에너지 대전환의 시대. 과도한 화석 연료 사용으로 새로운 국면을 맞이한 인류는 돌파구를 마련하기 위해 애쓰고 있는데요. 과연 석유와 천연가스를 이을 우리의 미래 에너지원은 무엇이 될까요? 이번 이야기에서는 신재생에너지 중 가장 주목받고 있는 수소에너지를 알아보려 하는데요. 과연 수소에너지는 왜 주목받는 것이며, 앞으로 우리 사회를 어떻게 변화시킬까요? 지금부터 함께 알아보시죠!
미래 사회는 내가 책임진다! 3대 신재생에너지
최근 지구 온난화 등의 환경 문제가 심각해지며, 화석 연료를 대체하기 위한 태양에너지, 지열에너지, 바이오에너지, 해양에너지, 연료전지 등 신재생에너지 개발과 보급에 속도를 내고 있습니다. 이중 우리의 미래를 이끌 3대 신재생에너지로는 ‘태양’, ‘풍력’, ‘수소’ 에너지가 꼽히죠.
태양에너지는 태양빛(태양광)과 태양열을 이용해 전력을 생산하는 기술인데요. 태양광에너지는 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하고, 태양열에너지는 태양에서 나오는 따뜻한 열을 한 곳에 모아 직접 난방에 이용하거나, 열교환기를 이용해 전기를 생산합니다. 태양광 발전과 태양열 발전은 2050년에 이르면 각각 세계 전력 생산량의 16%와 11%를 차지할 것으로 예상될 정도로 미래 주 에너지원으로 주목받고 있습니다.
풍력에너지는 바람이 가지는 힘을 회전력을 이용해 전기에너지로 바꾸는 기술입니다. 신재생에너지 분야 중에서도 경제성과 기술 성숙도 면에서 세계적으로 가장 빠른 성장 속도를 보이는 에너지 산업인데요. 대표적으로 ‘풍차’를 떠올릴 수 있죠. 풍력을 이용해 에너지원으로 활용할 경우 대규모 단지의 경우 발전단가가 비교적 낮고, 상용화가 가능한 에너지 발전 기술이라는 점 등의 장점이 있습니다. 하지만 바람이 항상 부는 것이 아니므로 에너지를 저장하기 위한 충전기술이 필요하고, 레이더 전파의 교란 가능성이 있다는 단점이 있죠.
마지막, 오늘 주로 소개할 ‘수소에너지’입니다. 수소 형태로 에너지를 저장하고 사용하는 에너지원으로, 석유와 석탄을 대체할 궁극의 청정에너지로 꼽히죠. 특히, 원료가 되는 물은 지구상에 풍부하게 존재한다는 점에서 무한의 가능성을 품고 있습니다. 또한 연소시켜도 산소와 결합하여 극소량의 질소와 물로 변하므로 공해 물질로 인한 환경오염 염려가 없습니다. 하지만, 에너지밀도가 낮아 저장과 운반이 용이하지 않고, 대량으로 수소를 제조하거나, 저장 및 운송하는 기술이 아직 발전되지 않아 상용화까지는 많은 개발이 필요한 상황이죠.
그럼에도 수소에너지는 바로 전기와 열로 변환되어 효율성이 높으며, 온실가스의 배출이 석탄 발전에 비해 질소산화물은 1/38, 이산화탄소는 1/3 수준으로 매우 낮기 때문에 친환경에너지의 최종 대안으로 꼽히고 있습니다. 더불어 적은 토지만 있어도 발전소 건설이 가능함과 동시에 소음이 매우 적어 도심 내에도 발전소 설치가 가능하죠. 이 외에도 수많은 장점이 있는 수소에너지. 과연 수소에너지를 주 에너지로 사용하는 미래 사회는 지금과 어떻게 다를까요?
