＃하늘 높은 줄 모르고 유가가 오른다고?
요즘엔 주말에 나들이를 가기 위해 주유소에 들렀다가 영수증을 받아보면 바로 한숨이 나옵니다. 카드 할인 및 각종 포인트 신공을 써도 결재해야 할 휘발유 값이 만만치가 않죠. 하루가 다르게 오르는 물가와 함께 해가 다르게 오르는 휘발유 값을 보면 참 마음이 무거워집니다. 석유와 가스 등 화석연료가 점점 고갈되면 앞으로 더 값이 오를 게 불 보듯 뻔한지라 내심 걱정도 되구요... 뭔가 해답은 없는 걸까요?
고갈되어 가는 기존의 화석연료의 문제를 해결하기 위한 노력이 성과를 거두고 있다는 반가운 소식이 들려옵니다. 현재 북미 지역에서 획기적으로 좋아진 기술력으로 그 동안 캐내지 못했던 엄청난 양의 석유와 가스를 생산하고 있다는 소식과, 대체 에너지 개발 기술이 눈부시게 발전하고 있다는 소식이예요.
특히 태양광이나 풍력, 지열 등 대체 에너지의 경우 화석연료처럼 자원 고갈의 걱정이 없고 지구 온난화를 일으키는 이산화탄소를 배출하지도 않기 때문에 다음 세대를 위한 청정 에너지로 관심을 모으고 있지요.
청정 에너지원 중에서도 세상을 바꿀 힘을 가진 에너지원은 뭘까요? 미래학자 제레미 리프킨은 ‘수소혁명’이라는 그의 저서에서 석유시대가 끝나고 앞으로는 지구상에서 가장 쉽게 구할 수 있는 자원인 수소가 인간의 문명 전체를 다시 구성하고 세계 경제 판도를 바꿀 것이라고 예견했어요. 세계적인 석유회사인 로열 더치 셸의 필 와츠 회장도 유엔개발계획이 후원했던 포럼에서 석유와 가스 등 화석연료의 시대가 저물고 있기 때문에 수소를 기반으로 한 새로운 에너지 체계가 들어설 것이라고 하면서 이 분야의 기술개발을 하고 있다고 언급한 바 있지요.
＃차세대 에너지 선두주자가 되려면?
대체 에너지 중에서도 깨끗하기로 손꼽히는 수소 에너지. 물을 분해하는 과정에서 얻을 수 있는 수소는 재생 가능한 청정에너지인데다가 연소시켜도 물만 배출되기 때문에 환경오염의 걱정이 없습니다. 게다가 수소는 열효율이 높아서 프로판 가스보다 세 배 많은 에너지를 냅니다.
현재는 경제성이 낮은 수소 에너지라 연구개발 중에 있지만, 효율적인 저장 시스템이 개발이 된다면 연료전지에 저장을 해 자동차나 비행기의 동력으로 사용할 수 있고, 움직이는 기기도 개발해낼 수 있어요. 수소 에너지가 적용될 수 있는 분야는 무궁무진합니다.
＃에너지를 얻기 위해 에너지를 쓴다?
수소를 얻는 데 수반되는 한가지 어려움은, 수소에서 에너지를 얻기 위해서 에너지를 가해야 한다는 점입니다. 수소는 어디에서든 물만 있으면 얻어낼 수 있지만, 수소를 얻는 과정, 물을 전기 분해하는 과정에서 화석연료나 다른 에너지원이 필요합니다. 에너지를 얻기 위해 에너지를 투자해야 한다니, 이거 참 만만치 않은 문제랍니다.
연료효율이 뛰어나기로 이름 높은 수소. 연구개발 끝에 저렴하게 얻어낼 수 있게 되고 효율적으로 저장하고 운반할 수 있는 기술이 개발된다면 충분히 상용화 가능합니다.
그렇다면 공해 없이 수소 에너지를 얻기 위해 어떤 에너지를 쓰면 좋을까요? 고갈될 걱정 없이 사용할 수 있는 태양에너지나 풍력 지열 등을 사용하면 좋을 겁니다. 재생 가능하며 무한히 쓸 수 있는 바람과 태양으로 수소를 만들어 내고, 그 수소가 다시 물로 바뀐다면 지금까지와는 달리 환경에 부담을 주지 않는 에너지 생산 순환이 이루어지지 않을까요?
