수소에너지 기술, 어디까지 왔나?
‘수소산업, 국외 동향 및 전망’ 주제 토론회
새 정부 들어 신재생에너지에 대한 관심이 크게 높아지고 있는 가운데, 2일 국회 신재생에너지 포럼주최로 ‘수소산업, 국외 동향 및 전망’을 주제로 한 토론회가 개최됐다. ⓒ ScienceTimes
새 정부 들어 신재생에너지에 대한 관심이 크게 높아지고 있는 가운데, 2일 국회 신재생에너지 포럼주최로 ‘수소산업, 국외 동향 및 전망’을 주제로 한 토론회가 개최됐다.
수소에너지는 태양광, 풍력 등 신재생에너지에 비해 상대적으로 국민적 이해도가 떨어지지만, 우리나라가 세계 최초로 수소차를 양산하는 등 한 때 이 분야를 선도했던 분야이기도 하다.
정부가 기후변화를 일으키는 지구온난화를 막기 위한 대책으로 2030년까지 신재생에너지 비율을 전체 에너지의 20%까지 끌어올리겠다고 밝힌 가운데, 다시 세간의 주목을 받고 있는 상황이다.
이를 반영하듯 이날 토론회에는 수소산업협회, 수소산업융합얼라이언스 등 관련 산업 관계자는 물론 박병석 부의장과 김경수 의원, 전현희 의원 등이 참석했다.
청정·지속가능한 ‘수소에너지’
본격 토론회에 앞서 이원욱 국회 신재생에너지포럼 공동대표는 환영사를 통해 “수소에너지는 지속가능한 청정에너지원이며, 기술력만 있다면 쉽게 얻을 수 있는 에너지원”이라며, “토론회가 수소에너지의 기술력과 안전성 등 주요국들의 동향을 파악해 우리 산업의 전망을 만드는 물꼬가 되길 바란다”고 덕담했다.
포럼 공동대표를 맡고 있는 전현희 국회의원은 “제러미 리프킨이 수소사회의 도래를 책에서 저술한 이후 미국과 유럽사회에서 수소사회에 대한 논의가 이뤄지고 있다”며 “수소는 원자력과 달리 지속가능한 에너지이며 태양광과 달리 언제 어느 때나 사용할 수 있는 에너지원으로, 우리나라도 기술력과 법 제도 등 수소사회에 대한 논의를 본격적으로 시작해야 한다”고 강조했다.
이어 신재행 수소융합얼라이언스 추진단장은 환영사를 통해 “수소에너지는 우리의 미래를 밝혀줄 유일한 대안”이라며, 새로운 친환경 대체에너지 중 재생에너지의 유연성을 높여주고, 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해 미래 화석 연료를 대체할 유일한 에너지로 평가 받고 있다고 소개했다.
그는 수소 산업은 현실적으로 기술적 한계와 당장 보급하기에는 문제가 있지만 향후 온실가스 감축 및 에너지 자립에 기여할 수 있을 것이라고 설명했다.
본격적인 토론회는 일본의 수소에너지 정책과 현황, 수소충전기술, 수소액화기술 등 3가지 주제에 대한 전문가 발표 후 이원욱 국회 신재생에너지 포럼 공동대표를 좌장으로 하는 전문가 의견 발표 순서로 진행됐다.
먼저 일본의 수소에너지 연구의 산 증인이라 할 수 있는 오타 요코하마대 교수가 ‘일본의 수소에너지 정책과 최근 동향’을 주제로 발제했다.
그는 일본이 수소에너지를 사용하는 이유는 ‘매우 효율적인 이산화탄소 저감 방법’이기 때문이라며, 일본 아베정부에서 수소를 더욱 적극적으로 지원하고 있다고 말했다. 특히 일본은 지난해 총리주관으로 2050년까지의 수소 활성화 로드맵을 내놓았다고 전했다.
그는 한국과 달리 상당히 진전된 일본의 수소 보급상황에 대해서도 언급했다. 오타 교수에 따르면, 일본은 2015년 수소차가 200대에 불과 했으나 올해 3000대, 2020년에는 4만대를 목표로 하고 있다. 수소충전소의 경우 올해 92개소가 설치돼 있으며, 2020년에는 160개로 늘어난다.
수소연료전지를 사용하는 가정의 경우 10년 넘게 사용하고 있는 곳도 있었다. 또 간사이와 하네다 공항 등 수소연료를 이용한 트랙터도 사용하고 있었으며, 수소관련 충전소와 자동차를 늘리기 위해 일본의 혼다 닛산 도요타가 힘을 합치고 있었다.
일본, 2020 도쿄올림픽 때 수소버스 100대 운행 계획
현재 도쿄에서는 수소 연료로 운행하는 수소 버스가 2대 있으며, 2020년 도쿄 올림픽에서는 수소 버스 100대를 이용해 선수들을 실어 나를 계획이다.
오타 교수는 “2020년이 되면 가정 수소연료 가격이 떨어지며, 수소 충전소의 수익도 나아질 것”이라며, 이에 따라 “수소를 사용하는 가구가 크게 늘어날 것”이라고 전망했다.
이어 ‘고급 수소 충전기술’을 주제로 수소전문기업 에어리퀴드사의 에티엔느 워렌 기술담당 의 발표가 이어졌다.
그는 먼저 수소사용의 세계적 동향에 대해 전했다. 미국의 캘리포니아의 경우 수소자동차수는 2015년 100대에서 올해 5000대, 2020에는 1만 8000대로 늘 것이라고 말했다. 수소 충전소는 2015년 13개에서 올해는 49개로 증가했다고 덧붙였다.
