가 발생할 가능성이 크다.

    1986년에 일어난 우크라이나 체르노빌 원전 사고는 유럽 대부분 지역을 방사능으로 오염시켰다. 2011년 일본 동북부 지방의 대규모 지진과 그로 인한 지진 해일로 인해 후쿠시마원자력발전소에서 방사능이 누출된 사고로 방사능 오염물질은 바다로 유입돼 해양 오염 상황이 악화했다. 이 방사능은 전 세계로 확산해 미국, 중국은 물론 우리나라에서도 검출되면서 심각성을 더했다. 이처럼 지진, 해일, 화산 폭발 등과 같은 자연 재해에 기인한 원자력발전 사고로 인한 피해 문제가 크게 대두함에 따라 원자력 의존도를 점차 줄이는 추세다.

    대부분 국가에서는 친환경 재생 에너지인 태양광, 풍력, 수력, 조력 등의 비중을 늘리고 있으나, 자연의 힘을 이용한 것이기 때문에 간헐적이고 지역적인 편차 등이 있다는 근본적인 한계를 가진다. 따라서 앞서 언급한 한계를 보완하고 극복하기 위한 대안으로 수소 에너지가 필요하다. 수소의 가장 큰 장점은 물을 전기분해해 얻을 수 있고, 연소 시 이산화탄소와 같은 오염물질을 배출하는 화석 연료와 달리 열과 전기 생산 후에는 부산물로 물이 생성되므로 매우 친환경적이다. 지역적 편중 없이 장기적 저장과 대용량 운송이 가능한 안정적이고 효율적인 에너지원이다. 또 수소는 우주 질량의 75%를 차지할 정도로 풍부하다. 아직은 기존 에너지를 활용한 천연가스, LPG, 갈탄 등으로부터 추출하거나, 현재 가장 저렴한 방법인 석유화학이나 제철 공장의 공정 중 부산물로 포집하거나, 현재 고비용이지만 탄소 제로로 물을 전기분해해 생산할 수 있다.

    이처럼 수소는 어디에서나 구할 수 있는 마르지 않는 자원이다. 주요 에너지원으로 수소를 사용하는 수소경제 산업구조로 수소 생산, 저장 및 운송 등 인프라 산업 시장을 창출함과 동시에 소재, 부품, 시스템 등 기술개발 및 수요 촉진하는 등 수소 전기차와 연료 전지를 육성함으로써 새로운 성장동력으로 삼아야 한다.

    수소경제는 화려한 개막 채비를 갖추고 황금시대를 목전에 두고 있다. 새로운 성장동력으로 미래 경제의 핵심이자, 친환경 에너지 혁명을 일으킬 원동력이 될 것이다. 또한 산업화 이전 수준 대비 지구 평균온도가 2℃ 이상 상승하지 않도록 온실가스 배출량을 단계적으로 감축하는 내용을 담고 있는 파리기후변화협약(Paris Climate Change Accord)에 따른 신기후체제 출범과 기후 상황에 대응하기 위해 온실가스 감축 목표, 정책, 절차, 방법 등을 각 국가가 자발적으로 정하는 국가 자발적 기여(NDC)에 따른 온실가스 감축 의무를 이행해야 한다는 점 등을 고려하는 환경친화 측면이 있다.

    새로운 성장동력으로 미래 경제에서 지속 가능한 에너지시스템인 수소경제가 반드시 활발히 추진돼야 함은 새로운 에너지 패러다임에 기반한 시대적 사명이라 할 수 있다.

    김상원(한국폴리텍대학 창원캠퍼스 전기공학과 교수)

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