물을 분해하여 수소를 얻어내는 과정은 다른 방법으로도 가능합니다. 식물이 태양에너지를 이용해 광합성을 하는 과정에서도 수소이온이 만들어지는데, 이 수소이온의 전자를 환원시켜서 수소를 얻을 수도 있습니다. 미생물의 활동을 통해 수소를 얻어내거나 촉매의 작용을 통해서 수소를 얻을 수도 있지요. 또는 석유나 천연가스에서 부생가스를 분리하거나 수증기 개질 반응을 통해서도 수소를 얻을 수 있습니다.
＃가장 중요한 한가지-수소를 저장하는 방법은?
얻어낸 수소를 어떻게 하면 잘 저장할 수 있을까요? 현재 고압가스저장법, 액체저장법, 고체저장법, 화학저장법 등 다양한 저장 방법이 시도되고 있습니다. 효율이 좋고 저렴한 방법으로 수소를 생산, 저장할 수 있다면 더 많은 분야에 수소연료전지를 적용하는 것도 가능해 질 거예요. 또, 수소 경제에 꼭 필요한 수소의 제조, 저장, 유통 등을 효과적으로 연계한 사업도 생겨나겠죠?
뿐만 아니라 수소가 우리 가정에서 전기에너지와 열에너지를 공급하는 청정에너지원으로 사용되고, 산업분야에서는 전자, 철강, 금속기초화학물질, 유리, 석영, 식품, 고부가가치의 의약품을 만드는 데 이용될 것이며, 각종 운송수단의 동력으로서도 그 이용범위가 확대될 거예요.
＃차세대 청정 에너지 자동차는?
수소에너지가 아직도 멀게 느껴진다고요? 이미 수소에너지를 이용한 자동차들이 우리 곁을 달리고 있습니다. 수소를 이용해서 달리는 자동차에는 두 가지 종류가 있습니다. 엔진에서 수소를 바로 연소 시키는 수소연료자동차와 연료전지에 수소 충전시킨 다음 사용하는 수소연료 전지차 입니다. 수소연료전지는 열을 내서 발전기를 돌린 다음 전기를 얻어내는 게 아니라 발전기 없이 막 바로 전기에너지를 내기 때문에 에너지의 효율이 높습니다.
또한 대기오염물질, 진동, 소음을 일으키지 않기 때문에 자동차에서 나오는 각종 환경 오염이나 공해를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 수소연료전지를 자동차에 탑재할 수 있다면 대기오염을 일으키지 않는 획기적인 운송수단을 사용할 수 있게 되는거죠.
수소연료전지를 이용한 자동차는 이미 기술개발이 이뤄져 상용화 가능성을 타진하고 있어요. 작년에는 벤츠의 수소연료 전지차가 세계 일주를 하기도 했습니다. 메르세데스 벤츠 B클래스 F셀이, 125일간 총 3만 km, 14개의 나라를 무사히 완주해 연료전지차의 가능성을 확인시켜주었습니다. 수소와 산소의 화학반응으로 얻은 전기로 움직이는 이 차는 아직 수소를 충전해주는 수소 충전소가 많지 않기 때문에 수소를 공급해주는 보급차량이 함께 여행했다고 해요.
우리나라의 자동차 회사들도 수소연료 전지차에 대한 기술개발을 하고 있어요. 수소연료전지를 탑재한 우리나라 차량이 2008년 미국 동서 횡단을 마친바 있습니다. 우리나라 수소연료 전지차의 우수성은 2007년 미슐랭 챌린지 비벤덤 연료전지차 부문 1위를 하면서 인정받기도 했는데요, 지구의 기온을 올리는 이산화탄소 배출 없이 순수한 물만을 남기는 수소연료 전지차가 앞으로 우리 삶 속에서 눈부시게 활약할 시대가 머지 않았답니다.
이 밖에도 수소 에너지의 적용 분야가 다양해 지고 있어요. 일반 버너보다 열효율이 높은 수소버너가 만들어지기도 했고 수소연료보일러로 따뜻하게 온도를 유지하는 시스템도 개발되었답니다. 수소혁명, 이제 우리가 그 혁명의 중심에 서게 될 날도 머지 않았어요!
* 참고문헌: 수소혁명(제레미 리프킨 저)