코로나19에 이어 우크라이나·러시아 전쟁으로 전 세계의 에너지 안보에 빨간불이 켜졌습니다. 최근 유럽연합(EU)은 러시아산 에너지 의존도를 줄이기 위해 재생에너지 중심의 에너지 전환에 2030년까지 3,000억 유로(약 400조 원)를 투입하겠다고 선언한 바 있습니다. 우리나라처럼 에너지 수입 의존도가 높은 국가에서는 에너지 자립이 특히 중요한 문제죠. 이러한 흐름에 비추어 보아 미래 수소사회에서는 이러한 나라 간 에너지 안보가 더욱 중요한 가치로 자리 잡을 것으로 예상됩니다.
또한 수소의 시대가 열리며 기존의 에너지 자원에서 패권을 장악했던 석유의 시대는 자연스럽게 저물어갈 텐데요. 중동을 포함한 러시아 등 기존 석유 자산을 무기로 에너지 안보의 중심에 있었던 나라들의 에너지 패러다임은 점차 다른 형태로 변화할 것입니다. 지형의 영향을 덜 받는 수소에너지의 경우 태양광과 풍력 등 자연을 이용한 재생에너지와 달리 작은 면적에서도 기술만 있다면 생산이 가능하기 때문이죠. 이와 같은 패러다임의 변화를 대비하기 위해 기존 패권국가들은 쌓아 놓은 부를 통해 수소 에너지 기술을 확보해야 할 것입니다. 더불어 미래 사회에서는 수소사회에서 첨단 기술력을 보유한 미국을 포함한 몇몇 선진국들은 기술 유출을 막기 위한 보호무역주의를 더욱 강화할 것으로 예상되는데요. 관련 기술을 확보한 기업이 해외로 이탈하는 것을 방지하기 위한 정부 차원의 혜택이 더욱 중요해질 것입니다.
수소에너지는 산소와의 화학 반응을 통해 열과 전기를 생산하는데요. 특히, 화석 연료와 달리 부산물로 순수한 물만을 남겨 환경오염의 가능성이 매우 낮죠. 다시 말해 수소에너지는 사용하면 할수록 깨끗한 물과 산소를 배출하는 에너지원인 것입니다.
그렇기에 수소 사회가 찾아온다면 도심 속에서 다양한 오염 요소에 노출되었던 현대인들의 생애주기별 선호 주거 형태가 크게 변화할 것입니다. 특히 은퇴 이후에도 깨끗한 자연환경과 의료 인프라가 보장될 수 있는 도심 속에서 살아가기를 원하는 사람들이 늘어날 것입니다.
미세먼지로 인한 호흡기 환자도 줄어들 것이고, 노약자들에게 특히 필수적으로 여겨지는 공기청정기는 무용지물이 될 가능성이 크죠. 수소에너지로 굴러가는 자동차들이 그 자체로 공기청정기 역할을 해 줄 것이기 때문입니다. 또한 도심에서 창문을 열고 바깥 공기를 마음껏 마시며 사계절 내내 맑은 하늘을 창문 밖으로 볼 수 있기 때문에 ‘도심 속 조망권’은 더욱 중요한 주거요소로 부각될 것입니다.
더불어 국가 차원에서 효율적인 도시 계획을 수립하기 위해 깨끗한 공기의 질을 확보하기 위해 기존에 마련했던 넓은 부지의 공원과 산을 효율적으로 운영하고, 실버세대가 특히 선호하는 사회 인프라(병원, 대형마트 등)를 갖추는 데 더욱 공을 들여야 할지도 모릅니다.
수소 사회가 이끄는 미래는 친환경적 효과만 있는 것이 아닙니다. 수소는 적은 토지만 있어도 발전소 건설이 가능해 발전 인프라를 도시 내에 구축할 수 있습니다. 따라서, 대형 송전탑이나 화력 발전소 건설로 인한 사회적 갈등 문제까지 해결이 가능합니다. 나아가 수소 도시 내 연료전지의 보급이 일반화되면 수소를 이용해 건물에서 직접 전기와 열을 만들 수 있게 됩니다. 예를 들어 인천공항과 같은 미래의 공항도시는 드넓은 공항부지에서 태양광과 풍력발전을 하여 수소를 생산·저장하였다가 수소를 유사시 공항 운영의 비상 전력원으로 활용하는 것이 가능해지죠.
