"무공해 대체에너지" 개발경쟁 가열

현대ㆍ기아자동차가 지난 2001년 경기도 남양연구소에 세운 400기압의 수소충전소. 내년에는 700기압의 수소충전소를 건설할 계획을 갖고 있다.

"무공해 대체에너지" 개발경쟁 가열 교토의정서 발표 앞두고 세계각국 관심집중현재 연료전지기술이 활용 측면서 가장 앞서현대車·도요타등 수소자동차 상용화 눈앞에 현대ㆍ기아자동차가 지난 2001년 경기도 남양연구소에 세운 400기압의 수소충전소. 내년에는 700기압의 수소충전소를 건설할 계획을 갖고 있다. 기름값이 크게 오른데다 이산화 탄소 배출을 규제하는 내용의 교토 의정서 발효를 앞두고 석유와 석탄등 화석 에너지를 대체하는 에너지의 개발에 국제적인 관심이 집중되고 있다. 가장 상용화하기 쉬운 대체 에너지로는 수소 에너지가 꼽히고 있다. 수소는 연소시 공해물질을 거의 배출하지 않고 또 물을 분해할 때 생기는 무한에 가까운 에너지원이기 때문이다. 고압가스, 액체수소, 금속수소화합물 등 다양한 형태로 저장이 할 수 있으며 수송도 쉽다. 수소(원소기호 H)는 지구상에 가장 풍부한 원소다. 지구 표면 물질의 70% 이상이 수소로 구성돼 있고 특히 물(H₂O) 분자 3개중 2개가 수소다. 다만 무게가 너무 가벼워 대기중에는 0.1ppm 정도의 극히 작은 양만 존재해 대량의 수소를 얻기 위해서는 물이나 화석원료로부터 화학적으로 분리하는 작업이 필요하다. 수소의 중요성은 높은 에너지 효율에서 찾을 수 있다. 휘발유와 비교하면 단위 무게당 4배 이상의 에너지를 발생한다. 또 연소하면서 다시 물을 만들기 때문에 고갈될 걱정도 없다. 수소를 에너지로 이용하려면 먼저 수소를 분리해내야 한다. 자연상태에서 수소를 얻는 방법은 크게 두 가지다. 천연가스나 석유 등의 화석연료로부터 분리해내는 것과 물을 전기분해해 얻는 방법이다. 수소에너지의 최대의 단점은 수소를 분리할 때 드는 에너지가 수소에너지보다 많이 소모된다는 점이다. 현재의 기술로는 가장 저렴한 방법인 천연가스로부터 수소제조도 비용이 천연가스 값의 3배나 든다. 따라서 세계 각국은 경제적인 수소의 제조기술 개발에 열을 올리고 있다. 단기적으로는 화석연료에서 수소를 얻는 방식으로 보급을 늘리는 한편 중ㆍ장기적으로는 물로부터 직접 제조하는 게 총력을 기울이고 있다. 물을 분해하는 방법으로는 태양광을 이용하는 광촉매법, 미생물의 작용으로 수소를 얻는 방법, 화학반응을 이용하는 열화학사이클법등이 시도되고 있다. 수소가 일상생활에서 사용되려면 자연계에서 분리해낸 수소를 저장하고 이용하는 방법도 개발해야 한다. 수소는 밀도가 낮아 저장시 매우 큰 부피를 차지한다. 때문에 실제 사용가능한 양의 수소를 저장하기 위해서는 고압으로 압축을 하거나 아예 액체로 만들어야 한다. 액체수소의 경우 끓는 점이 영하 252.6도로서 안전한 보관을 위해서는 단열이 완벽한 저장용기가 필요하다. 압축 시에는 350기압 이상이나 되는 고압을 지탱할 수 있어야 한다. 수소를 저장하는 것이 가능해지면 수송도 할 수 있게 된다. 각 가정은 배관망으로 수소를 공급 받아 취사나 난방용 원료로 사용하고, 주유소는 석유나 LPG 대신 수소를 충전할 수 있다. 활용면에서는 현재까지 연료전지 기술이 가장 앞선 것으로 평가 받고 있다. 연료전지는 수소와 산소를 연료로 사용, 전기화학반응을 통해 직접 전기에너지로 변화시키는 고효율 및 친환경적인 전지다. 전기와 열을 동시에 생산할 수 있다. 필요한 산소는 일반적으로 공기 중의 산소를 사용한다. 이 에너지의 개발이 가장 활성화된 나라는 얼음의 나라 아이슬란드다. 북극권에 가까운 이 나라는 아이슬란드는 지난 99년 ‘수소경제국가’를 선포했다. 화산의 나라답게 풍부한 지열(地熱)을 이용, 물을 분해하고 여기서 나온 수소로 수소버스 등을 운행하고 있다. 다임러크라이슬러나 BMWㆍ도요타 등 세계적인 자동차 회사들도 수소자동차를 경쟁적으로 개발중이다. 각국이 대기오염 방지를 위해 배기가스 규제를 강화하면서 개발에 가속도가 붙은 상황이다. 국내서도 현대ㆍ기아자동차가 지난 2000년 처음으로 수소연료전지차량을 개발했으며 2010년께 상용화를 목표로 하고 있다. 아직까지는 수소를 만들어내고 이를 연료전지 등 일상에서 사용하는 데는 다른 화석연료에 비해 경제성이 떨어진다. 관련 법령을 제정하고 표준화하는 작업도 필요하다. 우리가 가야 할 길은 아직 먼 셈이다. 한기주 산업연구원 연구위원은 “수소에너지가 미래의 에너지로 자리잡기 위해서는 생산ㆍ저장ㆍ운반ㆍ활용을 위한 인프라, 규제, 기술개발 등의 종합적이고 장기적인 계획수립이 요구된다”고 말했다. 입력시간 : 2004-11-17 22:31