[기고] 기후위기 대응 동해안 수소경제 사업 벨트

배영호 (포항테크노파크원장)

역대급 더위, 관측 이래 최악의 가뭄, 시간당 100㎜의 집중호우 등과 같은 극단적 표현이 낯설지 않을 만큼 글로벌 기후 위기가 심각해지고 있다. 기후 위기를 부르는 탄소 배출을 줄이기 위하여 전 지구적으로 대응하고 있다. 화석 연료 대신 전기 에너지의 사용이 확대되고 있으며, 최근에는 인공지능 기술 등의 발전에 따라 전력 수요는 더욱 급증할 것으로 예측된다.

전력 생산에도 탄소 배출이 수반되며 그 비율은 전 세계 탄소 배출량의 27%를 차지한다. 따라서 태양광·풍력 등 청정 에너지원의 확대가 필요하지만 바람의 세기나 일조 조건 등 자연환경에 크게 의존한다는 한계가 있다. 또한 화석 연료와 달리 이들 에너지원은 수송이나 저장이 어렵다는 단점이 있다. 이런 한계를 극복하기 위한 방법의 하나가 수소 에너지의 활용이다. 풍력이나 태양광 발전 전력으로 생산된 수소는 보관 및 수송이 가능하다. 즉, 자연환경의 변화에 대응할 수 있고 필요한 곳으로 이동시키는 것이 가능해진다.

최근 기후 위기가 심각해짐에 따라 수소는 청정 에너지원으로 부상하고 있다. 현재 생산되는 수소 대부분은 석유화학 공정에서 발생하는 부생 가스로서 탄소 배출이 동반되며 '그레이 수소'라고 부른다. 화학 반응 중 생성되는 탄소를 포집하여 저장함으로써 대기 배출량을 줄일 수 있는데 이것을 '블루 수소'라고 한다. 재생 에너지로 생산된 전력으로 물을 전기분해하여 얻어지는 '그린수소'는 생산 과정에서 탄소가 배출되지 않는 청정수소이다. 이 외에도 탄소 배출 없이 수소를 얻기 위하여 원자력 발전소에서 생산되는 전력의 잉여분으로 물을 전기분해한 '핑크 수소'와 메탄을 열분해하여 생산하는 '청록수소' 등의 방식도 연구되고 있다.

효율적인 저장 및 수송을 위하여 수소를 암모니아로 변환하는 방식도 적용되고 있다. 암모니아는 수소보다 부피당 수소 원자의 함량이 더 높아, 동일한 부피에서 더 많은 수소를 저장할 수 있는 장점이 있다. 액화 암모니아는 영하 33℃의 비교적 높은 온도에서 저장할 수 있어 경제성에서도 우위를 점할 수 있다.

현재 에너지 저장수단으로서 널리 사용되는 이차전지에 비하여 수소연료전지는 장시간, 대용량 저장이 가능하다는 장점이 있다. 2차전지는 저장되는 전기 에너지양에 비례하여 크기와 무게가 증가하므로 많은 에너지를 저장해야 하는 대형 차량이나 비행기, 대형 선박 등에는 적용하기 곤란하다. 하지만 수소연료전지의 경우에는 수소를 압축 기체 혹은 액체 상태로 저장한다. 따라서 대용량의 에너지를 보관 및 이송하는 것이 쉬워 2차전지의 적용이 어려운 곳에 활용 가능하다.

수소 에너지 기술을 널리 확산하기 위하여 해결해야 할 과제가 남아있다. 먼저 적정한 비용으로 청정수소를 생산하는 것이다. 그리고 보관이나 이송 기술도 개선이 필요하다. 또 연료전지의 내구성과 경제성 확보를 위한 기술도 개발해야 한다. 특히 핵심부품인 스택의 수명 확보와 고가인 백금 촉매를 대체할 수 있는 기술이 요구된다. 경북 울진에는 청정수소 생산을 위한 원자력 수소 국가산단이 조성되고 있으며, 동해·삼척은 액화 수소 저장·운송 특화단지로 지정되었다. 포항은 수소연료전지 발전 클러스터 조성사업에 선정된 데 이어 수소특화단지로 지정되었다. 울진의 원자력 수소와 동해·삼척의 저장·운송 기술, 포항의 연료전지가 만나 시너지 효과를 얻고, 동해안 수소경제 산업 벨트가 조성될 것이다. 수소특화단지를 중심으로 집적될 기술기반 기업들, 특히 딥테크로 무장한 스타트업들이 혁신적인 기술을 개발하여 수소 에너지 기술의 발전을 가속할 것으로 기대한다.

배영호 (포항테크노파크원장)