그렇기에 생각지도 못한 ‘관광 인프라’가 선진국가를 중심으로 새롭게 자리 잡을 수 있습니다. 많은 공장부지와 혐오시설이 사라지고 이미 달성한 기술력을 통해 수소에너지를 무한대에 가깝게 생산하게 된 선진국가의 도시들은 새로운 관광 브랜드와 인프라를 앞다퉈 고민하게 될 것입니다. 우리가 유럽의 스위스에 알프스를 보러 가거나 한라산과 오름을 보러 제주도에 가는 것처럼, 각 나라와 도시들은 본래 갖고 있던 자연적 특성을 매력으로 승화시킬 수 있는 방법을 찾아 나설지도 모릅니다.
물론 대규모 수소 저장시설 자체가 지역의 랜드마크로 자리 잡아 관광 산업을 활성화시킬 수도 있습니다. 어쩌면 수소에너지를 통한 효율적인 공간 사용은 도시정책 관리자들에게 더 많은 고민을 안겨줄지도 모르겠습니다.
수소 사회에서 새롭게 증가하는 일자리는 단연 수소산업과 관련된 일자리일 것입니다. 글로벌 컨설팅 업체 맥킨지의 연구 분석에 따르면 2050년 수소 산업 분야에서만 약 3,000만 개 이상의 일자리가 생긴다고 하는데요. 수소가 친환경 에너지원으로서 발전하고 분배되는 과정에서 에너지 전후방 산업을 크게 발전시키기 때문입니다.
가장 먼저 수소에너지를 개발하는 연구 인력에 대한 산업 수요가 폭발적으로 증가할 것입니다. 이 연구를 토대로 실제 생활에서 활용이 가능해지면 수소의 생산과 저장, 이송을 감시하고 운영하는 에너지 관리 기사와 같은 수소에너지 관리자의 수요 또한 급증할 수 있습니다. 더불어 수소에너지를 시민들이 활용하는 단계에 이르면 이를 안전하고 편리하게 사용할 수 있는 서비스를 제공하는 수소에너지 안전 분야까지 일자리가 확대될 수 있습니다.
이러한 수요를 반영해 대학에서는 다양한 수소에너지 밸류체인 속 수많은 전문인력들을 양성하기 위한 학과들이 새롭게 생겨날 것입니다. 그리고 이들을 위한 기업들의 지원과 높은 복지정책으로 현재의 IT 개발자와 같이, 대표적인 고임금 숙련직으로 사회에 자리 잡을 가능성이 높죠.
포스코인터내셔널널 역시 수소 산업 개척을 위한 노력을 이어가고 있습니다. 특히 작년 9월 <H2 MEET 2022>에서 진행한 CCS 및 해외인프라존을 통해 포스코인터내셔널은은 수소 사업의 개발현황과 미래를 한 눈에 담았는데요. 포스코인터내셔널 CCS(Carbon Capture and Storage, 탄소 포집 및 저장) 사업개발 현황과 해외에서 생산한 청정수소를 수출하기 위한 수소·암모니아·이산화탄소·LNG 복합 터미널 사업 모델을 중점적으로 소개했습니다.
포스코인터내셔널은 다양한 해외 자원개발 프로젝트 수행 경험을 바탕으로 글로벌 에너지 기업들과 공동 연구를 적극 추진하는 등 CCS 조기 사업화에 힘쓸 예정입니다. 앞으로도 안정적인 천연간스(LNG) 사업을 기반으로 호주 세넥스에너지 가스전 등을 활용해 CCS 사업을 비롯해 블루, 그린수소 생산 등을 통해 포스코그룹의 탄소중립 전략에 기여할 예정이니 많은 응원 바랍니다.
