수소
수소는 우주를 구성하는 원소 중 90%를 차지할 만큼 무궁무진한 자원이다. 지구 면적의 2/3를 덮고 있는 물 역시 수소원자를 포함하고 있어 부산물 없이 깨끗하게 쓸 수 있는 지속가능한 에너지인 셈이다. 수소와 산소의 화학반응을 이용해 에너지를 생산하며, 이 과정에서 오직 물만 배출하기 때문에 환경오염물질이 발생하지 않는다. 수소는 생산부터 소비에 이르는 전 과정을 고려해도 다른 에너지원에 비해 이산화탄소와 미세먼지 발생량이 훨씬 적다.
수소 (2021년 기준)
수소승용차 누적보급량 : 19,404대 (출처 : 국토교통부, Marklines)
연료전지 발전설비 : 767,5MW (출처 : 한국에너지공단)
수소충전소 : 170기 설치 (출처 : 환경부)
수소를 이용하는 다양한 방법 중 대표적인 것이 연료전지다. 연료전지는 연료의 화학에너지를 전기화학반응을 통해 전기에너지로 직접 변환하는 장치다. 발전효율이 높으며 대형·가정·건물용 발전, 수송용, 휴대용 등 활용도가 다양하기 때문에 미활용 에너지나 재생에너지 등 값싼 자원으로부터 수소를 만들어 대체 에너지로 이용하면 에너지 비용을 낮추면서 에너지 조달처를 다변화하는 효과를 거둘 수 있다.
현재 전 세계 수소에너지의 50% 이상은 천연가스를 고온·고압에서 분해해서 얻는 ‘그레이 수소’이며, ‘블루수소’는 이러한 그레이수소를 만드는 과정에서 발생한 이산화탄소를 포집·저장하여 탄소 배출을 줄인 수소를 말한다. 반면 ‘그린수소’는 태양광이나 풍력 등 재생에너지로 생산한 전기로 물을 분해하여 생산하는 방식으로 탄소배출이 없어 탄소중립 달성을 위한 미래 에너지원으로 각광받고 있다.
수소에도 색깔이 있다?
'수소'는 무색, 무취의 기체입니다.
그런데, 수소에도 색깔이 있다고요?
탄소감축의 키플레이어, 수소
기후위기 대응을 위한 탄소감축,
우리에게 새로운 에너지원이 필요한 이유죠.
수소는 수많은 에너지원 중에서도
탄소감축의 '핵심 에너지원'입니다.
연료로 사용할 때 물만 나오는 친환경 연료이기 때문이죠.
수소의 출생과 과거?
색깔에 다 있다!
수소를 만드는 방법은 다양합니다.
방법에 따라 탄소 배출량이 달라지기 때문에
수소를 생산할 때는 어디서 어떻게 만들었는지
'이력'을 표시하는 것이 중요합니다.
수소 생산의 전 과정에 걸쳐 발생하는
온실가스의 양에 따라 수소를 색상으로 분류해
한눈에 알아볼 수 있게 하지요.
탄소배출 없는
그린수소
그린수소는 태양광이나 풍력과 같은 재생에너지원에서 얻은 전기로
물을 전기분해해서 만들기에 온실가스가 발생하지 않지요.
아직은 생산 비용이 비싸서
전체 수소에서 차지하는 비중이 작지만
시장이 커질수록 가격이 내려갈 것으로 기대됩니다.
원자력으로 만드는
핑크수소
핑크수소는 원자력에서 얻은 전기로 물을 전기분해해서 만든 수소입니다.
원자력발전 과정에서 나오는 열이나 냉각수도 함께 이용하면
비용은 낮추고 효율은 높여서 경제적으로 청정수소를 만들 수 있습니다.
원자력의 열을 이용해서 만드는 레드 수소와
원자력 열과 전기를 함께 이용하는 퍼플 수소도 있지요.
화석연료에서 탄생한
그레이수소
석유를 정제하는 과정에서 얻은 부산물에서 생산하는
그레이수소는 수소를 대량으로 얻을 수 있지만
온실가스를 배출합니다.
그레이수소는 원료에 따라 다시 색상이 나뉘기도 합니다.
까만 석탄을 가공해서 얻은 블랙 수소,
갈탄으로 만든 브라운수소가 대표적이지요.
그레이 수소에서 탄소를 제거하면?
블루수소
블루수소는
이산화탄소를 탄소 포집 및 저장 기술로 모아서
대기중으로 탄소가 배출되지 않게 한 수소입니다.
그레이수소에 비해 이산화탄소가 60%나 더 적게 배출됩니다.
이처럼 수소를 색상으로 분류하면
수소 생산 과정에서 배출되는 탄소의 양도 계산할 수 있어서
탄소 감축을 실천하는 데 매우 유용하답니다.
<우리나라 그린수소, 블루수소 생산 목표>
2030년 : 그린수소 25만톤, 블루수소 75만톤
2050년 : 그린수소 300만톤, 블루수소 200만톤
정책
* △그린‧블루수소 생산‧도입, △수소 유통인프라 확충, △수소발전‧모빌리티‧수소산업공정 확산, △수소 클러스터·도시·규제특구 육성, △수소안전‧기술개발‧국제협력 등
* 청정수소 비중 / 자급률 목표 : (’20년) 0% / 0% → (‘30년) 75% / 34% → (’50년) 100% / 60%
* 그린수소 생산확대 / 단가 : (‘30년) 25만톤 / 3,500원/kg → (’50년) 300만톤 / 2,500원/kg
* ’25년 국내 블루수소 최초 생산(25만톤급, 보령)
* 블루 암모니아 해외 생산 개시(’25), 블루 암모니아 해외 도입 개시(‘27)
* 수소충전기 보급목표(기): (’22) 310 → (‘25) 450 → (’30) 660 → (‘40) 1,200 → (’50) 2,000 이상
* 수소발전량 : (‘20) 3.5TWh → (’30) 48.2TWh → (‘50) 287.9TWh ('20년 대비 82배↑)