독일은 2023년 수소충전소 400개를 목표로 하고 있다. 덴마크는 수소 규모는 작지만, 풍력에너지를 사용한다는 점에서 주목된다고 설명했다.
그는 수소에너지가 화석연료와 전기에너지에 비해 매우 효과적인 에너지라고 강조했다. 하지만 해결되지 않은 문제점으로 수소자동차 수가 많지 않고, 충전소 수익성이 떨어진다는 점을 지목했다.
그는 수소에너지 확대를 위한 방법으로 설치비용을 줄이고 확장성을 갖추는 한편, 아예 생산과정에서 탄소를 줄이는 기술 방안을 제시했다.
비용을 줄이는 방법은 표준화와 작은 단위로 나누는 모듈화이다. 가령 충전소는 저장-압축-액화수소전달-고압수소-냉각-소비자 충전의 단계로 소비자에게 수소를 전달하는데, 여기에는 매우 많은 돈이 들어간다.
따라서 표준화와 모듈화를 하면 대량 생산체제가 가능해 비용을 낮출 수 있다는 것이다. 또
인건비 절감, 유지보수비 절감, 정품사용, 모듈 설계시 조사 검사가 편리하도록 설계함으로써 비용을 최대한 줄여야 한다는 것이다.
그는 “일본의 경우 미국에 비해 작업비가 2배 들어가는 등 운영비가 높은 수준”이라며, “일본 은 훈련된 자가 늘 근무하는 반면, 미국은 셀프와 모니터링으로 사용한다. 사람이 상주하면 그 사람을 위한 건물 등 비용이 더 들어간다”고 설명했다.
또 워렌 기술담당은 수소의 이동과정에서 현재 발생하는 기술적 문제도 덧붙였다. 다시 말해 “수소가 이동하는 과정에서 질량차이로 날아가는 데, 이를 방지하는 기술이 필요하다”는 것이다.
그는 수소를 생산하는 과정에서 현재 발생하는 이산화탄소를 없애는 기술 개발도 필요하다는점을 역설하기도 했다.
그는 수소충전소의 경우 충전후 다음 사람이 충전하기 위해 기다리는 시간을 최소한으로 줄일 수 있는 기술도 개발이 필요하다고 덧붙였다.
편리성과 안전성을 지난 수소액화 컨테이너 통합 기술
마지막으로 ‘수소액화기술 및 시장동향’을 주제로 마틴 크노헤 린데사 대표가 발표에 나섰다. 그가 제시한 것은 대규모 소비자를 대상으로 한 기술개발이다. 여기서 대규모 소비자란 버스 기차 선박 등 대량으로 수소를 사용할 수 있는 사용처를 말한다.
그는 이를 위해 수소액화와 컨테이너를 통합한 방법을 제시했다. 이 방법은 표준화 돼 있기 때문에 사용자가 수소연료를 교체하기 쉽고(수소에너지가 든 컨테이너를 바꿈으로써), 충전소의 이동도 가능하다.
특히 컨테이너와 연료전지가 결합하는 방식은 소비자의 사용을 편리하게 만든다. 시간당 사용량만을 계산함으로 전기처럼 사용할 수 있는 장점이 있다. 이 기술은 내년부터 상용화될 예정이다.
이렇게 될 경우 액화수소의 안전성은 LNG보다 높다는 것이 마틴 대표의 설명이었다.
이어 이원욱 국회의원의 사회로 토론이 이어졌다.
오인환 수소학회장은 “발표자들이 액화수소 등 수소에 대한 디테일한 기술을 소개해 줬다”고 평가하고, “일본은 우리와 좋은 협력자이자 경쟁자로 일본의 수소사회 지향을 본받을 만하다”고 말했다.
그는 “우리나라가 2030년까지 신재생에너지 20% 확보해야 하는데. 그러한 목표 하에서 태양광 풍력뿐만 아니라 수소도 중요하다”고 강조했다.
이어 국내 최고의 수소 전문가 중 한 사람인 김세훈 현대자동차 이사는 “우리나라가 수소차를 세계 최초로 개발 (투산)했는데, 오늘 얘기를 들으면서 매우 부러웠다”고 소감을 밝히고, “수소산업의 경우 특정회사를 위한다는 오해가 있는데 이러한 편견이 불식됐으면 좋겠다”고 아쉬움을 토로 했다.
김 이사는 수소차의 경우 내년 3월부터 양산이 본격화되는데, 충전소만 있는 독일의 경우 도움을 요청하고 있다고 밝혔다. 또 우리나라의 경우 충전소가 몇 개 없어 보급이 더디다며, 정부 정책이 빨리 진행될 수 있도록 국회차원에서 도와줬으면 좋겠다고 바람을 나타내기도 했다.
장봉제 수소산업협회 회장은 “협회에는 100여개 회사가 있는데. 대개 중소 중견기업”이라며, 대기업도 투자를 하지 않아 독일 등 다른 회사들에 비해 기술력 차이가 심하다”고 현재 상황을 진단했다.
장 회장은 “새로운 에너지 패러다임은 어느 나라가 먼저 가느냐가 관건이 되는 것”이라며, “정부가 우선적으로 수소사회가 어떤 것이라는 것을 쉽게 이해할 수 있도록 해주었으면 좋겠다”고 바람을 나타냈다.
아울러 정부가 수소에 대한 방향성을 가질 수 있도록 로드맵을 제시하는 것이 필요하다며, 협회 차원에서도 기술격차를 어떻게 하면 따라잡을 수 있을지, 기업들이 동기부여를 가질 수 있도록 노력도 아끼지 않겠다고 밝혔다.
- 송찬영 자유기고가
- 저작권자 2017.11.03 ⓒ ScienceTimes